EP3504062A1 - Verfahren zur regelung des antriebs einer maschine - Google Patents

Verfahren zur regelung des antriebs einer maschine

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EP3504062A1
EP3504062A1 EP16760006.3A EP16760006A EP3504062A1 EP 3504062 A1 EP3504062 A1 EP 3504062A1 EP 16760006 A EP16760006 A EP 16760006A EP 3504062 A1 EP3504062 A1 EP 3504062A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
speed
roller element
printing
value
Prior art date
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Granted
Application number
EP16760006.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3504062B1 (de
Inventor
Joachim Weissbacher
Robert KICKINGER
Albert TRESENS
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.)
B&R Industrial Automation GmbH
Original Assignee
B&R Industrial Automation GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by B&R Industrial Automation GmbH filed Critical B&R Industrial Automation GmbH
Publication of EP3504062A1 publication Critical patent/EP3504062A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3504062B1 publication Critical patent/EP3504062B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B41F33/16—Programming systems for automatic control of sequence of operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/0006—Driving arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/0073—Accessories for calenders
    • D21G1/008—Vibration-preventing or -eliminating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2200/00—Printing processes
    • B41P2200/10—Relief printing
    • B41P2200/12—Flexographic printing

Definitions

  • the subject invention relates to a method for controlling the drive of a machine having at least one first rolling element, which rolls with a surface at least in sub-intervals of a revolution cycle under the action of a contact force under elastic deformation on a counter surface.
  • a body which will hereinafter be referred to as a roller element in a non-restrictive manner is elastically deformed when it rolls on a counter surface.
  • the respectively effective radius of the roller element changes.
  • rolling elements generally refer to machine elements that rotate about a fixed or moved axis. ⁇ br/> ⁇ br/> The rolling elements may be substantially cylindrical or be formed as profile rolls.
  • the speed of the roll surface is set by the specification of a setpoint speed for the rolls. Since the effective radii are not known a priori under the effect of a contact force, the elastic deformation results in a torque exchange between the rollers. This means that one roller exerts an accelerating torque on the other roller, while the other roller exerts a braking torque on the former.
  • DE 69400403 T2 discloses a printing method in which an instantaneous intensity or an engine torque of a drive motor is measured and the rotational speeds of printing cylinders are adjusted so that when passing a rubber element between a first and a second cylinder on the one hand, and between a first and third cylinder on the other hand, a minimum Change the instantaneous intensity or the engine element is effected.
  • a speed correction method which automatically compensates for deformation-related deviations of the peripheral speed of the first roller element by adjusting the setpoint for the speed of the first roller element
  • a retroactive method which deviates Constant speed of the first roller element within a revolution cycle by applying a from the course of a controlled variable, in particular an actual speed or an actual position, the roller element, in one or more preceding cycles of revolution or cycles determined correction signal automatically compensates, can be applied combined.
  • the inventor has found in experiments that neither with the application of a speed correction method alone, nor with the application of a retrospective method to increase the speed stability alone the quality problems were to be corrected. It was only through the combined application of these two methods that quality improvements could be achieved, which were not to be expected due to the disappointing results achieved with the individual methods alone.
  • the method according to the invention has the advantage that it is easy to implement even with existing machines.
  • the term "in contact” of a roller element with a mating surface or pairs of rollers with each other not only a direct contact, but also a touch with the interposition of a product, in particular a printing material, for example, when printing between a
  • the term “being in contact” does not necessarily mean that the roller element touches the mating surface during the entire revolution time.
  • rollers on an opposing surface under elastic deformation in the context of the present invention is understood to mean that the surfaces of the rolling elements abut one another essentially without sliding, at least in the contact region he area designated, in which a pair of rollers (or a roller element and a mating surface), optionally with the interposition of a product or printing material touches.
  • the area of contact can be represented in a cross section as a "point of contact.”
  • surface or relative speeds are generally related to a calculated point of contact It is clear to the person skilled in the art that these are contact surfaces in real, elastically deformable rollers.
  • touch area and “touch point” can therefore generally be used interchangeably.
  • revolution cycle refers to the period of time in which the characteristic value peaks of the controlled variable typically repeat cyclically, wherein the revolution cycle may correspond in particular to the revolution time of the first roller element or of another roller element.
  • the rotational speed (or a value derived from the rotational speed, such as the peripheral speed) of the roller element can be used.
  • the speed is generally derived from a rotational angle signal which is generated by a rotary encoder on the drive motor or on the roller element. Due to the retrospective method for increasing the speed constancy, peak values of the deviation of the controlled variable, which occur regularly at specific points of the revolution cycle, are compensated by the correction signal.
  • the correction signal can also be derived from a variable influenced by the controlled variable.
  • the correction signal To compensate for the dead time of the loop (i.e., the time lag between the regulator output and the actual cross current on the drive motor), the correction signal must be "reset” by this dead time to synchronize the correction with the peak values to be corrected.
  • the invention is based on the finding that differences in the effective peripheral speeds-due to the elastic deformation which leads to changed and in advance extremely difficult to predict effective roller diameters-of roller pairs are a cause of quality defects, for example of horizontal stripes in a printed image.
  • the same quality defects can also occur when a roller element generally rolls on a counter surface.
  • the time profile of a value characteristic of a drive torque of the roller arrangement can be determined in at least one of the subintervals, from this a parameter for an increase of this value in the subinterval can be derived and the reference variable of the peripheral speed of the first roller element be adjusted depending on this parameter to minimize the increase.
  • the course of the drive torque in the roller element or the profile of a variable proportional to the drive torque such as, for example and not limitation, the drive current or the drive power in the selected subinterval can be evaluated advantageously become.
  • the value characteristic of the drive torque may be a force applied by the at least one roller element to the counter surface.
  • the characteristic value for a drive torque of the roller assembly may be a parameter representative of a speed error of the roller member and / or a lag error between the roller member and the counter surface, such as, but not limited to, an average or effective torque, an average slope of torque, an averaged force action (torques weighted with the roller radius) on the mating surface or on another roller element or one
  • the derived parameter may further be a value averaged in a subinterval, or it may be an optionally smoothed slope of the propulsion torque in the subinterval.
  • the sub-interval may include one or more complete revolutions of one of the roller elements.
  • a circumferential speed of the first roller element can be adjusted by changing the default value for the rotational speed of this roller element.
  • a peripheral speed of the first roller element can be adjusted by changing the default value for the diameter of this roller element.
  • the deviation (eg in percent) of the default value from the actual diameter can be evaluated as a characteristic value, for example in order to Problems of health, which announce themselves by a change of this value, to recognize early.
  • a circumferential speed of the first roller element can be adapted by changing the default value for the delivery of this roller element.
  • elastic deformation also changes the relevant value for the relative speed between two roller elements for the diameters.
  • a firing method can be used to determine the default value for the speed of a roller element, the default value for the diameter of the roller element or the default value for the delivery of the roller element. The firing process is an iterative process that can be automated and that starts from a starting value, e.g.
  • the associated target parameter is determined from the resulting torque curve in the mentioned subinterval. Subsequently, the starting value is slightly changed and the resulting deviation is determined. Successive linear interpolation and extrapolations automatically set the optimum operating point. The iterations are aborted when the desired operating point has been reached with sufficient accuracy and therefore convergence has been achieved.
  • the retrospective method can be a self-learning method for controlling cyclical processes, in particular a repetitive control method.
  • Such methods are well suited to increase the speed stability.
  • Self-learning methods for controlling cyclical processes are generally referred to in the context of the present invention as methods in which disturbances (eg setpoint deviations or errors) are determined and stored in at least one first cycle, measures for suppressing these disturbances being determined on the basis of the determined disturbances , and wherein these measures are applied in at least one further cycle to suppress corresponding disturbances in this further cycle. Due to the permanently recurring application of this methodology, disturbances are self-optimally suppressed.
  • the repetitive-control method is a well-known method which is described, for example, in the article "Repetitive control for systems with uncertain period-time", Maart Steinbuch, Automatica 38 (2002) 2103-2109 periodic processes, the occurrence of (then also odischen) disturbances to minimize.
  • the method is self-learning by the permanent repeated application per se and therefore very easy to use. In the present case of application, it can be advantageously used to increase the speed constancy, which is achieved for example by a self-learning additive current injection.
  • the retroactive method can advantageously use a speed error, optionally scaled with a speed controller gain, and / or a periodic tracking error occurring at the point of contact between the work roll and the impression cylinder, wherein a switchover between different variants of the determination of a feedback signal can be provided in the control loop in order to generate several feedback signals.
  • the feedback can be a signal which is determined by a motor transmitter and representative of the controlled variable, or a signal which is determined by a load transmitter and representative of the controlled variable.
  • the feedback signal can also be generated by a virtual load transmitter, which determines an estimated value for the controlled variable based, for example, on the drive current and the engine torque.
  • the retrospective method can pass through an initiation phase over at least one revolution cycle, preferably over at least two revolution cycles.
  • one revolution cycle may correspond in particular to one revolution of the first roller element (or of another roller element, if this defines the revolution cycle), so that in many fields of application it is not necessary to determine the cycle from a signal.
  • an internal memory is first initiated over the first revolution cycle.
  • the process is activated continuously or step-by-step via a grinding control so that the disturbance suppression is fully active after two cycles (or two revolutions).
  • the first roller element may be a forme cylinder, wherein a counter-pressure cylinder and a Rolling an anilox roll on the forme cylinder, and wherein on the forme cylinder, an elastic printing forme is applied, which during at least a subinterval of the rotation of the forme cylinder in contact with the anilox roller and / or the impression cylinder.
  • the subject disclosure thus also relates to a method for controlling a printing press with a plurality of roller elements, namely at least one forme cylinder, an anilox roller and an impression cylinder, wherein on the forme cylinder, an elastic printing plate is applied, which during at least a subinterval of the rotation of the forme cylinder with the anilox roller and or the impression cylinder is in contact, wherein the course of a characteristic of the drive torque of at least one of the roller elements value is determined in the sub-interval, from a parameter is derived and the peripheral speed of at least one of the roller elements is adjusted in response to this parameter.
  • the subinterval evaluated for the calculation is selected in the context of the present invention on the basis of the respective machine.
  • the subinterval can be determined on the basis of an evaluation of the course of characteristic values, such as the drive torque, the measured roller speed, the speed error, the following error or other suitable characteristic values, during a test run or when starting the engine
  • Printing machine can be determined and can also include one or more complete revolutions.
  • the sub-interval is therefore chosen so that the points of contact between the printing plate and the anilox roller and between the printing plate and the impression cylinder in the sub-interval are free of contact changes. This enables a stable evaluation of the parameters with minimal interference.
  • the method can be carried out automatically and optionally also regularly during the printing process, which allows an automatic elimination of the printing process Circumferential speed differences between touching pairs of rollers and the associated printing errors, which allows an automatic process to be carried out independently by the machine software without the need for manual interaction by the operating personnel. No additional pre-press work is required and no additional printing units are needed.
  • the feature of the automatic and optionally also regular execution of the method according to the invention can also be applied to machines that are not printing presses.
  • an identical line speed can be set by adjusting the peripheral speeds) on a machine having a plurality of printing units. This feature can also be applied analogously to other machines.
  • Figure 2 is a schematic representation of the expected drive torque during a revolution of the forme cylinder.
  • Fig. 3 is a diagram of the dynamic behavior of a printing press in an experimental setup;
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion of the drive torque of FIG. 3;
  • Fig. 5 is a graph of the dynamic behavior of the printing machine in the experimental setup after a first adjustment of the default value for the diameter of the forme cylinder;
  • FIG. 6 shows a diagram of the dynamic behavior of the printing press in the experimental setup when using a repetitive-control method
  • FIG. 7 shows a diagram of the dynamic behavior of the printing machine in the experimental arrangement after a second adaptation of the standard value for the diameter of the forme cylinder, wherein a repetitive control method was additionally used;
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the iterative operation of the shooting process by successive interpolations and extrapolations
  • 9 shows a diagram of an exemplary control circuit according to the invention for two roller elements rolling against one another; 10 is a cross-section of an idealizing, undeformed pair of rolls and
  • Fig. 1 1 shows a cross section of the roller pair of Fig. 10, in which it comes by the action of a contact force to an elastic deformation.
  • FIG. 10 shows an idealized pair of rollers comprising a first roller element 1 'and a second roller element 2' which roll against one another at a contact point A (in relation to the illustrated cross section).
  • FIG. 11 schematically shows the deformation which occurs on the pair of rollers when the two roller elements V, 2 'are pressed against one another with a contact force F> 0 (the deformations are shown in FIG. 11 greatly oversubscribed for reasons of recognizability).
  • the two roller elements no longer touch each other in a line (ie in a cross section at a point), but in a contact surface (which is shown as a line in the cross-sectional representation in FIG. 11).
  • the radii of the roller elements are no longer constant, the minimum radii R- ⁇ , R 2 are in the middle of the contact surfaces.
  • the distance of the roller axes d in the deformed state is therefore smaller than the standard distance d 0 .
  • the peripheral speed at the contact surface no longer coincides with the calculated value based on the idealized representation.
  • Similar considerations apply if a roller element rolls on a flat counter surface under elastic deformation. Such deformations of rolling elements rolling against one another are not always exactly predictable in practice and the exact extent of the deformation can be determined by measuring methods is very complex and often not feasible in practice. However, since deformation often has an immediate effect on product quality, the method of the invention aims to minimize the quality defects resulting from these deformations. The invention will be described below with reference to an exemplary application in printing technology.
  • Direct printing processes such as flexographic printing, have long been commonplace and known in the art, and therefore, not every single component of the printing press is discussed herein. Also, the illustration of some components in Fig. 1 has been omitted for clarity, since they are well known to those skilled in the art.
  • the forme cylinder 2 carries a printing forme 4 of a flexible material on which raised areas according to the known flexographic printing process define the areas to be printed.
  • the anilox roller 1 applies the ink to the raised areas of the printing plate 4.
  • the ink is then applied to the substrate. Since the length of the printing form 4 may be shorter than the circumference of the forme cylinder 2, there may generally be on the form cylinder 2 a region not covered by the printing form 4, which is also referred to herein as a pressure gap 5.
  • the contact between the anilox roller 1 and the printing forme 4 applied to the forme cylinder 2 ends at the contact point B, while the impression cylinder 3 is still in contact with the printing forme 4;
  • the anilox roller 1 again comes into contact with the printing form 4, while the impression cylinder 3 is still in contact with the printing form 4;
  • the counter-pressure cylinder 3 (or the printing material carried thereon) again comes into contact with the printing form 4, while the anilox roller 1 is still in contact with the printing form 4.
  • the situation corresponds to the time t 0 , whereby the printing cycle ends and a new printing cycle begins.
  • the arrangement shown in Fig. 1, which leads to the sequence of touch changes set forth, is merely illustrative and not restrictive.
  • the printing form 4 can be shorter or longer and also the relative arrangement of the roller elements relative to one another can differ. Such changes may also lead to a different sequence of touch changes.
  • a time interval could occur in which neither the counter-pressure cylinder 3 nor the anilox roller 1 is in contact with the printing plate 4.
  • the printing form 4 comprises the entire circumference of the forme cylinder 2, so that no contact changes occur. The invention can also be applied advantageously to such cases.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the expected drive torque during one revolution of the forme cylinder, based on the times t 0 to t 4 , as shown in FIG. 1. This theoretical scheme can be used to evaluate actual measurement results. It should be noted that different roller arrangements or different lengths of the printing plate 4 would lead to different courses of the drive torque, the skilled person can easily transfer the teachings of the subject application in such cases.
  • 3 shows a diagram of the dynamic behavior of the test arrangement, wherein the uppermost curve shows the following error (difference between desired and actual position with respect to the surface of the forme cylinder), the middle curve shows the velocity profile and the lowest curve shows the drive torque of the forme cylinder, wherein the times t 0 to t 4 are drawn in a rotation in accordance with the representations in Fig. 1 and 2 in the diagram.
  • the setpoint position corresponds to the setpoint of the position controller, the actual position was measured with an encoder.
  • transverse stripes arise in particular due to distorted pixels on the printing material, which are perceived as a strip in a macroscopic view of the printed image by the human eye.
  • a compensating behavior determined by the disturbing behavior of the drive control loops (aperiodic decay or decay with damped oscillation).
  • stripes are caused in the print image.
  • One of the underlying idea underlying the invention is to prevent the occurrence of horizontal stripes in the printed image in that different peripheral speeds detected in pairs of rollers and the peripheral speeds of the roller pairs are automatically adapted to each other.
  • the torque curves of the associated roller drives are evaluated in the contact phase and the roller speeds are adjusted until the circumferential speeds of the roller pairs coincide and the average contact torque during the contact phase is substantially constant.
  • the peripheral speeds of the roller elements can be adjusted for example by changing the default value for the roll diameter.
  • the default value for the diameter of the forme cylinder was increased in a first step by 0.6% in order to achieve a correspondingly lower peripheral speed of the forme cylinder.
  • Fig. 5 shows a graph of the dynamic behavior of the printing press in the experimental setup described above after this adjustment of the preset value for the diameter of the forme cylinder by + 0.6%. It can be clearly seen that the drive torque had significantly reduced peak values (about 6 Nm in FIG. 5 compared to about 13 Nm in FIG. 4) and a reduced average value. Furthermore, the drive torque in the subintervals of the contact phases (intervals t- 1 to t 2 and t 3 to t 4 ) had a constant course on average. There were no longer any horizontal stripes in the printed image.
  • the approximation of the peripheral speeds of the roller pairs can not only be achieved by changing the rotational speed of one of the roller elements involved, but it can also change the delivery between the roller pairs are made to influence the desired length of the print motif on the substrate and thereby distortions can arise in the printed image to compensate.
  • a high quality of the printed image is achieved only by an increased constancy of the roller speeds by means of the repetitive-control method by an additive current injection.
  • the Repetivite Control method can basically be self-learning and is therefore very easy to use.
  • Fig. 6 shows a diagram of the dynamic behavior of the experimental setup when the RC method is applied. The default value for the roll diameter was not changed from the initial value (FIGS. 3 and 4). FIG. 6 shows, from top to bottom, the curves of the following values:
  • Fig. 8 illustrates the iterative operation of a firing method, with which an optimal default value for the diameter of a roller element can be determined.
  • a starting value D 0 for the diameter a corresponding value k 0 for the slope of the torque is determined (this corresponds, for example, to the gradient shown in FIG. 4 between the times t- 1 and t 2 ).
  • the starting value D 0 is slightly changed to the value D- ⁇ and the corresponding value k- ⁇ determined the slope of the torque.
  • the next default value D2 for the diameter is then determined as the intersection of the line through the points (D 0 , k 0 ) and (D- ⁇ , k- ⁇ ) with the axis of abscissa.
  • the process is iteratively continued until a default value D x is found for which the slope of the torque k x is sufficiently low. In FIG. 8, this is the case for the value D 4 , which only has a very small gradient k 4 .
  • FIG. 9 shows an exemplary control circuit for the drive control of two rolling elements 1 'and 2', which are driven against one another and are each driven by a drive motor M A , M B.
  • the two drive motors are each controlled by a control loop, the function of the controller being described below with reference to the first roller element V.
  • the desired value w corresponds to the default value for the engine speed, this desired value w being based on the dimensions of the undeformed roller elements.
  • This setpoint is corrected on the one hand by a set value a, which was determined according to the speed correction method.
  • the determination of the adjustment value is made by the speed compensation D, which is described in more detail below.
  • the feedback y M (t) is subtracted from the setpoint w corrected by the adjustment value a in order to determine the control deviation e (t), which represents the input value into a speed controller R A.
  • the speed controller R A outputs a control quantity u (t).
  • the type of feedback can be selected via a selector SW A.

Landscapes

  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
  • Rotary Presses (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

Verfahren zur Regelung eines Antriebs einer Maschine mit zumindest einem ersten Walzelement (1'), welches mit einer Oberfläche zumindest in Teilintervallen eines Umdrehungszyklus unter Einwirkung einer Kontaktkraft unter elastischer Verformung auf einer Gegenfläche abwälzt. Ein Drehzahlkorrekturverfahren, welches verformungsbedingte Abweichungen der Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements (1') durch ein Anpassen des Sollwerts für die Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements (1') automatisch ausgleicht, und ein rückschauendes Verfahren, welches Abweichungen der Drehzahlkonstanz des ersten Walzenelements (1') innerhalb eines Umdrehungszyklus durch Anwenden eines aus dem Verlauf einer Regelgröße in einem oder mehreren vorhergehenden Umdrehungszyklus bzw. -zyklen ermittelten Korrektursignals automatisch ausgleicht, werden kombiniert angewendet.

Description

Verfahren zur Regelung des Antriebs einer Maschine
Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Antriebs einer Maschine mit zumindest einem ersten Walzelement, welches mit einer Oberfläche zumindest in Teilintervallen eines Umdrehungszyklus unter Einwirkung einer Kontaktkraft unter elastischer Verformung auf einer Gegenfläche abwälzt.
Durch die Wirkung der Kontaktkraft wird ein Körper, der im Folgenden in nicht einschränkender Weise als Walzenelement bezeichnet wird, elastisch deformiert, wenn er auf einer Gegenfläche abwälzt. Durch diese elastische Deformation verändert sich der jeweils effektiv wirkende Radius des Walzenelements. Wenn zwei Walzenelemente aneinander abrollen, verändern sich beide Radien und damit auch, gemeinsam mit der Walzendrehzahl, die Liniengeschwindigkeit eines Produkts, das durch das Walzenpaar transportiert wird.
Als„Walzenelemente" werden im Zusammenhang mit der gegenständlichen Offenbarung allgemein Maschinenelemente bezeichnet, die um eine feststehende oder bewegte Achse rotieren. Die Walzenelemente können im Wesentlichen zylindrisch sein, oder als Profilwalzen ausgebildet sein.
Im Allgemeinen wird die Geschwindigkeit der Walzenoberfläche, bzw. die Relativgeschwindigkeit von aneinander abrollenden Walzenoberflächen, durch die Vorgabe einer Solldrehzahl für die Walzen eingestellt. Da die effektiven Radien unter Wirkung einer Kontaktkraft nicht a priori bekannt sind, kommt aufgrund der elastischen Verformung zu einem Drehmo- mentaustausch zwischen den Walzen. Das bedeutet, dass eine Walze auf die andere Walze ein beschleunigendes Drehmoment ausübt, während die andere Walze ein bremsendes Drehmoment auf erstere ausübt.
Zusätzlich treten in der Praxis periodische Störungen der Bewegung (Störmomente) auf. Beispiele für derartige Störungen sind z.B. eine Druckplatte, die auf einer der Walzen ange- bracht ist und nicht den gesamten Umfang der Walze umschließt ebenso wie das Druckmotiv, das auf dieser Druckplatte aufgeprägt ist.
Verfahren der eingangs genannten Art kommen beispielsweise bei Rotationsdruckverfahren mit elastischen Druckformen zum Einsatz, wie etwa dem Flexodruckverfahren. Dabei können im drucktechnischen Alltag zahlreiche Probleme auftreten, deren Behandlung und Lösung von der Bedienperson der Druckmaschine eine gute Ausbildung und große Erfahrung erfordern. Das Auftreten von Querstreifen im Druckbild ist beim Flexodrucken ein solches unerwünschtes Phänomen und diese Querstreifen gehören zu den wohlbekannten Problemen im drucktechnischen Alltag. Bedeckt die Druckform den Umfang des Formzylinders nicht vollständig, so ist bekannt, dass die Lücke im von der Druckform nicht bedeckten Bereich der Oberfläche des Formzylinders Schwingungen im Druckstock verursachen kann, die sich negativ auf das Druckbild auswirken. Diese Schwingungen entstehen jeweils, wenn die Druckform mit der Rasterwalze oder dem Gegendruckzylinder in Kontakt gelangt oder diesen Kontakt wieder löst.
Weiterhin ist bekannt, dass die durch das Druckmotiv bestimmte geometrische Form der Druckformoberfläche motivangeregte Schwingungen, die sich ebenfalls negativ auf das Druckbild auswirken, verursachen können.
Auch wenn solche Schwingungen eine Rolle spielen, sind die exakten Ursachen für Quer- streifen im Druckbild oft nicht einfach zu ermitteln, sodass Maßnahmen zu deren Verhinderung meist durch Versuch und Irrtum herausgefunden werden. In der drucktechnischen Praxis wird dabei versucht, diese unerwünschte Erscheinung durch verschiedene Maßnahmen wie z.B. Veränderung der Druckzustellung, Veränderung der Druckbildlänge, Aufteilung einer Druckfarbe auf mehrere Druckwerke, manuelle Veränderung von Walzendurchmessern auf dem Bediengerät der Maschinensteuerung, Einsatz spezieller Sleeves und Adapter, geeignete Wahl des Klebebandes, etc. zu unterdrücken. Diese Maßnahmen erfordern allesamt auf den jeweiligen Druckauftrag spezifisch abgestimmte manuelle Eingriffe durch erfahrenes Bedienpersonal der Druckmaschine, oder sie müssen bereits bei der Druckformherstellung berücksichtigt werden. DE 10 2012 013532 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem im Druckspalt zwischen Druckform und Bedruckstoff auf Vollkontakt gefahren wird. Durch die äußerst niedrige Relieftiefe auf der gesamten Fläche müssen dabei sehr geringer Toleranzen eingehalten werden, was sich in der Praxis als schwierig erweisen kann.
DE 69400403 T2 offenbart ein Druckverfahren, wobei eine Augenblicksintensität oder ein Motormoment eines Antriebsmotors gemessen und die Drehgeschwindigkeiten von Druckzylindern so eingestellt wird, dass beim Hindurchbewegen eines Gummielements zwischen einem ersten und einem zweiten Zylinder einerseits, und zwischen einem ersten und dritten Zylinder andererseits, eine minimale Veränderung der Augenblicksintensität oder des Motorelements bewirkt wird. Es besteht weiterhin ein Bedarf an Verfahren und Vorrichtungen zur Verbesserung der Bearbeitungsqualität und insbesondere zur Vermeidung von Querstreifen in einem Druckbild, die möglichst unabhängig von der Erfahrung der Bedienperson funktionieren sollen. Das Verfahren soll nach Möglichkeit keinen zusätzlichen Aufwand bei der Produktionsvorbereitung bzw. Umrüstung, zum Beispiel bei der Druckformherstellung, erfordern und einfach umzusetzen sein.
Dieses und weitere Ziele werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem ein Drehzahlkorrekturverfahren, welches verformungsbedingte Abweichungen der Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements durch ein Anpassen des Sollwerts für die Geschwindigkeit des ersten Walzenelements automatisch ausgleicht, und ein rückschauendes Verfahren, welches Abweichungen der Drehzahlkonstanz des ersten Walzenelements innerhalb eines Umdrehungszyklus durch Anwenden eines aus dem Verlauf einer Regelgröße, insbesondere einer Ist-Geschwindigkeit oder einer Ist- Position das Walzenelements, in einem oder mehreren vorhergehenden Umdrehungszyklus bzw. -zyklen ermittelten Korrektursignals automatisch ausgleicht, kombiniert angewendet werden. Vom Erfinder wurde bei Versuchen festgestellt, dass weder mit der Anwendung eines Drehzahlkorrekturverfahrens alleine, noch mit der Anwendung eines rückschauendes Verfahrens zur Erhöhung der Drehzahlkonstanz alleine die Qualitätsprobleme zu beheben waren. Erst durch die kombinierte Anwendung dieser beiden Verfahren ließ sich eine Qualitätssteigerung erzielen, die aufgrund der enttäuschenden Ergebnisse, die mit den einzelnen Verfahren alleine erzielt wurden, nicht zu erwarten war. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es auch bei bestehenden Maschinen einfach umsetzbar ist.
Im Zusammenhang mit der gegenständlichen Offenbarung wird unter dem Begriff„in Kontakt sein" eines Walzenelements mit einer Gegenfläche bzw. von Walzenpaaren miteinander nicht nur eine direkte Berührung, sondern auch eine Berührung unter Zwischenlage eines Produktes, insbesondere eines Bedruckstoffs, der beispielsweise beim Bedrucken zwischen einem Walzenpaar hindurchgeführt wird, verstanden. Weiters bedingt der Begriff„in Kontakt sein" nicht unbedingt, dass das Walzenelement während der gesamten Umdrehungszeit die Gegenfläche berührt.
Der Begriff„unter elastischer Verformung auf einer Gegenfläche abwälzen" wird im Zusammenhang mit der gegenständlichen Erfindung dahingehend verstanden, dass die Oberflächen der aneinander abwälzenden Elemente zumindest im Berührungsbereich im Wesentlichen ohne Gleiten aneinanderliegen. Mit dem Begriff„Berührungsbereich" wird im Zusammenhang mit der gegenständlichen Erfindung er Bereich bezeichnet, in dem sich ein Walzenpaar (bzw. ein Walzenelement und eine Gegenfläche), gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Produkts oder Bedruckstoffes, berührt. Bei einem idealisierten, starren Walzenpaar ist der Berührungsbereich in einem Querschnitt als„Berührungspunkt" darstellbar. Oberflächen- oder Relativgeschwindigkeiten beispielsweise sind im Allgemeinen auf einen errechneten Berührungspunkt bezogen, wobei dem Fachmann klar ist, dass es sich dabei in realen, elastisch verformbaren Walzen um Berührflächen handelt. Die Begriffe„Berührungsbereich" und„Berührungspunkt" können daher im Allgemeinen synonym verwendet werden.
Als„Umdrehungszyklus" wird im Zusammenhang mit der gegenständlichen Erfindung dieje- nige Zeitspanne bezeichnet, in der sich die charakteristischen Wertspitzen der Regelgröße typischerweise zyklisch wiederholen, wobei der Umdrehungszyklus insbesondere mit der Umlaufdauer des ersten Walzenelements oder eines anderen Walzenelements korrespondieren kann.
Als Regelgröße kann beispielsweise die Drehzahl (bzw. ein von der Drehzahl abgeleiteter Wert, wie etwa die Umfangsgeschwindigkeit) des Walzenelements verwendet werden. Die Drehzahl wird dabei im Allgemeinen von einem Drehwinkelsignal abgeleitet, das von einem Drehgeber am Antriebsmotor oder an dem Walzenelement generiert wird. Durch das rückschauende Verfahren zur Erhöhung der Drehzahlkonstanz werden Wertspitzen der Abweichung der Regelgröße, die an bestimmten Stellen des Umdrehungszyklus regelmäßig auftre- ten, durch das Korrektursignal ausgeglichen. Anstelle der Regelgröße an sich kann das Korrektursignal auch von einer von der Regelgröße beeinflussten Größe abgeleitet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Zusammenhang mit der gegenständlichen Offenbarung auf Basis der Drehzahl beschrieben. Der Fachmann ist jedoch ohne weiteres in der Lage, die Erfindung auf Basis des Drehwinkels (bzw. von Drehpositionen) auszuführen. Die Sollwerte stellen sich dann nicht als konstante Geschwindigkeitsvorgaben dar, sondern als linear ansteigende Positions- bzw. Winkelvorgaben. Solche Ausführungen sind als analoge Ausführungsformen anzusehen.
Um die Totzeit des Regelkreises (d.h. die Zeitverschiebung zwischen Reglerausgang und tatsächlichem Querstrom am Antriebsmotor) auszugleichen, muss das Korrektursignal um diese Totzeit„zurückversetzt" werden, um die Korrektur mit den zu korrigierenden Wertspitzen zu synchronisieren.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Unterschiede der effektiven Umfangsgeschwindigkeiten - begründet in der elastischen Deformation, die zu veränderten und im Vorhinein äußerst schwierig zu prognostizierenden effektiven Walzendurchmessern führt - von Walzenpaaren eine Ursache für Qualitätsfehler, beispielsweise von Querstreifen in einem Druckbild, darstellen. Dieselben Qualitätsfehler können auch auftreten, wenn ein Walzenelement allgemein auf einer Gegenfläche abrollt. Durch eine Eliminierung dieser Geschwindigkeitsunterschiede kann das Entstehen dieser Qualitätsfehler weitgehend verhindert werden. In vorteilhafter Weise kann daher für das Drehzahlkorrekturverfahren der zeitliche Verlauf eines für ein Antriebsmoment der Walzenanordnung charakteristischen Werts in zumindest einem der Teilintervalle ermittelt werden, daraus ein Parameter für einen Anstieg dieses Werts in dem Teilintervall abgeleitet werden und die Führungsgröße der Umfangsgeschwin- digkeit des ersten Walzenelements in Abhängigkeit von diesem Parameter zur Minimierung des Anstiegs angepasst werden.
Zur Erkennung eines Geschwindigkeitsunterschieds zwischen der Oberfläche des ersten Walzenelements und der Gegenfläche kann in vorteilhafter Weise der Verlauf des Antriebsmoments bei dem Walzenelement oder der Verlauf einer dem Antriebsmoment propor- tionale Größe wie beispielsweise und nicht einschränkend, der Antriebsstrom oder die Antriebsleistung in dem gewählten Teilintervall ausgewertet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der für das Antriebsmoment charakteristische Wert eine von dem zumindest einen Walzenelement auf die Gegenfläche aufgebrachte Kraft sein. Der für ein Antriebsmoment der Walzenanordnung charakteristische Wert kann ein für einen Geschwindigkeitsfehler des Walzenelementes und/oder ein für einen Schleppfehler zwischen dem Walzenelement und der Gegenfläche repräsentativer Parameter sein, wie beispielsweise und nicht einschränkend, ein gemitteltes oder effektives Drehmoment, eine gemittelte Steigung eines Drehmoments, eine gemittelte Kraftwirkung (mit dem Walzenradius bewerte- te Drehmomente) auf die Gegenfläche bzw. auf ein anderes Walzenelement oder eine
Summe von Kraftwirkungen von Walzenpaaren aufeinander. Basierend darauf wird die Umfangsgeschwindigkeit so angepasst, dass der repräsentative Parameter in diesem Teilintervall minimiert wird.
Der abgeleitete Parameter kann weiters ein in einem Teilintervall gemittelter Wert sein oder er kann eine gegebenenfalls geglättete Steigung des Antriebsmoments in dem Teilintervall sein.
Das Teilintervall kann eine oder mehrere vollständige Umdrehungen einer der Walzenelemente umfassen. In vorteilhafter Weise kann eine Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements durch Änderung des Vorgabewertes für die Drehzahl dieses Walzenelements angepasst werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements durch Änderung des Vorgabewertes für den Durchmesser dieses Walzenelements angepasst werden. Die Abweichung (z.B. in Prozent) des Vorgabewertes vom tatsächlichen Durchmesser kann als Kennwert ausgewertet werden, um beispielsweise Qua- litätsprobleme, die sich durch eine Veränderung dieses Wertes ankündigen, frühzeitig zu erkennen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements durch Änderung des Vorgabewertes für die Zustellung dieses Walzen- elements angepasst werden. Dadurch ändert sich durch elastische Deformation ebenfalls der für die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Walzenelementen relevante Wert für die Durchmesser. Bei Druckmaschinen können beispielsweise gleichzeitig die Farbaufnahme von einer Rasterwalze zu einem Formzylinder und der Druck von dem Formzylinder auf den Bedruckstoff vorteilhaft beeinflusst werden. In vorteilhafter Weise kann zur Ermittlung des Vorgabewertes für die Drehzahl eines Walzenelements, des Vorgabewertes für den Durchmesser des Walzenelements oder des Vorgabewertes für die Zustellung des Walzenelements ein Schießverfahren verwendet werden. Das Schießverfahren ist ein iteratives Verfahren, das automatisiert ablaufen kann und bei dem ausgehend von einem Startwert z.B. für den Vorgabewert der Drehzahl des Walzen- elements der dazugehörige Zielparameter aus dem sich ergebenden Drehmomentverlauf im genannten Teilintervall ermittelt wird. Nachfolgend wird der Startwert leicht abgeändert und die sich dadurch ergebende Abweichung ermittelt. Durch sukzessive lineare Inter- und Extrapolationen wird der optimale Betriebspunkt automatisch eingestellt. Die Iterationen werden abgebrochen, wenn der gewünschte Betriebspunkt mit ausreichender Genauigkeit erreicht wurde und daher Konvergenz erreicht wurde.
In vorteilhafter Weise kann das rückschauende Verfahren ein selbstlernendes Verfahren zur Steuerung zyklischer Abläufe, insbesondere ein Repetitive-Control-Verfahren sein. Solche Verfahren sind zur Erhöhung der Drehzahlkonstanz gut geeignet. Als selbstlernende Verfahren zur Steuerung zyklischer Abläufe werden im Zusammenhang mit der gegenständlichen Erfindung allgemein Verfahren bezeichnet, bei denen Störungen (z.B. Sollwertabweichungen oder Fehler) in zumindest einem ersten Zyklus ermittelt und gespeichert werden, wobei auf Basis der ermittelten Störungen Maßnahmen zur Unterdrückung dieser Störungen ermittelt werden, und wobei diese Maßnahmen in zumindest einem weiteren Zyklus angewendet werden, um entsprechende Störungen in diesem weiteren Zyklus zu unterdrücken. Durch die sich dauerhaft wiederholende Anwendung dieser Methodik werden Störungen selbstlernend bestmöglich unterdrückt.
Das Repetitive-Control-Verfahren ist ein wohlbekanntes Verfahren, das beispielsweise im Fachartikel„Repetitive control for Systems with uncertain period-time", Maarten Steinbuch, Automatica 38 (2002) 2103-2109, beschrieben wird. Das Repetitive-Control-Verfahren kann dazu verwendet werden, bei periodischen Prozessen das Auftreten von (dann ebenfalls peri- odischen) Störgrößen zu minimieren. Das Verfahren ist durch die dauerhafte wiederholte Anwendung per se selbstlernend und daher sehr einfach anwendbar. Im gegenständlichen Anwendungsfall kann es vorteilhaft zur Erhöhung der Drehzahlkonstanz verwendet werden, was beispielsweise durch eine selbstlernende additive Stromaufschaltung erreicht wird. In vorteilhafter Weise kann das rückschauende Verfahren einen gegebenenfalls mit einer Drehzahlreglerverstärkung skalierten Drehzahlfehler und/oder einen im Berührungspunkt zwischen Arbeitswalze und Gegendruckzylinder auftretenden periodischen Schleppfehler als Eingangssignal verwenden, wobei im Regelkreis eine Umschaltung zwischen unterschiedlichen Varianten der Ermittlung eines Rückführungssignals vorgesehen sein kann, um mehre- re alternative Betriebsmodi bereitzustellen. Beispielsweise kann die Rückführung ein von einem Motorgeber ermitteltes, für die Regelgröße repräsentatives Signal oder ein von einem Lastgeber ermitteltes, für die Regelgröße repräsentatives Signal sein. Das Rückführungssignal kann auch durch einen virtuellen Lastgeber erstellt werden, der beispielsweise auf Basis des Antriebsstroms und des Motormoments einen geschätzten Wert für die Regelgröße er- mittelt.
In vorteilhafter Weise kann das rückschauende Verfahren eine Initiierungsphase über zumindest einen Umdrehungszyklus, vorzugsweise über zumindest zwei Umdrehungszyklen durchlaufen. Ein Umdrehungszyklus kann dabei insbesondere einer Umdrehung des ersten Walzenelements (oder auch eines anderen Walzenelements, wenn dieses den Umdre- hungszyklus definiert) entsprechen, sodass es in vielen Anwendungsbereichen nicht notwendig ist, den Zyklus aus einem Signal zu bestimmen. Nach Einschalten des selbstlernenden Verfahrens wird über den ersten Umdrehungszyklus zuerst ein interner Speicher initiiert. Im zweiten Umdrehungszyklus (und gegebenenfalls in weiteren Zyklen) wird über eine Einschleifsteuerung das Verfahren kontinuierlich oder schrittweise aktiviert, sodass die Stö- rungsunterdrückung nach zwei Zyklen (bzw. zwei Umdrehungen) vollständig aktiv ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Gegenfläche durch die Oberfläche eines zweiten Walzenelements gebildet sein, wobei das erste Walzelement und das zweite Walzenelement aneinander abwälzen und wobei der Antrieb des zweiten Walzenelements analog zum ersten Walzelement geregelt wird. In vorteilhafter Weise kann das rückschauende Verfahren zur Erhöhung der Drehzahlkonstanz einen im Berührungspunkt zwischen dem ersten Walzenelement und dem zweiten Walzenelement auftretenden periodischen Schleppfehler als Regelgröße verwenden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform, bei der die Maschine eine Druckmaschine ist, kann das erste Walzenelement ein Formzylinder sein, wobei ein Gegendruckzylinder und eine Rasterwalze an dem Formzylinder abwälzen, und wobei auf dem Formzylinder eine elastische Druckform aufgebracht ist, welche während zumindest eines Teilintervalls der Umdrehung des Formzylinders mit der Rasterwalze und/oder dem Gegendruckzylinder in Kontakt ist. Dies ermöglicht eine zuverlässige Verhinderung von Querstreifen im Druckbild. Die gegenständliche Offenbarung betrifft somit auch ein Verfahren zur Regelung einer Druckmaschine mit mehreren Walzenelementen, nämlich zumindest einem Formzylinder, einer Rasterwalze und einem Gegendruckzylinder, wobei auf dem Formzylinder eine elastische Druckform aufgebracht ist, welche während zumindest eines Teilintervalls der Umdrehung des Formzylinders mit der Rasterwalze und/oder dem Gegendruckzylinder in Kontakt ist, wobei der Verlauf eines für das Antriebsmoment von zumindest einem der Walzenelemente charakteristischen Werts in dem Teilintervall ermittelt wird, daraus ein Parameter abgeleitet wird und die Umfangsgeschwindigkeit von zumindest einem der Walzenelemente in Abhängigkeit von diesem Parameter angepasst wird.
Das für die Berechnung ausgewertete Teilintervall wird im Zusammenhang mit der gegen- ständlichen Erfindung auf Basis der jeweiligen Maschine ausgewählt. Bei Druckmaschinen werden dabei insbesondere die Größe des Formzylinders, die Größe, Form und Position der Druckform und die Anordnung der weiteren Walzenelemente berücksichtigt. Das Teilintervall kann auf Basis einer Auswertung des Verlaufs von Kennwerten, wie etwa dem Antriebsmoment, der gemessenen Walzengeschwindigkeit, des Geschwindigkeitsfehlers, des Schlepp- fehlers oder anderer geeigneter Kennwerten, bei einem Testlauf oder beim Anfahren der
Druckmaschine ermittelt werden und kann auch ein oder mehrere vollständige Umdrehungen umfassen.
Die Auswahl des ausgewerteten Teilintervalls sollte so erfolgen, dass Störeinflüsse minimiert werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Teilintervall daher so gewählt, dass die Berührungspunkte zwischen der Druckform und der Rasterwalze und zwischen der Druckform und dem Gegendruckzylinder im Teilintervall frei von Berührungswechseln sind. Dies ermöglicht eine stabile Auswertung der Parameter mit minimalen Störeinflüssen. Als„Berührungswechsel" wird dabei das in Kontakt kommen und das Lösen des Kontakts zwischen dem Druckform und einem anderen Walzenelement verstanden. In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Verfahren während des Druckvorgangs automatisch und wahlweise auch regelmäßig ausgeführt werden. Dies erlaubt eine automatische Eliminierung von Umfangsgeschwindigkeitsunterschieden zwischen berührenden Walzenpaaren und den damit verbundenen Druckbildfehlern. Dadurch lässt sich ein automatisches Verfahren schaffen, das selbstständig durch die Maschinensoftware gesteuert abläuft. Dabei ist keine manuelle Interaktion durch das Bedienpersonal notwendig, es sind keine zusätzlichen Arbeiten in der Druckvorstufe erforderlich und es bedarf keiner Verwendung zusätzlicher Druckeinheiten. Das Merkmal des automatischen und wahlweise auch regelmäßigen Ausführens des Verfahrens kann erfindungsgemäß auch auf Maschinen angewendet werden, die keine Druckmaschinen sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann durch die Anpassung der Umfangsgeschwindigkeiten) auf einer Maschine mit mehreren Druckwerken eine identische Liniengeschwindigkeit eingestellt werden. Auch dieses Merkmal kann analog auf andere Maschinen angewendet werden.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 8 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig.1 eine schematische Darstellung des Druckvorgangs einer Flexodruckmaschine;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des zu erwartenden Antriebsmoments während einer Umdrehung des Formzylinders; Fig. 3 ein Diagramm des dynamischen Verhaltens einer Druckmaschine in einer Versuchsanordnung;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs des Antriebsmoments der Fig. 3;
Fig. 5 ein Diagramm des dynamischen Verhaltens der Druckmaschine in der Versuchsanordnung nach einer ersten Anpassung des Vorgabewerts für den Durchmesser des Formzylinders;
Fig. 6 ein Diagramm des dynamischen Verhaltens der Druckmaschine in der Versuchsanordnung bei einer Verwendung eines Repetitive-Control-Verfahrens;
Fig. 7 ein Diagramm des dynamischen Verhaltens der Druckmaschine in der Versuchsanordnung nach einer zweiten Anpassung des Vorgabewerts für den Durchmes- ser des Formzylinders, wobei zusätzlich ein Repetitive-Control-Verfahren angewendet wurde;
Fig. 8 ein Diagramm, das die iterative Funktionsweise des Schießverfahrens durch sukzessive Inter- und Extrapolationen veranschaulicht;
Fig. 9 ein Diagramm eines beispielhaften erfindungsgemäßen Regelkreises für zwei aneinander abrollende Walzenelemente; Fig. 10 einen Querschnitt eines idealisieren, unverformten Walzenpaars und
Fig. 1 1 einen Querschnitt des Walzenpaars der Fig. 10, bei dem es durch die Einwirkung einer Kontaktkraft zu einer elastischen Verformung kommt.
Beim aneinander Abrollen von zwei Walzenelementen kommt es zu Verformungen, die im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 10 und 1 1 allgemein beschrieben werden.
Fig. 10 zeigt ein idealisiertes Walzenpaar aus einem ersten Walzenelement 1 ' und einem zweiten Walzenelement 2' die in einem Berührungspunkt A (bezogen auf den dargestellten Querschnitt) aneinander abrollen. Die (unverformten) Normalradien R1 0 des ersten Walzenelements V und R2,o des zweiten Walzenelements 2' definieren den Normabstand d0 der Walzenachsen. Die Darstellung in Fig. 10 entspricht der Situation in der keine Kontaktkraft F zwischen den Walzenelementen wirkt (F = 0) und keine elastische Verformung der Walzenelemente auftritt.
Fig. 1 1 zeigt schematisch die Deformation, die am Walzenpaar auftritt, wenn die beiden Walzenelemente V, 2' mit einer Kontaktkraft F > 0 aneinandergedrückt werden (die Verformun- gen sind in Fig. 1 1 aus Gründen der Erkennbarkeit stark überzeichnet dargestellt). Die beiden Walzenelemente berühren sich nun nicht mehr in einer Linie (d.h. in einem Querschnitt in einem Punkt), sondern in einer Berührfläche (die in der Querschnittsdarstellung in Fig. 1 1 als Linie dargestellt ist). Auch die Radien der Walzenelemente sind nicht mehr konstant, wobei die minimalen Radien R-ι , R2 in der Mitte der Berührflächen liegen. Der Abstand der Wal- zenachsen d im verformten Zustand ist daher kleiner als der Normabstand d0. Daher entspricht auch die Umfangsgeschwindigkeit an der Berührfläche nicht mehr mit dem auf Basis der idealisierten Darstellung berechneten Wert überein. Analoge Überlegungen gelten auch, wenn ein Walzenelement auf einer ebenen Gegenfläche unter elastischer Verformung abrollt. Derartige Verformungen von aneinander abrollenden Walzenelementen sind in der Praxis nicht immer genau vorhersehbar und das genaue Ausmaß der Verformung mittels Messverfahren zu ermitteln ist sehr aufwändig und in der Praxis oft nicht durchführbar. Da aber die Verformung oft unmittelbare Auswirkungen auf die Produktqualität hat, zielt das erfindungsgemäße Verfahren darauf ab, die Qualitätsfehler, die aus diesen Verformungen entstehen, zu minimieren. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Anwendung in der Drucktechnik beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Walzenanordnung einer Flexodruckmaschine, bestehend aus einer Rasterwalze 1 , einem Formzylinder 2 und einem Gegendruckzylinder 3, in fünf unterschiedlichen Zeitpunkten t = t0 bis t4, die jeweils auf eine Umdrehung des Formzylinders 2 bezogen sind. Direkten Druckverfahren, wie etwa der Flexodruck, sind im Stand der Technik seit langem allgemein üblich und bekannt, und es wird daher hierin nicht auf jede einzelne Komponente der Druckmaschine eingegangen. Auch wurde auf die Darstellung einiger Komponenten in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber verzichtet, da sie dem Fachmann hinlänglich bekannt sind. Der Formzylinder 2 trägt eine Druckform 4 aus einem flexiblen Material, auf dem gemäß dem bekannten Flexodruckverfahren erhabene Stellen die zu druckenden Bereiche definieren. Die Rasterwalze 1 trägt die Druckfarbe auf die erhabenen Stellen der Druckform 4 auf. Zwischen dem Formzylinder 2 und dem Gegendruckzylinder 3 wird die Druckfarbe dann auf den Bedruckstoff aufgebracht. Da die Länge der Druckform 4 kürzer sein kann, als der Umfang des Formzylinders 2, kann es auf dem Formzylinder 2 im Allgemeinen einen nicht von der Druckform 4 bedeckten Bereich geben, der hierin auch als Drucklücke 5 bezeichnet wird. Bei einer Umdrehung des Formzylinders 2, d.h. während eines Druckzyklus, werden somit beispielsweise die folgenden Zeitpunkte t = t0 bis t4 durchlaufen: t0: Die Druckform 4 gelangt beim Berührungspunkt A zwischen dem Formzylinder
2 und dem Gegendruckzylinder 3 in Kontakt mit dem Gegendruckzylinder 3 (Beginn eines Druckzyklus), während die Rasterwalze 1 weiterhin in Kontakt mit der Druckform 4 ist;
Die Berührung zwischen Rasterwalze 1 und der auf dem Formzylinder 2 aufgebrachten Druckform 4 bei Berührungspunkt B endet, während der Gegendruckzylinder 3 weiterhin in Kontakt mit der Druckform 4 ist;
Nach der Drucklücke 5 gelangt die Rasterwalze 1 wieder in Kontakt mit der Druckform 4, während der Gegendruckzylinder 3 weiterhin in Kontakt mit der Druckform 4 ist;
Die Berührung zwischen Gegendruckzylinder 3 und Druckform 4 im Berührungspunkt A endet, während die Rasterwalze 1 weiterhin in Kontakt mit der Druckform 4 ist;
Der Gegendruckzylinder 3 (bzw. der auf diesem mitgeführte Bedruckstoff) gelangt wieder in Kontakt mit der Druckform 4, während die Rasterwalze 1 weiterhin in Kontakt mit der Druckform 4 ist. Die Lage entspricht dem Zeitpunkt t0, wobei der Druckzyklus endet und ein neuer Druckzyklus beginnt. Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung, die zu der dargelegten Abfolge an Berührungswechseln führt, ist rein beispielhaft und nicht einschränkend. Wie dem Fachmann klar ist kann die Druckform 4 kürzer oder länger sein und auch die relative Anordnung der Walzenelemente zueinander kann sich unterscheiden. Solche Änderungen können auch zu einer anderen Abfolge an Berührungswechseln führen. Beispielsweise könnte bei einer kürzeren Druckform 4 und einer entsprechenden Walzenanordnung ein Zeitabschnitt auftreten, bei dem weder der Gegendruckzylinder 3, noch die Rasterwalze 1 in Kontakt mit der Druckform 4 ist. Andererseits ist es auch möglich, dass die Druckform 4 den gesamten Umfang des Formzylinders 2 umfasst, sodass keine Berührungswechsel auftreten. Die Erfindung lässt sich auch auf solche Fälle vorteilhaft anwenden.
Bei positions- oder drehzahlgeregelten Walzenelementen werden die Drehgeschwindigkeiten der einzelnen Walzenelemente auf Basis des jeweiligen Durchmessers aufeinander abgestimmt, sodass in den Berührungspunkten in der theoretischen Modellierung keine Relativgeschwindigkeiten zwischen den Walzenelementen bestehen. In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, dass aufgrund der elastischen Deformation der Walzenelemente solche Relativgeschwindigkeiten im Berührungspunkt auftreten können. Das Antriebsmoment ist höher, wenn sowohl die Rasterwalze 1 , als auch der Gegendruckzylinder 3 gleichzeitig im Eingriff mit dem Formzylinder stehen, und es ist geringer wenn der Berührungspunkt einer oder mehrerer Walzenelemente sich gerade im Bereich der Drucklücke 5 befindet. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des zu erwartenden Antriebsmoments während einer Umdrehung des Formzylinders, bezogen auf die Zeitpunkte t0 bis t4, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind. Dieses theoretische Schema kann zur Auswertung von tatsächlichen Messergebnissen herangezogen werden. Es ist anzumerken, dass unterschiedliche Walzenanordnungen bzw. unterschiedliche Längen der Druckform 4 zu unterschiedlichen Verläufen des Antriebsmoments führen würden, wobei der Fachmann die Lehren der gegenständlichen Anmeldung ohne weiteres auf solche Fälle übertragen kann.
Nach diesen theoretischen Überlegungen wird nun die Erfindung anhand einer vom Anmelder durchgeführten Versuchsreihe und unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 7 beispielhaft und in nicht einschränkender Weise erläutert. Fig. 3 zeigt ein Diagramm des dynamischen Verhaltens der Versuchsanordnung, wobei die oberste Kurve den Schleppfehler (Differenz zwischen Soll- und Ist-Position bezogen auf die Oberfläche des Formzylinders), die mittlere Kurve den Geschwindigkeitsverlauf und die unterste Kurve das Antriebsmoment der Formzylinder zeigt, wobei die Zeitpunkte t0 bis t4 bei einer Umdrehung gemäß der Darstellungen in Fig. 1 und 2 in das Diagramm eingezeichnet sind. Die Soll-Position entspricht dabei dem Sollwert des Positionsreglers, die Ist-Position wurde mit einem Encoder gemessen. Ein nicht konstanter Verlauf des Schleppfehlers zeigt an, dass die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenelemente, die in Kontakt sind, nicht zueinander passen. Der Geschwindigkeitsverlauf weist bei den Zeitpunkten t0, t-ι , t2 und t4 (immer wenn ein Walzenpaar in oder außer Eingriff gelangt) deutlich ausgeprägte und breite Wertspitzen auf.
Der in Fig. 3 dargestellte Verlauf des Antriebsmoments ist in Fig. 4 nochmals vergrößert dargestellt. Darin ist deutlich zu erkennen, dass das Antriebsmoment in den Intervallen t-ι bis t2 und t3 bis t4 jeweils annährend linear zunimmt. Im Rahmen der Versuche konnte gezeigt werden, dass diese Anstiege des Antriebsmoments auf unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten zwischen den Walzenpaaren zurückzuführen sind, wobei der Anstieg im Intervall t-i bis t2 auf eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Gegendruckzylinder und Formzylinder und der Anstieg im Intervall t3 bis t4 auf eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Rasterwalze und Formzylinder zurückzuführen sind. Im Druckbild waren ein stark ausgeprägter Querstreifen bei t-ι , wo der Druckformzylinder den Kontakt zu dem Rasterzylinder verliert, und ein weniger ausgeprägter, aber immer noch deutlich sichtbarer Querstreifen bei t2, wo Druckformzylinder und Rasterzylinder wieder miteinander in Kontakt gelangen, erkennbar.
Es konnte gezeigt werden, dass die Querstreifen insbesondere aufgrund von verzerrten Bildpunkten auf dem Bedruckstoff entstehen, die bei einer makroskopischen Betrachtung des Druckbildes durch das menschliche Auge als Streifen wahrgenommen werden.
Durch die Kontaktkraft zwischen den jeweiligen Walzenpaaren (verursacht durch die Druckbeistellung) kommt es zu einer elastischen Deformation der beiden Walzenelemente (des gesamten Druckstockaufbaus). Diese elastische Deformation führt wiederum zu veränderten effektiven Durchmessern der jeweiligen Walzenelemente, die von den vom Maschinenbedie- ner eingestellten Durchmessern abweichen. Diese Effekte können einen Umfangsgeschwindigkeitsunterschied der jeweiligen Paarungen verursachen, auch wenn die Rotationsgeschwindigkeiten vermeintlich korrekt eingestellt sind, und eine direkte Messung der exakten effektiven Durchmesserwerte bei laufender Druckmaschine nicht möglich ist. Dieser Geschwindigkeitsunterschied führt dazu, dass durch den Kontakt der Walzenelemente ein Momentaustausch zwischen den Walzenelementen erfolgt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das sich schneller drehende Walzenelement das langsamer drehende Walzenelement antreibt und umgekehrt (das sich langsamer drehende Walzenelement bremst das schneller drehende Walzenelement). Dies resultiert in der Kontaktphase der beiden Walzenelemente (wenn die Druckform im Eingriff ist) im Falle, dass die Walzenpaare positionsgeregelt betrieben werden, in dem über der Zeit ansteigendem Drehmoment an dem schneller drehenden Walzenelement einerseits, und in einem über der Zeit abfallendem Drehmoment an dem langsamer drehenden Walzenele- ment andererseits. Dies ist im Verlauf der Diagramme der Fig. 3 und 4 erkennbar.
Der Effekt der sich über die Zeit des Eingriffs aufbauenden und gegeneinander wirkenden Drehmomente wird durch die über die Zeit ansteigenden Schleppfehler der zugeordneten Antriebsregelkreise verursacht.
Am Ende der Kontaktphase bauen sich die bis dahin akkumulierten Schleppfehler wieder ab und führen zu einem durch das Störverhalten der Antriebsregelkreise bestimmten Ausgleichsverhalten (aperiodisches Abklingen oder Abklingen mit gedämpfter Schwingung). Je nach Ausgleichsverhalten (bestimmt durch die Stördynamik des geschlossenen Antriebsregelkreises) werden Streifen im Druckbild verursacht.
Eine der Erfindung zugrundeliegende Überlegung liegt darin, das Auftreten von Querstreifen im Druckbild dadurch zu verhindern, dass unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten bei Walzenpaaren erkannt und die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenpaare automatisiert aneinander angepasst werden. Dazu werden die Drehmomentverläufe der zugeordneten Walzenantriebe in der Kontaktphase ausgewertet und die Walzendrehzahlen solange angepasst, bis die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenpaare übereinstimmen und sich im Mit- tel in der Kontaktphase im Wesentlichen konstante Drehmomentverläufe ergeben.
Die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenelemente können beispielsweise durch eine Änderung des Vorgabewerts für den Walzendurchmesser angepasst werden. In einem weiteren Versuchslauf wurde daher der Vorgabewert für den Durchmesser der Formzylinder in einem ersten Schritt um 0,6 % erhöht, um eine entsprechend geringere Umfangsgeschwindigkeit des Formzylinders zu erzielen. Fig. 5 zeigt ein Diagramm des dynamischen Verhaltens der Druckmaschine in der oben beschriebenen Versuchsanordnung nach dieser Anpassung des Vorgabewerts für den Durchmesser des Formzylinders um +0,6%. Es ist deutlich zu erkennen, dass das Antriebsmoment deutlich verringerte Wertspitzen (ca. 6 Nm in Fig. 5 gegenüber ca. 13 Nm in Fig. 4) und einen verringerten Durchschnittswert aufwies. Weiters wies das Antriebsmoment in den Teilintervallen der Kontaktphasen (Intervalle t-ι bis t2 sowie t3 bis t4) einen im Mittel konstanten Verlauf auf. Im Druckbild waren keine Querstreifen mehr zu erkennen.
Aus den obigen Untersuchungen wurde der Schluss gezogen, dass eine Anpassung der Umfangsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Verlauf des Antriebsmoments Druckfehler, und insbesondere die Bildung von Querstreifen, verhindern kann. Diese Anpassung kann automatisiert erfolgen, wobei beispielsweise die Steigung des Antriebsmoments in den„konstanten" Bereichen (d.h. den Bereichen, in denen keine Änderung an den Berührungspunkten A und B erfolgt, vgl. Fig. 1 ) ausgewertet, und die Umfangsgeschwindigkeit(en) der Wal- ze(n) dementsprechend angepasst wird (werden), beispielsweise durch eine Änderung von Vorgabewerten für den/die Walzendurchmesser.
Die Angleichung der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzenpaare kann nicht nur durch eine Veränderung der Drehzahl einer der beteiligten Walzenelemente erreicht werden, sondern es können auch Veränderung der Zustellung zwischen den Walzenpaaren vorgenommen werden, um die gewünschte Länge des Druckmotivs auf dem Substrat zu beeinflussen und dadurch Verzerrungen, die sich im Druckbild ergeben können, auszugleichen.
In einem weiteren Ansatz zur Verbesserung des Druckbildes wurde versucht, eine dynamische Anpassung der Antriebsregelung in Abhängigkeit vom Verlauf des Antriebsmoments umzusetzen. Dazu wurde die Konstanz der Walzengeschwindigkeit mithilfe eines Repetitive- Control-Verfahrens erhöht.
Erfindungsgemäß wird eine hohe Qualität des Druckbildes erst durch eine erhöhte Konstanz der Walzengeschwindigkeiten mithilfe des Repetitive-Control-Verfahrens durch eine additive Stromaufschaltung erreicht. Das Repetivite-Control-Verfahren kann grundsätzlich selbstlernend ausgeführt werden und ist daher sehr einfach anwendbar. Fig. 6 zeigt ein Diagramm des dynamischen Verhaltens der Versuchsanordnung, wenn das RC-Verfahren angewendet wird. Der Vorgabewert für den Walzendurchmesser wurde gegenüber dem Ausgangswert (Fig. 3 und 4) nicht verändert. In Fig. 6 sind, von oben nach unten, die Verläufe der folgenden Werte angegeben:
Schleppfehler - Drehzahlfehler
Drehzahl
Antriebsmoment
Status der RC-Steuerung (0: nicht aktiv, 2 und 3: Initialisierungsphasen, 4: aktiv) Ausgangswert RC-Steuerung (additive Stromaufschaltung)
Nach der Aktivierung der RC-Steuerung (Status = 4) ist zu erkennen, dass die tatsächliche Drehzahl keine relevanten Wertspitzen aufweist, und daher als konstant angesehen werden kann. Auch der Schleppfehler wurde massiv verringert. Dennoch zeigt sich am Verlauf des Antriebsmoments, dass dieses stets positiv ist und es in den Kontaktphasen zu einem stetigen Anstieg kam. Trotz der erheblichen Verbesserungen waren im Druckbild Streifen bemerkbar, wenn auch in geringerem Ausmaß als vor der Verwendung der RC-Steuerung. Um die erkennbaren Vorteile der RC-Steuerung dennoch zu nutzen, wurden weitere Versuche durchgeführt, wobei die Anpassung der Vorgabewerte für die Walzengeschwindigkeit und die RC-Steuerung kombiniert wurden. Das Messergebnis dieses Versuchs ist in Fig. 7 dargestellt. Fig. 7 zeigt einen annährend konstanten Geschwindigkeitsverlauf mit einem sehr geringen Schleppfehler und geringem Antriebsmoment. Im Druckbild waren keine Querstrei- fen erkennbar.
Fig. 8 veranschaulicht die iterative Funktionsweise eines Schießverfahrens, mit dem ein optimaler Vorgabewert für den Durchmesser eines Walzenelements ermittelt werden kann. Ausgehend von einem Startwerte D0 für den Durchmesser wird ein korrespondierender Wert k0 für die Steigung des Drehmoments ermittelt (diese entspricht beispielsweise der in Fig. 4 dargestellten Steigung zwischen den Zeitpunkten t-ι und t2). Danach wird der Startwert D0 geringfügig auf den Wert D-ι verändert und der korrespondierende Wert k-ι der Steigung des Drehmoments ermittelt. Der nächste Vorgabewert D2 für den Durchmesser wird dann als Schnittpunkt der Linie durch die Punkte (D0, k0) und (D-ι , k-ι) mit der Abszissenachse ermittelt. Das Verfahren wird iterativ weitergeführt, bis ein Vorgabewert Dx gefunden ist, für den die Steigung des Drehmoments kx ausreichend gering ist. In Fig. 8 ist dies beim Wert D4, der nur mehr eine sehr geringe Steigung k4 aufweist, der Fall.
Das Schießverfahren kann auf verschiedene Vorgabewerte angewendet werden, wobei es beim Beginn jedes Druckvorgangs automatisiert ablaufen kann.
Auch wenn die oben dargelegten Beispiele für das erfindungsgemäße Verfahren jeweils an- hand einer Regelung des Formzylinders beschrieben sind, ist es für den Fachmann klar, dass auch die anderen am Druckvorgang beteiligten Walzenelemente, wie etwa die Rasterwalze, der Gegendruckzylinder, oder weitere zwischengelagerte Walzenelemente, in analoger Weise zur Verbesserung des Druckbildes optimiert werden können.
Fig. 9 zeigt einen beispielhaften Regelkreis zur Antriebsregelung zweier aneinander abwäl- zender Walzenelemente 1 ' und 2', die jeweils von einem Antriebsmotor MA, MB angetrieben werden. Die beiden Antriebsmotoren werden über jeweils einen Regelkreis geregelt, wobei die Funktion des Reglers im Folgenden in Bezug auf das erste Walzenelement V beschrieben wird. Der Sollwert w entspricht dem Vorgabewert für die Motordrehzahl, wobei dieser Sollwert w auf den Abmessungen der unverformten Walzenelemente basiert. Dieser Sollwert wird einerseits durch einen Anpasswert a korrigiert, der gemäß dem Drehzahlkorrekturverfahren ermittelt wurde. Die Ermittlung des Anpasswerts erfolgt durch den Drehzahlabgleich D, der untenstehend detaillierter beschrieben ist. Von dem mit dem Anpasswert a korrigierten Sollwert w wird die Rückführung yM(t) abgezogen, um die Regelabweichung e(t) zu ermitteln, die den Eingangswert in einen Drehzahlregler RA darstellt. Der Drehzahlregler RA gibt eine Steuergröße u(t) aus.
Die Steuergröße u(t) wird von einem Repetitive-Controller RCA, der über einen internen Speicher verfügt, in zumindest einem ersten Umdrehungszyklus in dem internen Speicher gespeichert, wobei der Repetitive-Controller RCA auf Basis der gespeicherten Werte in einem nachfolgenden Umdrehungszyklus ein Korrektursignal k(t) ausgibt. Das Korrektursignal k(t) wird mit der Steuergröße u(t) zu einer korrigierten Steuergröße uk(t) verknüpft. Ein Stromregler SA erstellt auf Basis der korrigierten Steuergröße uk(t) eine Stellgröße us(t), die bei- spielsweise in Form eines Antriebsstroms den Antriebsmotor MA ansteuert.
Der Repetitive-Controller (RCA) verwendet somit den mit der Drehzahlreglerverstärkung skalierten Drehzahlfehler als Eingangsgröße und versucht den Drehzahlfehler während einer Umdrehung auf null zu regeln. Dieser Fall ist im Blockschaltbild dargestellt. Alternativ kann der Drehzahlsollwert durch einen übergeordneten Lageregler vorgegeben werden dessen Istwert der integrierte Wert der Rückführung yM(t) ist. In dem Fall kann die Verwendung des mit der Lagereglerverstärkung skalierten Schleppfehlers nützlich sein. Der RC versucht dann den Schleppfehlerverlauf während einer Umdrehung konstant auf null zu regeln.
Die Regelgröße y(t) ist die Drehzahl des Walzenelements V. Um aus dieser Regelgröße y(t) die Rückführung yM(t) zu erstellen, bietet der Regelkreis der Fig. 9 drei Möglichkeiten: Die Drehzahl kann entweder über einen am Antriebsmotor vorgesehen Motorgeber MGA gemessen werden, oder über einen an dem Walzenelement V angeordneten Lastgeber LGA. Alternativ dazu kann die Rückführung yM(t) von einem virtuellen Lastgeber VGA erstellt werden. Der virtuelle Lastgeber erstellt auf Basis der Stellgröße us(t) einen geschätzten Wert für die Regelgröße y(t), der auf dem Strom bzw. dem Motormoment (d.h. der Stellgröße us(t)), der motorseitigen Drehzahl und einem Modell des dynamischen Verhaltens zwischen Motor- und Lastgeber beruht.
Die Art der Rückführung kann über einen Auswahlschalter SWA gewählt werden.
Der Regelkreis des zweiten Walzenelements 2' weist dieselben Elemente nochmals auf und funktioniert auf analoge Weise wie oben für das erste Walzenelement 1 ' beschrieben. Die Elemente des Regelkreises, die dem zweiten Walzenelement 2' zuzuordnen sind, sind in Fig 9 durch ein tiefgestelltes B gekennzeichnet, die dem ersten Walzenelement V zugeordneten Elemente hingegen mit einem tiefgestellten A. Der Übersichtlichkeit halber sind die Größen bzw. Signale des Regelkreises w, e(t), u(t), uk(t), us(t), y(t), yM(t), a in Fig. 9 lediglich für den Regelkreis des ersten Walzenelements V angegeben. Der Regelkreis des zweiten Walzenelements verwendet analoge Signale.
Die beiden Regelkreise werden durch den oben erwähnten Drehzahlabgleich D verknüpft, der auf Basis der Stellgröße us(t) (beider Regelkreise) bzw. der von den ausgewählten Gebersignalen erhaltenen Werte gemäß dem zuvor beschriebenen Drehzahlkorrekturverfahren auswertet und den Anpasswert a für beide Walzenelemente 1 ',2' erstellt.
Bei einem hinreichend schnellen Stromregelkreis (diese Bedingung ist meist erfüllt) kann für den virtuellen Lastgeber und den Drehzahlabgleich anstatt des Stromistwerts (d.h. der Stellgröße us( ) auch der Stromsollwert (d.h. die korrigierte Steuergröße uk(t)) verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Regelung eines Antriebs einer Maschine mit zumindest einem ersten Walzelement (V), welches mit einer Oberfläche zumindest in Teilintervallen eines Umdre- hungszyklus unter Einwirkung einer Kontaktkraft unter elastischer Verformung auf einer Gegenfläche abwälzt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehzahlkorrekturverfahren, welches verformungsbedingte Abweichungen der Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements (V) durch ein Anpassen des Sollwerts für die Geschwindigkeit des ersten Walzenelements (V) automatisch ausgleicht, und ein rückschauendes Verfahren, welches Abwei- chungen der Drehzahlkonstanz des ersten Walzenelements (V) innerhalb eines Umdrehungszyklus durch Anwenden eines aus dem Verlauf einer Regelgröße, insbesondere einer Ist-Geschwindigkeit oder Ist-Position des ersten Walzenelements (V), in einem vorhergehenden Umdrehungszyklus oder in mehreren vorhergehenden Umdrehungszyklen ermittelten Korrektursignals automatisch ausgleicht, kombiniert angewendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für das Drehzahlkorrekturverfahren der zeitliche Verlauf eines für ein Antriebsmoment der Walzenanordnung charakteristischen Werts in zumindest einem der Teilintervalle ermittelt wird, daraus ein Parameter für einen Anstieg dieses Werts in dem Teilintervall abgeleitet wird und die Führungsgröße der Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements (V) in Abhängigkeit von diesem Para- meter zur Minimierung des Anstiegs angepasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter vom Antriebsmoment oder von einer dem Antriebsmoment physikalisch proportionalen Größe, wie etwa dem Antriebsstrom oder der Antriebsleistung, abgeleitet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der für das Antriebsmoment charakteristische Wert eine von dem ersten Walzenelement (1 ') auf die
Gegenfläche aufgebrachte Kraft ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeleitete Parameter ein in dem zumindest einen Teilintervall gemittelter Wert ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abge- leitete Parameter eine gegebenenfalls geglättete Steigung des Antriebsmoments in dem zumindest einem Teilintervall ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements (V) durch eine Änderung des Vorgabewertes für die Drehzahl dieses Walzenelements angepasst wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Um- fangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements (1 ') durch eine Änderung des Vorgabewertes für den Durchmesser dieses Walzenelements angepasst wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des ersten Walzenelements (V) durch Änderung des Vorgabewertes für die Zustellung dieses Walzenelements angepasst wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das rückschauende Verfahren ein selbstlernendes Verfahren zur Steuerung zyklischer Abläufe, insbesondere ein Repetitive-Control-Verfahren ist.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das rückschauende Verfahren einen gegebenenfalls mit einer Drehzahlreglerverstärkung skalier- ten Drehzahlfehler als Eingangssignal verwendet.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das rückschauende Verfahren eine Initiierungsphase über zumindest einen Umdrehungszyklus, vorzugsweise über zumindest zwei Umdrehungszyklen durchläuft.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ge- genfläche durch die Oberfläche eines zweiten Walzenelements (2') gebildet ist, wobei das erste Walzelement (1 ') und das zweite Walzenelement (2') aneinander abwälzen und wobei der Antrieb des zweiten Walzenelements (2') analog zum ersten Walzelement (1 ') geregelt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das rückschauende Ver- fahren einen im Berührungspunkt (A) zwischen dem ersten Walzenelement (1 ') und dem zweiten Walzenelement (2') auftretenden periodischen Schleppfehler als Regelgröße verwendet.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine ein Druckmaschine ist, wobei das erste Walzenelement (1 ') ein Formzylinder (2) ist, wobei ein Gegendruckzylinder (3) und eine Rasterwalze (1 ) an dem Formzylinder (2) abwälzen, und wobei auf dem Formzylinder (2) eine elastische Druckform (4) aufgebracht ist, wel- che während zumindest eines Teilintervalls der Umdrehung des Formzylinders (2) mit der Rasterwalze (1 ) und/oder dem Gegendruckzylinder (3) in Kontakt ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während des Druckvorgangs automatisch ausgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während des Druckvorgangs regelmäßig ausgeführt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anpassung der Umfangsgeschwindigkeit(en) auf einer Maschine mit mehreren Druckwerken eine identische Liniengeschwindigkeit eingestellt wird.
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