JP4249695B2 - 印刷機の構成部材を位置調整するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の印刷機の構成部材を位置調整するための方法に関するものである。本発明はまた、請求項１０の前提部分に記載の印刷機の構成部材を位置調整するための装置に関するものである。

印刷課題を新たに実施する場合、印刷機においては多数の位置調整を行わなければならない。印刷機におけるこのような位置調整は、印刷機の装置が新たな印刷課題を実施するために必要なものであり、通常の印刷運転の他に行われるため、調整作業とも呼ばれる。こうした調整作業で特に必要とされるのは、印刷機の構成部材をある位置から別の位置へと移行させることである。調整作業の代表例としては、印刷機の印刷装置の版胴に設けられた印刷版の交換が挙げられる。印刷版の交換にあたっては版胴を一定の位置に移動させなければならない。

特許文献１は印刷機の駆動モータのための移動装置を開示している。非常停止時には、回転数設定装置によって、回転数について設定値又はガイド値が定められ、最適な回転数−時間の特性曲線にしたがい、印刷機に対する要求に応じて移動工程が実施される。しかしながら、この文献に開示された方法は、印刷機における調整作業などには適さない。
独国特許出願公開第４１３７４８２号明細書

このような理由から本願発明の課題は、印刷機の構成部材の位置調整を行うための新たな方法とそれに応じた装置とを提供することである。

前記の課題は、冒頭に述べた位置調整の方法を請求項１の特徴部に記載の特徴によって改良することにより解決される。本発明によれば、印刷機の構成部材に対してあらかじめ設定された実施すべき位置の変化のデータと、構成部材又は印刷機に対しての許容最大限の速度、許容最大限の加速度及び許容最大限の躍度のうちの少なくとも一つに関するデータとから、自動的に位置調整のための少なくとも１つのガイド値が作られる。これらのデータから、あらかじめ設定された実施すべき位置の変化が最適な時間で実施されるように躍度に対する切り替え点が作られる。

本発明による装置は独立請求項１０に記載されている。そのような発明の本願に係る使用は請求項１４及び１５に記載されている。

本発明の好適なさらなる構成は従属請求項及び以下の詳細な説明に記載されている。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。

図１は印刷機１０を図式的に示している。印刷機の一方の端部には給紙装置１１が設けられ、他方の端部には送り出し装置１２が設けられている。被印刷材料は、給紙装置１１から印刷機１０を通過して送り出し装置１２に向かって移動されるが、その際複数の印刷装置１３を通過しながら搬送される。印刷装置１３に続いて被印刷材料はさらに仕上げ加工モジュール１４、特にニス引きモジュールを通過する。

印刷機１０を新たな印刷課題に適合させるためには、印刷機１０において多種多様な調整作業を行わなければならない。例えば印刷装置１３において版胴に設けられた印刷版を交換する場合などである。図２は印刷版交換に関して印刷装置を拡大して示したものである。したがって、図２に示す印刷版１５は印刷版交換時に版胴１６に供給される。印刷版交換のために版胴１６は設定された位置、すなわち角度位置に移動しなければならない。本願発明によって提唱される位置調整のための方法及び装置により、版胴は印刷版交換の際に前記の設定位置に最適な時間で移動することができるが、本願発明が版胴における印刷版交換に限定されないことを指摘しておきたい。本願発明は、他の構成部材が調整作業に関してあらかじめ設定された位置を取らなければならない場合にも用いられるものである。

図３は位置制御回路を図式化してブロック線図として示したものである。この制御回路は例えば図２に関して説明された版胴１６の位置変更を行うために使用される。図に示すとおり、位置制御回路は制御すべき行程１８を有し、制御工程１８はさらにカスケード制御における下位の制御回路を有する場合もある。また位置制御回路は、制御装置１７を有し、制御装置は設定値１９と初期値２０との差に応じて制御工程１８に影響を及ぼすための調整値２１を発生させる。設定値１９はガイド値ともいわれる。

本願発明においては、印刷機の構成部材の位置調整のために、前記のような少なくとも１つのガイド値１９を、設定値発生装置又はガイド値発生装置２２を用いて自動的に発生させることができる。

ガイド値を発生させるためにガイド値発生装置２２にデータが供給され、ガイド値発生装置はこれらのデータから自動的に位置調整のための個々のガイド値１９を発生させる。好適な実施の形態においてガイド値発生装置２２に供給されるデータは、印刷機１０又は制御すべき印刷機の構成部材についての、あらかじめ設定された実施すべき構成部材の位置の変化のデータ２３と、許容最大限の速度に関するデータ２４と、許容最大限の加速度に関するデータ２５と、許容最大限の躍度に関するデータ２６である。あらかじめ設定された実施すべき位置の変化のデータ２３は、少なくとも実施すべき位置変化の開始点と終了点を含んでいる。許容最大限の速度に関するデータ２４は、少なくとも許容最大限の正の速度と許容最大限の負の速度を含んでいる。同様に許容最大限の加速度及び許容最大限の躍度に関するデータ２５、２６も、印刷機１０の制御すべき印刷機の構成部材についての、許容最大限の正の加速度と負の加速度、許容最大限の正の躍度と負の躍度に関するデータを含んでいる。これらのデータに基づいてガイド値発生装置２２は自動的に、設定された実施すべき位置の変化が最適な時間で行われるように、少なくとも躍度に対する転換点を発生させる。以下、図４から７を参照しながらこの点について詳細に説明する。

図４から７のグラフは表示上の理由から標準化されたグラフとなっている。グラフは、それぞれ本願発明に係る方法及び装置を用いて調整すべき４つの異なる位置調整の作業に対して、躍度、加速度、速度及び位置が時間とともに示す設定値又はガイド値の経過を示している。図４から７に示すグラフの水平に延びるＸ軸にはそれぞれ標準化された時間が、垂直に延びるＹ軸にはそれぞれ標準化された躍度設定値、加速度設定値、速度設定値又は位置設定値が表されている。注目すべきことに、加速度は時間にわたる躍度の積分によって得られる。速度は時間にわたる加速度の積分から得られ、位置は時間にわたる速度の積分から得られる。言い換えれば、時間による位置の微分から速度が得られ、時間による速度の微分から加速度が得られ、時間による加速度の微分から躍度が得られる。

すでに述べたとおり、本願に係るガイド値発生装置２２には、許容最大限の正及び負の速度に関するデータと、許容最大限の正及び負の加速度に関するデータと、許容最大限の正及び負の躍度に関するデータのほかに、設定された実施すべき位置変化についてのデータも供給される。実施すべき位置変化に関するデータとは、実施すべき位置変化の開始点と終了点である。

図４は制御の作業を示す。この作業においては、最適な時間で実施すべき位置変化を、許容最大限の速度値及び許容最大限の加速度値を超過することなく実施することができる。図４の標準化されたグラフにおいては、全部で４つの標準化された設定値曲線（屈曲線）又はガイド値曲線（屈曲線）が表されている。曲線（屈曲線）２７は躍度のガイド値の経過、曲線（屈曲線）２８は加速度の設定値の経過、曲線２９は速度の設定値の経過、曲線３０は位置調整のための位置変化の設定値の経過をそれぞれ表している。図４に参照番号３１で示された点は位置変化の開始点を表し、参照番号３２で示された点は終了点を規定する。これら２つの点３１，３２の間の位置変化は本発明により最適な時間で行われる。図４に示す場合においては、位置変化を実施するために許容最大限の加速度も許容最大限の速度も超過されることはないので、本発明に係る方法により躍度の設定値の経過に対して切り替え点が２つだけ作られる。これらの切り替え点は、図４では参照番号３３及び３４で示される。躍度に対するこのような切り替え点３３，３４を用いて相応の積分を行うと加速度、速度及び位置のガイド値の経過が計算できる。図３に示す位置制御回路には、ガイド値１９としてこのような方法で得られた位置の設定値が伝えられる。

図５は本発明に係る装置及び本発明に係る方法を用いて解決される位置調整の作業をさらなる標準化されたグラフとして示している。図５に示す場合においては、位置調整の間に許容最大限の速度に到達する。図５では、躍度の時間による標準化されたガイド値の経過を曲線（屈曲線）３５が、加速度の時間による標準化されたガイド値の経過を曲線（屈曲線）３６が、速度の時間による標準化されたガイド値の経過を曲線３７が、位置変化のためのガイド値の経過を曲線３８がそれぞれ示している。

図５から明らかなように、およそ０．３８という標準化された時間（以下に述べる切り替え点４０参照）で許容最大限の正の速度に到達し、一定の時間にわたってこの許容最大限の速度で調整が行われる。許容最大限の速度を超過しないようにするため、本発明においては躍度の設定値の経過に対して切り替え点３９，４０，４１，４２が検出され、その結果、最大許容値を維持しながら最適な時間で位置調整を行うことができる。こうして図５に示す実施の形態では４つの切り替え点３９，４０，４１，４２が検出される。切り替え点４０において最大許容速度に到達すると、加速度の設定値は一定の時間、ゼロの値を取る。同じことが躍度にも当てはまる。すなわちこの時間内では速度が一定に保たれるのである。

図６は本発明によって解決されるさらなる位置調整の作業を示す。この作業では、図４及び５に示す実施の形態と異なり、位置調整の間に許容最大限の加速度に到達する。図６に示すグラフでは、躍度の設定値の経過を曲線（屈曲線）４３が、加速度の設定値の経過を曲線（屈曲線）４４が、速度の設定値の経過を曲線４５が、位置変化の設定値の経過を曲線４６が表している。図６から明らかなように、およそ０．１５という標準化された時間で最大限の加速度に到達する。本発明においては、躍度の設定値の経過に対して切り替え点４７，４８，４９，５０が検出され、その結果、実施すべき位置変化を最適な時間で行うことができる。したがって、切り替え点４７において許容最大限の加速度に達すると、躍度をゼロの値に切り替えることにより加速度が一定に保たれる。その後切り替え点４７を過ぎると、加速度は一定の時間にわたって一定に保たれる。すなわち、この時間において速度は直線的に増大する。さらなる切り替え点４８，４９，５０を用いることにより、位置調整の終了位置への移動が最適な時間で実施される。したがって、この場合も躍度の設定値の経過に対して４つの切り替え点が検出される。

図７の標準化されたグラフは、本発明が適用されるさらなる位置調整の作業を示している。図７に示す場合においては、位置調整の間に許容最大限の加速度だけでなく、許容最大限の速度にも到達する。図７に示す実施の形態では、躍度の時間による標準化された設定値の経過を曲線（屈曲線）５１が、加速度の時間による標準化された設定値の経過を曲線（屈曲線）５２が、速度の時間による標準化された設定値の経過を曲線５３が、位置変化のための設定値の経過を曲線５４がそれぞれ示している。位置調整の間に、最大許容速度の値にも許容最大限の加速度の値にも到達する場合、許容最大限の加速度に到達した後、一定の時間にわたって躍度がゼロの値を取り、同様に許容最大限の速度に到達した後、一定の時間にわたって加速度がゼロの値を取るように、躍度の設定値の経過に対する切り替え点が検出される。躍度の設定値の経過に対してそれぞれ検出された切り替え点は図７において参照番号５５，５６，５７，５８，５９，６０によって表されている。すなわち図７の場合は６つの切り替え点が検出される。

図４から７に示された躍度、速度、加速度及び位置に対する設定値の経過は、ガイド値発生装置によって作られ、印刷機の位置制御回路に出力されるあらゆるガイド値を表している。ガイド値発生装置は、位置の設定値のほか、下流に接続される位置制御回路の加速度と速度のための予備制御データも出力する。すでに述べたとおり、位置の設定値は、得られた躍度設定値の経過を何度も積分することによって得られる。すなわち、時間にわたって躍度設定値の経過を積分することによって加速度設定値の経過が得られ、時間にわたって加速度設定値の経過を積分することによって速度設定値の経過が得られ、時間にわたって速度設定値を積分することによって位置設定値の経過が得られる。

本発明による方法及び本発明による装置を用いると、印刷機において特に簡単で、最適な時間による位置調整が可能となる。ガイド値又は設定値は、位置調整のタイミングで自動的に発生する。設定値又はガイド値が連続することにより、時間的な経過が生じ、それによって設定された境界条件の下で最適な時間による移動が実施される。

図４から７に示された実施の形態では、躍度を条件とする調整が行われる。躍度を条件としない調整でも事足りる場合には、ガイド値発生装置２２に、データとして、あらかじめ設定された実施すべき構成部材の位置変化に関するデータ２３と、最大許容速度に関するデータ２４と、許容最大限の加速度に関するデータ２５とが供給される。許容最大限の躍度に関するデータ２６は、この場合供給しなくてよい。このような場合、加速度に対する切り替え点も同様に検出され、積分を介して速度と位置の設定値の経過が計算される。

図４から７に示すグラフから明らかなように、躍度、加速度及び速度の経過は標準化された０．５の時点に設けられる軸を中心として左右対称になっている。したがって、本発明においては、標準化された０．５の時点までのガイド値または設定値のみを作ればよい。標準化された０．５の時点に続く設定値またはガイド値は、ただ軸に対して鏡像投影することにより検出される。図４から７に示すグラフからさらに読みとれることは、位置の経過が０．５の時点の位置の値に関して点対称に設けられていることである。

図４から７に示すグラフからさらに明らかなのは、図に示す実施の形態において許容最大限の正及び負の躍度に値の同一性が見られることである。許容最大限の正及び負の加速度とそれに対応する速度の値についても値の同一性が見られる。これらの許容最大限の正及び負の値に関して同一性が見られない場合であっても、本発明が適用されるのは自明のことである。

図４から７に示す実施の形態においては、許容最大限の速度、許容最大限の加速度、許容最大限の躍度に関して時間的に一定のデータ２４，２５，２６が用いられているが、本発明ではこれらのデータが時間によって変化しても構わない。

本発明に係る装置及び方法は、印刷機における調整工程を最適な時間で実施する場合、特に版胴に設けられた印刷版交換を最適な時間で実施する場合に好適に用いられる。

前記の場合のほか、特に印刷機における調整作業においてさらなる適用例が考えられる。すなわち、印刷材料の表面だけでなく裏面も印刷しなければならない場合である。このような場合、印刷に関わる胴の間の引き渡し位置を変えなければならず、印刷機の装置において本発明を用いることにより、前記の場合と同様に最適な時間でこのような調整作業を実施することができる。

印刷機の概略図である。 図１に示す印刷機の版胴領域の詳細図である。 本願発明に係る装置を用いた制御システムのブロック線図である。 本願発明を表す標準化されたグラフである。 本願発明を表すさらなる標準化されたグラフである。 本願発明を表すさらなる標準化されたグラフである。 本願発明を表すさらなる標準化されたグラフである。

符号の説明

１０ 印刷機
１１ 給紙装置
１２ 送り出し装置
１３ 印刷装置
１４ 加工モジュール
１５ 印刷版
１６ 版胴
１７ 制御装置
１８ 制御工程
１９ 設定値
２０ 初期値
２１ 調整値
２２ ガイド値発生装置
２３ データ
２４ データ
２５ データ
２６ データ
２７ 曲線（屈曲線）
２８ 曲線（屈曲線）
２９ 曲線
３０ 曲線
３１ 開始位置
３２ 終了位置
３３ 切り替え点
３４ 切り替え点
３５ 曲線（屈曲線）
３６ 曲線（屈曲線）
３７ 曲線
３８ 曲線
３９ 切り替え点
４０ 切り替え点
４１ 切り替え点
４２ 切り替え点
４３ 曲線（屈曲線）
４４ 曲線（屈曲線）
４５ 曲線
４６ 曲線
４７ 切り替え点
４８ 切り替え点
４９ 切り替え点
５０ 切り替え点
５１ 曲線（屈曲線）
５２ 曲線（屈曲線）
５３ 曲線
５４ 曲線
５５ 切り替え点
５６ 切り替え点
５７ 切り替え点
５８ 切り替え点
５９ 切り替え点
６０ 切り替え点

Claims (14)

1. 印刷機の構成部材の位置調整作業を実施するための方法であって、構成部材のあらかじめ設定された実施すべき位置の変化の開始点と終了点のデータ、並びに前記構成部材における許容最大限の正及び負の速度と許容最大限の正及び負の加速度と許容最大限の正及び負の躍度とに関するデータから、自動的に位置調整のための少なくとも１つのガイド値を生じさせることを特徴とする方法。
2. 前記のデータから、あらかじめ設定された実施すべき位置の変化が最適な時間で行われるように、少なくとも躍度又は加速度の設定値の経過に対する切り替え点を作ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 速度が許容最大限の値に到達する場合、躍度の設定値の経過又は加速度の設定値の経過に対する切り替え点を、速度が許容最大限の値に到達した後で加速度が一定の時間にわたってゼロの値を取るように検出することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記の場合、躍度の設定値の経過又は加速度の設定値の経過に対して全部で４つの切り替え点を検出することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 加速度が許容最大限の値に到達する場合、躍度の設定値の経過に対する切り替え点を、加速度が許容最大限の値に到達した後で躍度が一定の時間にわたってゼロの値を取るように検出することを特徴とする請求項２に記載の方法。
6. 前記の場合、躍度の設定値の経過に対して全部で４つの切り替え点を検出することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 速度及び加速度がそれぞれ許容最大限の値に到達する場合、躍度の設定値の経過又は加速度の設定値の経過に対する切り替え点を、加速度が許容最大限の値に到達した後で躍度が一定の時間にわたってゼロの値を取り、さらに速度が許容最大限の値に到達した後で加速度が一定の時間にわたってゼロの値を取るように検出することを特徴とする請求項２に記載の方法。
8. 前記の場合、躍度の設定値の経過又は加速度の設定値の経過に対して全部で６つの切り替え点が検出されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 印刷機の構成部材の位置調整作業を実施するための装置であって、
   構成部材のあらかじめ設定された実施すべき位置の変化の開始点と終了点のデータを入力する手段と、
   前記構成部材における許容最大限の正及び負の速度データを入力する手段と、
   前記構成部材における許容最大限の正及び負の加速度データを入力する手段と、
   前記構成部材における許容最大限の正及び負の躍度データを入力する手段と、
   前記位置の変化の開始点と終了点のデータ、並びに前記許容最大限の速度データと前記許容最大限の加速度データと前記許容最大限の躍度データとから、自動的に位置調整のための少なくとも１つのガイド値を生じさせるガイド値発生装置（２２）と、
   を備えていることを特徴とする装置。
10. 前記ガイド値発生装置（２２）は、前記のデータから、あらかじめ設定された実施すべき位置の変化が最適な時間で行われるように、躍度又は加速度の設定値の経過に対する切り替え点を作ることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記ガイド値発生装置（２２）は、速度が許容最大限の値に到達する場合、躍度の設定値の経過又は加速度の設定値の経過に対する切り替え点を、速度が許容最大限の値に到達した後で加速度が一定の時間にわたってゼロの値を取るように検出することを特徴とする請求９又は１０に記載の装置。
12. 前記ガイド値発生装置（２２）は、加速度が許容最大限の値に到達する場合、躍度の設定値の経過に対する切り替え点を、加速度が許容最大限の値に到達した後で躍度が一定の時間にわたってゼロの値を取るように検出することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 印刷機における調整作業を最適な時間で実施するための、請求項９から１２のいずれか１項に記載の装置の使用。
14. 印刷機の版胴における印刷版交換を最適な時間で実施するための、請求項９から１２のいずれか１項に記載の装置の使用。

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