JPH11211503A - 印刷機のための回転角測定装置 - Google Patents

印刷機のための回転角測定装置

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JPH11211503A
JPH11211503A JP10284038A JP28403898A JPH11211503A JP H11211503 A JPH11211503 A JP H11211503A JP 10284038 A JP10284038 A JP 10284038A JP 28403898 A JP28403898 A JP 28403898A JP H11211503 A JPH11211503 A JP H11211503A
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rotation angle
measuring device
angle measuring
measurement
sensor
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JP10284038A
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Klaus Hartmann
ハルトマン クラウス
Michael Krueger
クリューガー ミヒャエル
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Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続的かつ正確な回転角測定のための単純な
装置を提供する。 【解決手段】 印刷機のための回転角測定装置であっ
て、回転要素１に配置された少なくとも１つの標識２と
標識２を検知する少なくとも１つのセンサ３、４とを有
する形式のものにおいて、少なくとも１つの標識２が全
外周面５に沿って延びており、この外周面５が位置を検
知されるべき要素１上に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷機のための回
転角測定装置であって、回転要素に配置された少なくと
も１つの標識と当該標識を検知する少なくとも１つのセ
ンサとを有する形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】印刷機では、回転角を一義的かつ正確に
検知することがしばしば必要である。このことは種々の
自動化課題にとって特に重要である。たとえば、版胴は
主駆動装置を介して自動刷版交換のために正確に位置決
めされなければならない。この目的のために、機械の実
際の実際回転角に関して、印刷機の制御装置に位置フィ
ードバックが必要である。従来はこの目的に、機械の特
定の胴の軸に取り付けられた増分型センサまたは類似の
センサシステムが用いられた。このセンサは、原則とし
てラスタを備えた光学ディスクからなる内部ゲージを有
している。光バリヤなどによって、その都度の回転角度
位置を検知できる。これらのセンサを設けることはスペ
ース上の理由から、拘束されていない軸端部のある場所
でのみ可能である。組立および調整は面倒であり、組立
誤差は測定誤差を招く。このような増分型センサでは、
位置を検知されるべき要素の回転角度位置が直接検知さ
れるのではなく、この要素に付属している測定ディスク
の回転角度位置が検知される。そうすることによって追
加的な誤差が生じる。なぜならば、測定ディスクの位置
が、位置を検知されるべき要素の位置と常に一致すると
は限らないからである。このような誤差は調整の誤差、
軸受の偏心性または軸のねじれに起因する。さらに、誤
差は歯車のゆるみやたわみなどによっても生じ、これら
は個々の胴の間の回転角のずれを招くので、正確な位置
検知のためには複数の回転センサを使用しなければなら
ないであろう。しかしこのことは、高いコストと追加の
所要スペースを要するので実用的ではない。
【０００３】多くのスペースを必要としない回転角測定
装置を提供するために、ヨーロッパ特許公開第０５６２
６０８号明細書により冒頭に記載した種類の回転角測定
装置が提案された。ここでは、反射プレートとして形成
された標識が歯車に取り付けられ、センサによって検知
される。このような回転角測定装置は単純な構造を有し
ているが、連続的な測定運転は不可能なので、中間値が
追加の増分型センサによって検知されなければならな
い。このことは再び測定ディスクの正確な調整を必要と
し、上述した誤差を招く。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の回転角測定装置を改良して、連続的かつ
正確な回転角測定のための単純な装置を提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の構成では、少なくとも１つの標識が全外周
面に沿って延びており、この外周面が位置を検知される
べき回転要素上に配置されているようにした。
【０００６】
【発明の効果】本発明の解決手段は、当該要素の位置が
直接検知される、という利点を有している。したがって
版胴の位置を直接検知するために、版胴に相応の標識を
設けることができ、測定ディスクの調整誤差、軸のねじ
れ、その他の要因により、そのような測定ディスクが検
知されるべき要素の回転角度位置を正確に与えないとい
うことはない。上記の版胴の例で、回転角を正確に検知
することは、たとえば交換したい刷版を正確に版締め装
置に挿入するために必要である。
【０００７】本発明の解決手段のもう１つの重要な利点
は、提案された装置は著しく単純に構成されており、安
価に製造でき、非常に組み立てやすいことである。特に
追加スペースをほとんど必要としないので、そのような
回転角測定装置を印刷機の複数の箇所に設けることが可
能である。そうすることによって、回転角を正確に検知
されなければならない各々の要素に、相応の回転角測定
装置を付属させることができる。さらにこのようにする
と、誤差を計算により補償するために、複数の回転角測
定装置を設けることが可能である。
【０００８】標識は種々異なる仕方で形成でき、たとえ
ば要素に設けられた凹部または凸部、あるいはセンサに
よって検知可能なその他の特徴であってよい。このよう
な特徴はまた、種々異なる作用原理に基づく様々な種類
のセンサによって検知され得る。光学的な検知でもよい
し、たとえば凹部または凸部を電磁的に検知することも
可能である。たとえばこのような標識は、刻設された正
弦線として形成されることができ、これが少なくとも１
つのセンサによって検知される。
【０００９】特に有利な構成では、標識として歯車のリ
ムが用いられる。まさに印刷機の駆動歯車は特に精度の
高い部材であり、相応の胴に正確に付属させられていな
ければならない。なぜならば、駆動歯車は印刷機の駆動
装置との、したがって制御装置との結合要素をなすから
である。印刷品質はこの精度に依存しており、それゆえ
この精度は機械製作において達成される最高の精度の１
つである。それゆえ、印刷機械では、このリムを回転角
度位置の検知に直接利用することが可能である。これは
追加の標識の配置を不要にするだけでなく、さらに１つ
以上のセンサを設けるだけでよいので所要スペースを少
なくする。歯車は印刷機の回転角度位置にとって基準と
なる要素なので、標識の調整はなくなる。そうすること
によって、別個の測定ディスクを介する回り道は不要と
なり、これに起因する誤差源は除かれる。さらに、歯車
で回転角を直接検知することによって回転角の不精度が
一緒に検知され、制御装置によって除去され得る。
【００１０】少なくとも１つのセンサが、磁界の変化に
基づいて少なくとも１つの標識を検知すると、特に合理
的である。たとえば少なくとも１つのセンサはホール素
子であってよい。そうすることによって回転角測定は、
特に印刷機の歯車系に生じる汚れの影響を非常に受けに
くくなる。光学的に検知されるディスクにおけるような
追加のカプセリングは必要なくなる。これにより装置の
構造は単純になり、装置は特に頑丈で、信頼性が高く、
安価になる。特にこのように構成することによって、リ
ムの歯は非常に良好に検知できる。
【００１１】回転角度位置のほかに回転方向も検知する
ために、２つのセンサが回転方向に見てずれて配置され
ることができる。
【００１２】あらゆる時点で正確な角度を規定できるた
めに、少なくとも１つの標識を有する外周面が特定の幅
を有していて、少なくとも１つのセンサが縦長の形態に
よりこの幅上で少なくとも部分的に延びており、さらに
測定値が絶えず変化するようにセンサと標識とが形成さ
れていることが提案される。このことは、たとえば外周
面に沿って寸法または場所が変化する刻設された線に当
てはまる。歯車のリムが標識として用いられると、少な
くとも１つのセンサがはすば歯車の回転方向に対して横
方向に延びていて、歯の幅と合致されていることが可能
である。すぐば歯車では、少なくとも１つのセンサがす
ぐば歯車の歯の向きに対して斜めに延びていて、歯の幅
と合致されていてよい。このような構成形態では、その
都度の回転角度位置を測定技術上相応に評価することに
よって対応させ得る測定グラフが形成される。測定グラ
フは任意の測定グラフ、たとえばのこ刃形グラフまたは
正弦形グラフであってよい。このような測定グラフによ
って、点状測定箇所におけるように、著しく高い解像度
が達成される。この場合、２つのセンサは、それらの測
定グラフが９０°の位相差を有するようにずれて配置さ
れていると特に合理的である。そうすることによって２
つの類似の測定グラフ、たとえば２つの正弦形信号もし
くは余弦形信号が検知され、これらは適当な評価回路に
よって正確な回転角データに変換され得る。この回転角
データの精度は非常に高いので、当該プロセスにとって
重要な歯車の公差および組立誤差は直ちに一緒に検知さ
れる。さらに、このようにすることによって、このよう
な誤差が、たとえば刷版交換に必要な正確な位置決めを
妨げることが回避され得る。これらの誤差を一緒に検知
することによって、制御装置がそのような誤差も補償す
ることになる。
【００１３】あらゆる時点で、また静止状態でも回転角
を正確に検知できるために、２つのセンサが２つの外周
面を検知し、両外周面の標識が異なっていて、２つの検
知された測定グラフの２つの実際値の対応関係からそれ
ぞれの瞬間の回転角度位置ｅｒを一義的に推定できるよ
うにされていることが提案される。このことは、１回転
でせいぜい１回、測定グラフの２つの測定点の場所が一
致する場合に保証されている。
【００１４】言うまでもなく、回転角測定は種々異なる
歯車でも行うことができ、あるいは１つの歯車に複数の
センサを配置することが可能である。複数の検知箇所に
より、平均値の計算によって誤差を最小限にすることが
でき、あるいは１つの歯車で複数のセンサによって検知
すると、偏心性、その他の誤差が確認可能である。
【００１５】特に信頼できる回転角検知は、測定が、ピ
ッチが整数倍を形成しない２つの歯車で行われることに
よって可能である。このような配置構成では、検出され
た２つの測定グラフからそれぞれの瞬間の回転角度位置
を一義的に推定することが可能であるという条件が満た
されている。なぜならば、測定グラフは１回転で１回だ
け場所が一致するからである。これらの歯車が種々異な
る軸上にある場合には、複数回転で初めてそのような一
致に至るが、これによっても同様に回転角を正確に検知
できる。
【００１６】さらに、誤差を最小限にするために、少な
くとも２つのセンサが誤差除去のために立体的にずれた
測定箇所に配置されていることが提案される。これは１
つの歯車でも、複数の歯車でもよい。
【００１７】歯形の形成が原因できれいな正弦形測定グ
ラフが得られない場合は、回転角をより良好に規定する
ために、少なくとも１つの正弦形成器が正確な正弦形グ
ラフを形成し、この正弦形グラフは検知された正弦形に
類似したグラフが当該正弦形グラフに最大限に一致させ
られることによって回転角規定の働きをするようにされ
てよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。
【００１９】図１は、単純な実施例に基づく回転角測定
装置の概略図を示す。回転角を検知されるべき回転要素
１に、全外周面５にわたって延びている標識２が存在し
ている。この実施例では、標識２はすぐば歯車７のリム
６である。駆動歯車系１３のそのような１つの歯車７を
利用すると特に合理的である。なぜならば、印刷機の駆
動では歯車の回転角度位置が重要だからである。歯車は
胴と直接、物理的に固く結合しており、したがって共に
位置決めされなければならない回転要素１を形成してい
る。しかしもちろん、たとえば胴上にあってよい外周面
５にわたって延びているその他の標識も、回転角の検知
に利用できるであろう。図示の実施例では、２つのセン
サ３および４が配置されていて、歯車７の回転方向１１
で見てずれている。２つのセンサ３および４を配置する
ことによって、歯車７がどの方向に回転しているかも検
知できる。測定の評価には、印刷機の制御装置１９と結
合している受信回路１８が用いられる。
【００２０】図２は、版胴１６のすぐば歯車８における
２つのセンサ３および４の配置を示す。版胴１６では正
確な位置決めが特に重要である。なぜならば、刷版１７
の自動交換のために当該刷版１７は版締め装置２１に正
確に挿入されなければならないからである。すぐば歯車
は特定の幅９を有し、センサ３および４は縦長の形態１
０を有している。この形態１０は、正弦形またはほぼ正
弦形の測定グラフ１２または１２′が形成されるよう
に、歯車８の歯に合致されている。歯車８はフランジ２
３によって版胴１６と固く結合される。
【００２１】図３は、複数の印刷ユニット２０と駆動歯
車系１３とを有する印刷機１５を示す。各々の印刷ユニ
ット２０は版胴１６を有しており、その位置決めは刷版
交換において特に重要である。このために複数の測定箇
所１４が設けられていてよく、種々異なる歯車における
測定箇所によりゆるみも検知でき、あるいは回転方向が
逆転してかみ合う歯面が傾く際にそれに基づくずれを検
知することも可能である。回転角を正確に検知するため
に、版胴１６では原則として軸上に２つの歯車８および
８′が載っていることも利用できる。そうすることによ
って、図７および図８で詳細に説明するように有利な構
成が可能である。
【００２２】図４は、はすば歯車８または８′における
センサ３および４の配置を示している。これは標識２と
して働くリム６の平面図である。リム６は全外周面５に
わたって延びていて幅９を有している。センサ３および
４は、回転する際に正弦形もしくは余弦形の測定グラフ
１２もしくは１２′が生じるように、歯車８または８′
の歯の幅２２と合致されている。
【００２３】図５は、すぐば歯車８または８′における
センサ３および４の配置を示している。この配置も、正
弦形または正弦形に類似した測定グラフ１２および１
２′を得させる働きをする。この目的のために、センサ
３および４は歯の向きに対して斜めに配置されており、
相応の測定グラフが達成されるように、同様にこれらの
歯の幅２２と合致されている。
【００２４】図６は、そのような正弦形の測定グラフ１
２および１２′を示している。これらの測定グラフは９
０°ずれていて、回転角度位置ｅｒを求めるだけでな
く、機械が現にどの方向に回転しているか検知するため
にも評価され得る。
【００２５】図７は、たとえば版胴１６に存在している
ような２つの歯車８および８′における測定を示してい
る。この場合、歯車８もしくは８′には、それぞれ１つ
のセンサ３および４が付属している。これらの歯車８お
よび８′は、それらのピッチに関して整数倍を有してい
ないので、両測定グラフ１２および１２′は１回転に１
回だけ場所の一致を有するという条件が満たされる。そ
れゆえ、あらゆる時点でそれぞれの瞬間の回転角度位置
ｅｒに対する正確な推定が、たとえ機械が静止している
状態でも可能である。このことは、まさに位置決め作業
において大きい利点を有する。つまり、自動刷版交換の
ための特定の位置に到達しようとする場合、制御装置が
胴を所望の位置に慎重に進めることがしばしば必要であ
るが、この際に両方向における非常に小さい運動と静止
状態における測定が可能でなければならない。
【００２６】図８は、１回転して初めて同一点を有する
ような測定グラフ１２および１２′の例を示している。
グラフは一部分にすぎず、相応に延びているものと考え
なければならない。
【００２７】図面の表現は歯車に限定されたが、もちろ
んこのようなやり方で任意の測定グラフを設けることが
でき、これらの測定グラフを光学的、電磁的またはその
他の仕方で検知することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回転角測定装置の概略図である。
【図２】版胴のはすば歯車における２つのセンサの配置
を示す図である。
【図３】駆動歯車系を有する印刷機を示す図である。
【図４】はすば歯車におけるセンサの配置を示す図であ
る。
【図５】すぐば歯車におけるセンサの配置を示す図であ
る。
【図６】位相が９０°ずれた２つの測定グラフでる。
【図７】２つの歯車における測定を示す図である。
【図８】回転角が一義的に対応している測定グラフであ
る。
【符号の説明】
１ 回転要素、 ２ 標識、 ３ センサ、 ４ セン
サ、 ５ 外周面、６ リム、 ７ 歯車（すぐば）、
８、８′ 歯車（はすば）、 ９ 標識の幅、 １０
センサの縦長形態、 １１ 回転方向、 １２、１
２′ 測定グラフ（例：正弦形または正弦形に類似）、
１３ 駆動歯車系、 １４ 立体的にずれた測定箇
所、 １５ 印刷機械、 １６ 版胴、 １７ 刷版、
１８ 受信回路、 １９ 制御装置、 ２０ 印刷ユ
ニット、 ２１ 版締め装置、 ２２ 歯の幅、 ２３
フランジ、 ｅｒ 回転角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390009232 Ｋｕｒｆｕｅｒｓｔｅｎ−Ａｎｌａｇｅ 52−60，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，Ｆｅｄｅ ｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒ ｍａｎｙ (72)発明者 ミヒャエル クリューガー ドイツ連邦共和国 エディンゲン−ネッカ ーハウゼン レッシング シュトラーセ 21

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 印刷機のための回転角測定装置であっ
    て、回転要素（１）に配置された少なくとも１つの標識
    （２）と当該標識（２）を検知する少なくとも１つのセ
    ンサ（３、４）とを有する形式のものにおいて、 少なくとも１つの標識（２）が全外周面（５）に沿って
    延びており、この外周面（５）が位置を検知されるべき
    回転要素（１）上に配置されていることを特徴とする、
    印刷機のための回転角測定装置。
  2. 【請求項２】 標識（２）として、回転要素（１）内に
    刻設された少なくとも１つの凹部が用いられる、請求項
    １記載の回転角測定装置。
  3. 【請求項３】 標識（２）として、歯車（７、８、
    ８′）のリム（６）が用いられる、請求項１または２記
    載の回転角測定装置。
  4. 【請求項４】 少なくとも１つのセンサ（３、４）が磁
    界の変化に基づいて少なくとも１つの標識（２）を検知
    する、請求項１から３までのいずれか１項記載の回転角
    測定装置。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つのセンサ（３、４）がホ
    ール素子である、請求項４記載の回転角測定装置。
  6. 【請求項６】 少なくとも２つのセンサ（３、４）が回
    転方向に見てずれて配置されている、請求項１から５ま
    でのいずれか１項記載の回転角測定装置。
  7. 【請求項７】 少なくとも１つの標識（２）を有する外
    周面（５）が特定の幅（９）を有しており、少なくとも
    １つのセンサ（３、４）が縦長の形態（１０）によりこ
    の幅（９）上で少なくとも部分的に延びており、さらに
    測定値が絶えず変化するようにセンサ（３、４）と標識
    （２）とが形成されている、請求項１から６までのいず
    れか１項記載の回転角測定装置。
  8. 【請求項８】 少なくとも１つのセンサ（３、４）がは
    すば歯車（８）の回転方向（１１）に対して横方向に延
    びていて、歯（２２）の幅と合致されている、請求項７
    記載の回転角測定装置。
  9. 【請求項９】 少なくとも１つのセンサ（３、４）がす
    ぐば歯車（７）の歯の向きに対して斜めに延びていて、
    歯の幅（２２）と合致されている、請求項７記載の回転
    角測定装置。
  10. 【請求項１０】 ２つのセンサ（３、４）は、それらの
    測定グラフ（１２、１２′）が９０°の位相差を有する
    ようにずれて配置されている、請求項８または９記載の
    回転角測定装置。
  11. 【請求項１１】 ２つのセンサ（３、４）が２つの外周
    面（５）を検知し、両外周面（５）の標識（２）が異な
    っていて、２つの検知された測定グラフ（１２、１
    ２′）の２つの実際値の対応関係からそれぞれの瞬間の
    回転角度位置（ｅｒ）を一義的に推定できるようにされ
    ている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の回
    転角測定装置。
  12. 【請求項１２】 駆動歯車系（１３）の少なくとも２つ
    の歯車（８、８′）で測定が行われる、請求項３から１
    １までのいずれか１項記載の回転角測定装置。
  13. 【請求項１３】 ピッチが整数倍を形成しない２つの歯
    車（８、８′）で測定が行われる、請求項１１または１
    ２記載の回転角測定装置。
  14. 【請求項１４】 少なくとも２つのセンサ（３、４）
    が、誤差除去のために立体的にずれた測定箇所（１４）
    に配置されている、請求項１から１３までのいずれか１
    項記載の回転角測定装置。
  15. 【請求項１５】 少なくとも１つの正弦形成器が正確な
    正弦形グラフを形成し、この正弦形グラフは検知された
    正弦形に類似したグラフが当該正弦形グラフに最大限に
    一致させられることによって回転角規定の働きをする、
    請求項１から１４までのいずれか１項記載の回転角測定
    装置。
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