WO2004033167A1 - Verfahren und vorrichtung zum regeln des schnittregisters einer rollenrotationsdruckmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum regeln des schnittregisters einer rollenrotationsdruckmaschine Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for regulating the cut register of a web-fed rotary printing press.
  • the object is achieved with the features of the independent claims.
  • the solution does not require an additional mechanical web guiding element.
  • Existing, non-printing traction units are used to correct the cutting register, e.g. B. the cooling unit, tension rollers in the folding structure, the former roller or other tension units lying in the path between the last printing unit and knife cylinder.
  • the linear register roller with stepper motor and associated control electronics is no longer required.
  • the cutting register control is dynamically faster than with the conventional solution using a register roller, since a change in advance of the relevant train unit takes the place of a change in path.
  • the parameters entering the cutting register control system are largely independent of the properties of the rotary printing press. Furthermore, the cutting register accuracy can be significantly increased by the new method.
  • the running time of the web image points is adjusted with a constant web path, while according to the prior art a web length change was carried out at a constant web speed. .
  • the cutting register is corrected by adjusting the advance of a non-printing pull unit between the last printing unit and the knife cylinder.
  • This manipulated variable influences the cutting register error, viewed in stationary operation, proportional to the length of the free path between the engaging, non-printing train point and the train point in front of it.
  • the register control path Due to the fact that not an angle or path, but a speed has to be adjusted, the register control path has a lower order than in the conventional control with an adjusting roller. In terms of control technology, there is a good approximation of an aperiodic PT2 section.
  • a PI controller can therefore be used as a register controller.
  • a subordinate web tension control can also be provided.
  • the rise time of the closed register control loop only depends on the sum of the small time constants of the register controlled system.
  • the path time constant is either compensated for by the readjustment time of the PI register controller, or other optimization criteria of the control technology are used. Since the speed control loop is dynamically very fast, the register control according to the new method is much faster than with the conventional solution with register roller.
  • the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.
  • the single figure shows a device for regulating the cutting register in a web-fed rotary printing press, the pulling unit Z3 being used as an actuator as an example.
  • the figure shows the course of a web 1 from a last printing unit 2 via a pulling unit Z1 in the form of a cooling unit 3, a pulling unit Z2 in front of a turning unit 4, a pulling unit Z3 after the turning unit 4 and a pulling unit Z4 in front of a folding unit 5.
  • the web 1 is cut transversely by means of a cross-cutting device 6, for example by means of a pair of cutting rollers.
  • Each train unit Z1 to Z4 is driven by a motor 7.1 to 7.4 with an associated motor control.
  • the motor 7.3 of the pulling unit Z3 is connected to the output of a controller 8, to which a cutting register sensor 9 is guided on the input side.
  • a further cutting register sensor 10 is also guided to the controller 8 and is arranged on a web section which is located in the web running direction on a further train unit upstream of the train unit Z3.
  • the cutting register sensor 10 located in front of the pulling unit Z2 could also be arranged on the web section between the last printing unit 2 and the cooling unit 3.
  • the controller 8 is also connected to the motor 7.4 of the train unit Z4 following in the web running direction of the train unit Z3 for the purpose of guiding the setpoint of the lead.
  • the web 1 is printed in a printing press and, after leaving the last printing unit 2, is guided to the folding unit 5 in the way shown in simplified form in the figure. It runs through the pulling unit Z1 designed as a cooling unit 3. Pulling unit Z2 in front of the turning unit 4, the turning unit 4, the pulling unit Z3 after the turning unit 4 and the pulling unit Z4 in front of the folding unit 5.
  • the web 1 is cross-cut in the cross-cutting device 6, the web 1 having to be fed with a suitable cutting register.
  • the cutting register is regulated by means of the controller 8, the pulling unit Z3 acting as an actuator.
  • the actual state of the cutting register is determined by means of the cutting register sensor 9 scanned cut register marks printed on the web 1, determined and passed to the controller 8.
  • the circumferential speed of the motor 7.3 is changed in accordance with the deviation from the target value.
  • the cut register sensor 10 By means of the cut register sensor 10, the actual value of the cut register is also determined on a path section upstream of the train unit Z3 and a differentiating portion is fed to the controller 8 for its pilot control.
  • the control intervention of controller 8 is also used to guide the setpoint of the advance of pull unit Z4. In the event that there are further train units in the web running direction after the train unit Z3, the control intervention of the control circuit 8 can also be used for this for the setpoint control of the leads.
  • the controller 8 can also be precontrolled in such a way that the actual state of the cutting register is determined sensorlessly by means of a mathematical model and a differentiating component is derived and used for precontrolling the controller 8.
  • This variant is in. the figure thin and drawn with bracket position 11.
  • the arithmetic and storage unit 11 are supplied with measured values, for example the advance of the cooling unit 3, the web tension at the infeed unit and possibly further or others, from which the actual state of the cutting register error is calculated on the basis of the mathematical model.
  • the control algorithm of the controller 8 also contains a mathematical model in such a way that the forces of the web 1 which act on the torque of the motor which corrects the cutting register are largely compensated for.

Abstract

Um das Schnittregister einer Bahn (1) in einer Rollenrotationsdruckmachine mit geringem Aufwand zu regeln, wird eine die bahn (1) transportierende Zugeinrichtung (Z3) hinsichtlich ihrer Umfangsgeschwindigkeit verändert.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Regeln des Schnittregisters einer Rollenrotationsdruckmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln des Schnittregisters einer Rollenrotationsdruckmaschine.
Bei Rollenrotationsdruckmaschinen ist es bekannt, als Stellglied für die Schnittregisterregelung eine in Linearführungen verfahrbare Stellwalze einzusetzen, mit der die Papierweglänge zwischen zwei Zugeinheiten verändert und damit der Registerfehler korrigiert wird. Derartige Registerwalzen sind beispielsweise in der DE 85 01 065 U1 gezeigt. Die Verstellung erfolgt im Allgemeinen mittels eines elektrischen Schrittmotors. Derartige Vorrichtungen sind mit einem verhältnismäßig großen mechanischen und elektrischen Aufwand behaftet.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zum Regeln des Schnittregisters zu schaffen. Weiterhin ist eine Vorrichtung zu schaffen, die sich durch einen geringen mechanischen und elektrischen Aufwand auszeichnet.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Lösung erfordert kein zusätzliches mechanisches Bahnführungselement. Zur Schnittregisterkorrektur werden vorhandene, nicht druckende Zugeinheiten verwendet, wie z. B. die Kühleinheit, Zugwalzen im Falzaufbau, die Trichterwalze oder weitere im Bahnverlauf zwischen letztem Druckwerk und Messerzylinder liegende Zugeinheiten.
Durch die drehzahlvariablen Einzelantriebe an den Zugeinheiten entfällt insbesondere die Linearregisterwalze mit Schrittmotor und zugehöriger Ansteuerelektronik. Infolge der besonderen Eigenschaften der Regelstrecke ist die Schnittregisterregelung dynamisch schneller als bei der herkömmlichen Lösung mittels Registerwalze, da an die Stelle einer Wegänderung eine Voreilungsänderung der betreffenden Zugeinheit tritt.
Die in die Schnittregisterregelstrecke eingehenden Parameter sind weitgehend unabhängig von den Eigenschaften der Rotationsdruckmaschine. Weiterhin lässt sich die Schnittregistergenauigkeit durch das neue Verfahren wesentlich erhöhen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Laufzeit der Bahnbildpunkte bei einem konstanten Bahnweg verstellt, während nach dem Stand der Technik eine Bahnlängenänderung bei konstanter Bahngeschwindigkeit vorgenommen wurde. ,
Die Schnittregisterkorrektur erfolgt durch die Verstellung der Voreilung einer nicht druckenden Zugeinheit zwischen dem letzten Druckwerk und dem Messerzylinder. Diese Stellgröße beeinflusst den Schnittregisterfehler, im stationären Betrieb betrachtet, proportional zur Länge der freien Bahn zwischen der eingreifenden, nicht druckenden Zugstelle und der davor liegenden Zugstelle.
Die Registerregelstrecke hat infolge der Tatsache, dass nicht ein Winkel oder Weg sondern eine Geschwindigkeit verstellt werden muss, eine um eins niedrigere Ordnung als bei der herkömmlichen Regelung mit Stellwalze. Regelungstechnisch gesehen liegt in guter Näherung eine aperiodische PT2-Strecke vor.
Als Registerregler kann daher ein Pl-Regler verwendet werden. Es kann zusätzlich eine unterlagerte Bahnspannungsregelung vorgesehen werden.
Die Anregelzeit des geschlossenen Registerregelkreises hängt nur von der Summe der kleinen Zeitkonstanten der Register-Regelstrecke ab. Die Bahnzeitkonstante wird entweder durch die Nachstellzeit des Pl-Registerreglers kompensiert, oder es werden andere Optimierungskriterien der Regelungstechnik angewendet. Da der Drehzahlregelkreis dynamisch sehr schnell ist, ist die Registerregelung nach dem neuen Verfahren wesentlich schneller als bei der herkömmlichen Lösung mit Registerwalze. Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters in einer Rollenrotationsdruckmaschine, wobei beispielhaft die Zugeinheit Z3 als Stellglied benutzt wird.
In der Figur ist der Verlauf einer Bahn 1 von einem letztem Druckwerk 2 über eine Zugeinheit Z1 in Form einer Kühleinheit 3, eine Zugeinheit Z2 vor einer Wendeeinheit 4, eine Zugeinheit Z3 nach der Wendeinheit 4 und eine Zugeinheit Z4 vor einer Falzeinheit 5 dargestellt. In der Falzeinheit 5 wird die Bahn 1 mittels einer Querschneideinrichtung 6 quer geschnitten, beispielsweise mittels eines Schneidwalzenpaares. Jede Zugeinheit Z1 bis Z4 wird von einem Motor 7.1 bis 7.4 mit zugeordneter Motorregelung angetrieben.
Der Motor 7.3 der Zugeinheit Z3 ist mit dem Ausgang eines Reglers 8 verbunden, auf den eingangsseitig ein Schnittregistersensor 9 geführt ist. Auf den Regler 8 ist außerdem ein weiterer Schnittregistersensor 10 geführt, der an einem Bahnabschnitt angeordnet ist, der sich in Bahnlaufrichtung an einer der Zugeinheit Z3 vorgelagerten weiteren Zugeinheit befindet. So könnte der vor der Zugeinheit Z2 befindliche Schnittregistersensor 10 auch am Bahnabschnitt zwischen dem letzten Druckwerk 2 und der Kühleinheit 3 angeordnet sein. Der Regler 8 ist weiterhin mit dem Motor 7.4 der in Bahnlaufrichtung der Zugeinheit Z3 nachfolgenden Zugeinheit Z4 zwecks deren Sollwertführung der Voreilung verbunden.
Die Bahn 1 wird in einer Druckmaschine bedruckt und nach dem Verlassen des letzten Druckwerkes 2 auf dem in der Figur vereinfacht dargestellten Weg zur Falzeinheit 5 geführt. Sie durchläuft dabei die als Kühleinheit 3 ausgeführte Zugeinheit Z1, die. Zugeinheit Z2 vor der Wendeeinheit 4, die Wendeeinheit 4, die Zugeinheit Z3 nach der Wendeeinheit 4 und die Zugeinheit Z4 vor der Falzeinheit 5. In der Querschneideinrichtung 6 wird die Bahn 1 quergeschnitten, wobei die Bahn 1 mit passendem Schnittregister zugeführt werden muss. Das Schnittregister wird mittels des Reglers 8 geregelt, wobei die Zugeinheit Z3 als Stellglied fungiert. Der Istzustand des Schnittregisters wird mittels des Schnittregistersensors 9, der auf die Bahn 1 gedruckte Schnittregistermarken abtastet, ermittelt und an den Regler 8 gegeben. Entsprechend der Abweichung vom Sollwert wird der Motor 7.3 hinsichtlich seiner Umfangsgeschwindigkeit verändert. Mittels des Schnittregistersensors 10 wird weiterhin an einem der Zugeinheit Z3 vorgelagerten Bahnabschnitt der Istwert des Schnittregisters ermittelt und ein differenzierender Anteil dem Regler 8 für dessen Vorsteuerung zugeführt. Es wird weiterhin der Stelleingriff des Reglers 8 zur Sollwertführung der Voreilung der Zugeinheit Z4 verwendet. Für den Fall, dass sich weitere Zugeinheiten in Bahnlaufrichtung nach der Zugeinheit Z3 befinden, kann auch für diese der Stelleingriff des Regelkreises 8 zur Sollwertführung der Voreilungen benutzt werden.
Der Regler 8 kann auch derart vorgesteuert werden, dass der Istzustand des Schnittregisters sensorlos mittels eines mathematischen Modells ermittelt und ein differenzierender Anteil abgeleitet und zur Vorsteuerung des Reglers 8 verwendet wird. Diese Variante ist in . der Figur dünn und mit Klammerposition 11 eingezeichnet. Der Rechen- und Speichereinheit 11 werden Messwerte, beispielsweise die Voreilung des Kühlwerks 3, die Bahnspannung am Einzugswerk und ggf. weitere oder andere, zugeführt, aus denen anhand des mathematischen Modells der Istzustand des Schnittregisterfehlers errechnet wird.
Der Regelalgorithmus des Reglers 8 enthält weiterhin ein mathematisches Modell derart, dass die auf das Drehmoment des Motors, der das Schnittregister korrigiert, rückwirkende Kräfte der Bahn 1 weitestgehend kompensiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Bahn
2 Druckwerk
3 Kühleinheit
4 Wendeeiήheit
5 Falzeinheit
6 Querschneideinrichtung
7.1 Motor
7.2 Motor
7.3 Motor
7.4 Motor
8 Regler
9 Schnittregistersensor
10 Schnittregistersensor
11 Rechen- und Speichereinheit
Z1 Zugeinheit
Z2 Zugeinheit
Z3 Zugeinheit
Z4 Zugeinheit

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Regeln des Schnittregisters einer
Rollenrotationsdruckmaschine, bei der eine Bahn (1) nach dem Verlassen des letzten Druckwerkes (2) über in ihrer Voreilung stellbare Zugeinheiten
(Z1 bis Z4) zu einer Querschneideinrichtung (6) geführt wird, wobei zur Verstellung des Schnittregisters eine der Zugeinheiten (Z3) hinsichtlich ihrer Umfangsgeschwindigkeit verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Motor (7.3) der Zugeinheit (Z3) mittels eines Reglers (8) hinsichtlich seiner Drehzahl geregelt wird und der Istwert des Schnittregisters von einem Schrittregistersensor (9) aufgenommen, dem Regler (8) zugeführt und mit dem Schnittregister-Sollwert verglichen wird.
3. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines weiteren Schnittregistersensors (10) an einem Bahnabschnitt, der an einer der in Bahnlaufrichtung der Zugeinheit (Z3) vorgelagerten weiteren Zugeinheiten (Z2) angeordnet ist, ein Istwert des Schnittregisters ermittelt und als differenzierender Anteil abgeleitet und damit der Regler (8) vorgesteuert wird.
4. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Istzustand des Schnittregisters mittels eines mathematischen Modells ermittelt und ein differenzierender Anteil abgeleitet und damit der Regler (8) vorgesteuert wird.
5. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Stelleingriff des Reglers (8) bei in Bahnlaufrichtung der Zugeinheit (Z3) nachfolgenden Zugeinheiten (Z4)
Sollwertführungen der Voreilungen vorgenommen werden.
6. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Drehmoment des Motors (7.3) rückwirkenden Kräfte der Bahn (1 ) durch einen geeigneten Algorithmus im Regler (8) weitestgehend kompensiert werden.
7. Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters einer Rollenrotationsdruckmaschine, wobei eine Bahn (1 ) nach dem Verlassen des letzten Druckwerkes (2) über in ihrer Voreilung stellbare Zugeinheiten (Zt bis Z4) zu einer Querschneideinrichtung (6) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (7.3) einer Zugeinheit (Z3) mit dem
Ausgang eines die Geschwindigkeit regelnden Reglers (8) verbunden ist, auf den eingangsseitig ein Schnittregistersensor (9) geführt ist.
8. Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorsteuerung des Reglers (8) auf diesen ein weiterer Schnittregistersensor (10) geführt ist, der an einem Bahnabschnitt angeordnet ist, der sich in Bahnlaufrichtung an einer der Zugeinheit (Z3) vorgelagerten weiteren Zugeinheit (Z2) befindet.
9. Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorsteuerung dem Regler (8) eine Rechen- und Speichereinheit (11) aufgeschaltet ist, mittels der nach einem mathematischem Modell der Istzustand des Schnittregisters errechenbar ist.
10. Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (8) zur Sollwertführung der Voreilungen mit den Motoren (7.4) von in Bahnlaufrichtung der Zugeinheit (Z3) nachfolgenden Zugeinheiten (Z4) verbunden ist.
11. Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (8) einen Algorithmus enthält, mit dem die auf das Drehmoment des Motors (7.3) rückwirkenden Kräfte der Bahn (1 ) weitestgehend kompensiert werden.
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