WO2004091912A1 - Antriebsvorrichtung und ein verfahren zur steuerung eines aggregates einer druckmaschine - Google Patents

Antriebsvorrichtung und ein verfahren zur steuerung eines aggregates einer druckmaschine Download PDF

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WO2004091912A1
WO2004091912A1 PCT/EP2004/050323 EP2004050323W WO2004091912A1 WO 2004091912 A1 WO2004091912 A1 WO 2004091912A1 EP 2004050323 W EP2004050323 W EP 2004050323W WO 2004091912 A1 WO2004091912 A1 WO 2004091912A1
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WO
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circuit
drive
drive device
unit
axis
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PCT/EP2004/050323
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English (en)
French (fr)
Inventor
Detlef Alfons BÜCHNER
Original Assignee
Bosch Rexroth Ag
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Priority to US10/553,299 priority patent/US20060207450A1/en
Priority to JP2006505474A priority patent/JP4833833B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/004Electric or hydraulic features of drives
    • B41F13/0045Electric driving devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41PINDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2213/00Arrangements for actuating or driving printing presses; Auxiliary devices or processes
    • B41P2213/70Driving devices associated with particular installations or situations
    • B41P2213/73Driving devices for multicolour presses
    • B41P2213/734Driving devices for multicolour presses each printing unit being driven by its own electric motor, i.e. electric shaft

Definitions

  • the invention relates to a drive device and a method for controlling an aggregate of a printing press according to the preamble of claim 1 or 24.
  • each printing unit or the folder of a printing machine is assigned a primary station, which receives operating setpoints from a higher-level control and to the
  • DE 42 14394 C2 discloses a drive device for a longitudinally shaftless printing machine, wherein the folder is connected by data technology via a bus with groups of pressure points.
  • the folder delivers its position reference to the print point groups.
  • a drive control common to the drives of a single group of print groups performs the fine adjustment of these drives with each other and in relation to the folder.
  • the invention has for its object to provide a drive device and a method for controlling an aggregate of a printing press.
  • circuit according to the invention and its connection to a virtual master axis, in particular with regard to the parameterability and the ability to output a plurality of differently parameterized signals.
  • the solution is characterized by high flexibility, space savings and a reduced susceptibility to disturbances, which would result, for example, from out-of-round aggregates or encoders.
  • offset values relative to the master axis can be set both for the drives of the printing units and for the folder and can be predetermined in an advantageous embodiment for a specific production (web guide).
  • the signals for further units can be freely parameterized.
  • the drive control or a computing and data processing unit connected to it carries out the conversion of the time change into a pulse sequence, for example, in a master control position. B. based on a map.
  • each rotational drive of the printing units at least the drives of the independently driven cylinder cylinders other form cylinders
  • an offset value with respect to the leading axis can be set or predetermined.
  • These offset values are preferably set in the respective drive controller of the drive or stored there as an offset.
  • the specification of a certain offset value can, for. B. entered or changed in a control room and / or stored there for a specific production and retrieved accordingly and then the drive controllers or subordinate drive controls are transmitted.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the drive device
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the drive device.
  • Figure 5 is a schematic representation of the master axis for the relative position of drives and the circuit during operation.
  • 6 is an exemplary illustration of a set of pulse trains.
  • a processing machine for web-like materials for. B. a printing press, in particular a web-fed rotary printing press, has a plurality of mechanically independently driven by a respective drive motor M units 01; 02; 03; 04; 06; 07 on. These independently driven units 01; 02; 03; 04; 06, 07 can z. B. directly or indirectly with a printing press passing through the web, z. As printing substrate, work together and must therefore be aligned in their relative position to the web or each other.
  • Such units 01; 02; 03; 04; 06; 07 may be printing towers 01, individual printing units 02, individual printing units 03 or individual cylinders 04, in particular individual forme cylinders 04, of printing units 03. Likewise, such a unit z. B.
  • Such an independently driven unit can also have one or more guide elements 07, such as ⁇ . B. draw rollers, Skipslitter, register rollers, etc., be.
  • Fig. 1 shows three such mechanically independently driven by drive motors M units 01; 02, 03; 04; 06; 07. The two units shown on the left
  • printing towers 01, printing units 02, printing units 03 or cylinders 04 can be.
  • the right unit represents z.
  • a further processing unit 06, in particular the folder 06 is.
  • the drive motors M each have a drive 08 with drive control, which in each case via at least one signal line 09 with each other and with a computing and data processing unit 11, z. B. a computer 11, are connected.
  • the computing and data processing unit 11 may additionally comprise an operating unit 10 or with an operating unit 10, for. B. a control room 10, are in communication.
  • the drives 08 (or controller 08) can in principle (not shown) in series directly in ring or bus structure or as shown in a tree structure by signal lines 12 to be connected to the signal line 09.
  • the at least one signal line 09 carries signals of a Leitachsposition ⁇ , which by a computing unit 13, z. B. a higher-level drive control 13, is specified.
  • the signal line 09 together with the arithmetic unit 13, the so-called virtual master axis a (electronic wave) for the units connected to it) 01; 02; 03; 04; 06; 07, at which the units 01, 02; 03; 04; 06; 07 in their position or position.
  • This Leitachsposition is passed to the drives 08 as a default (reference variable).
  • the computing and data processing unit 11 supplies specifications for the desired production speed to the higher-level drive control 13, and is thus connected to the drives 08 via the higher-level drive control 13, the signal line 09 (cross-communication) and the signal lines 12.
  • Each of the regulators 08 is a specific offset ⁇ "z. B. angle offset .DELTA. ⁇ "predetermined, which a permanent but changeable shift relative to the
  • Leitachsposition ⁇ This offset ⁇ i? is z. B. directly on the controller 08 and / or via computing and data processing unit 11 entered and / or stored for specific operating situations, in particular specific web guides in a memory in the computing and data processing unit 11 and retrievable. If the signal line 09 is designed accordingly, for example as a broadband bus or broadband network, then the information about the respectively predetermined and fixed offset ⁇ i and the "rotating" Leitachsposition ⁇ can possibly take place via the common signal line 09.
  • the signal line 09 can also be additional each be connected to a control system 24, which, for example, the different of the drive motors M actuators and drives of the printing units 02 or printing units 03 or folders 06, z., Color supply, positioning movements of rollers and / or cylinders, dampening, positions, etc. controls and / or regulates (connection shown in dashed lines).
  • a control system 24 which, for example, the different of the drive motors M actuators and drives of the printing units 02 or printing units 03 or folders 06, z., Color supply, positioning movements of rollers and / or cylinders, dampening, positions, etc. controls and / or regulates (connection shown in dashed lines).
  • the respective offset ⁇ i? is z. B. transferred before the start of production by the control room 10 or by the computing and data processing unit 11 to the drives 08 and stored there.
  • the offset ⁇ i can be varied during operation or production at the drive 08 itself, but in particular via the computing and data processing unit 11.
  • the offset values ⁇ i ?? for the various drives 08 can also be stored in the parent drive controller 13 in a variant.
  • each drive receives 08 via the signal lines 09; 12 (or in series: only 09) as a specification the sum of the rotating Leitachspositio ⁇ ⁇ and the specific, stored offset value ⁇ i of the respective drive 08th
  • drives 08 for example, the drives 08 of the first two z. B. executed as printing towers 01 units and the drive 08 of the running as a folder 06 unit each of the rotating Leitachsposition ⁇ from the parent drive control 13, each with a fixed offset values .DELTA..phi.i relative to the absolute
  • the drive control 13 predetermining the Leitachsposition ⁇ thus acts as a master substantially independent of the units for all drives 08 coupled to this leading axle a.
  • a pulse train I (t) can also, as shown in FIG. 6, comprise a set of correlated pulse trains I (t) which, in their entirety, indicate the direction of a movement, increase safety and possibly define a zero point.
  • the output signal I (t) has a pulse sequence I A (t) and its inversion, and a pulse train I B (t) with a time offset and its inversion.
  • the output signal receives a signal l c (t) to identify a zero point.
  • Circuit 15 a possibility of adaptation (or possibility for parameterization) of the incremental resolution between the rotating master axis a; b and an angular position sensor of an on the circuit 15 to be controlled unit 19 and its drive on.
  • This parameterization can consist, for example, in the specification of a resolution ratio, the specification of one or both values of the leading axis or aggregate resolution.
  • an angular position sensor of the unit 19 and its drive motor with, for example, 1024 increments per revolution or a different number n, such. B. 512 or 4084, is executed. Or, for example, a factor is indicated between the number of these increments and that on which the master axis is based.
  • the circuit 15 has a plurality of subcircuits with parameters n / 2 ⁇ , ⁇ , I, l ⁇ (t), "0" and several outputs which can be parameterized in each case In this way, pulse sequences l (t) of one or more fictitious encoders are tailored for the drives of units 19 can be generated.
  • the conversion of the Leitachsposition ⁇ in a first pulse train l 0 (t) with a fixed number of pulses or in the drive control 13, or a circuit implemented there 20, for example, a map takes place in FIG Voltage per revolution ⁇ / 2re and shape, which is supplied to the input of the circuit 15.
  • circuit 15 based on the present parameters or parameter sets n / 2 ⁇ , ⁇ , I, I n (t), "0", the output signal I (I) or the output signals I (t) are generated and sent to the unit 19 or are fed to the respective units 19. As indicated in Fig. 2, these can each be individually parameterized.
  • a signal line 14 different from the signal line 09 is provided. Furthermore, for the connection between the signal line 09 and the signal line 12 each have a communication node 17, z. B. a subordinate drive control 17, is provided.
  • the arithmetic unit 13 for the specification of the Leitachsposition ⁇ is z. B. connected via the signal line 14 to the computing and data processing unit 11, from which, for example, it again receives specifications in terms of production speed or current target speed.
  • the respective current Leitachsposition ⁇ is now specified by the parent drive controller 13 and fed into the signal line 09. From there, the information about the circulating Leitachsposition ⁇ is in each case via the communication node 17, given to the signal line 12 and there fed directly to the relevant for the current production drives 08.
  • a communication node 17 may, as shown in Fig. 2, via the signal line 12, z.
  • printing units 02, printing units 03 or cylinders 04 be connected.
  • the subordinate units taken together in this way via a communication node 17 are referred to below as group 18 of units or assemblies driven mechanically independently of each other.
  • the communication node 17 in this case z.
  • the middle unit represents in the example of FIG. 2 such a group 18 of several subunits, e.g. B. two printing units 02, two printing units 03 or two guide elements 07 etc., whose drives are both 08 via the communication node 17 the Leitachsposition ⁇ .
  • the transfer of the production-specific offset values ⁇ i from the computing and data processing unit 11 or from the control center 10 to the individual drives 08 of the units takes place, where they are stored and further processed together with the Leitachsposition ⁇ .
  • the transmission takes place here z. B.
  • the physical execution of the logical connections 16' can directly or indirectly via other connections such as Bus Coupler, Bridges etc., or z. Example, via a in Fig. 1 or 3 shown control system 24, take place.
  • the signal line (s) 16 can be omitted here.
  • the specific offset ⁇ i is supplied from the communication node 17 only via the signal line 12 to the corresponding drive 08 and stored there.
  • the communication node 17 is designed as a subordinate drive control 17 with a memory and its own intelligence in such a way that there the predetermined for the associated drives 08 and the specific production offset values .DELTA. ⁇ i are stored, and that at the production participating drives 08 each addressed to this specific Leitachspositionen ⁇ '( ⁇
  • ' ⁇ + ⁇ i), z. B. are supplied as a desired angular position ⁇ 'by the subordinate drive control 17.
  • the given context is intended to clarify here and in the following only the principle. Of course, when following the specific Leitachsposition ⁇ 'the extent of the driven units etc. to be considered, so that a real connection z. B. has further aggregate-specific factors.
  • the computing and data processing unit 11 is thus on the one hand via the parent drive controller 13, the signal line 09 (cross-communication), the respective communication node 17 and the signal lines 12, z. Buses 12, in connection with the drives 08. Also information about the configuration (coupling
  • the computing and data processing unit 11 superordinate drive control 13 is to transmit the information to the specific offset ⁇ , as described above either via the signal line 14 and the signal lines 16 or via the signal line 14, the logical connection 16 ', the communication node 17 and the signal lines 12 with the corresponding drives 08 in conjunction.
  • the drive motors M of the group 18 are connected to one another and to the subordinate control 17.
  • the subordinate controls 1 of the groups 18 or units are connected to one another via at least one signal line 09 and to the superordinate drive control 13.
  • the computing and data processing unit 11 is connected to the drives 08 or the communication node 17 for the transmission of the specific offset values ⁇ i via at least one signal line 14.
  • the signal line 09 is in an advantageous embodiment as a real-time capable compound 09 with a fixed time frame for real-time data and deterministic Z ⁇ itv ⁇ rhalten, z. B. as Arcnet trained.
  • the connection 09 may additionally comprise a channel in which, for example, non real-time-relevant data, such. B. the transmission of the specific offset values ⁇ i according to the embodiment of FIG. 1 and / or information about the configuration, production speed, etc. according to the embodiment of FIG. 1 are transmitted.
  • the signal line 12 is in an advantageous embodiment as a real-time connection 12 with a fixed time frame for real-time data and deterministic timing, z. B. as Arcnet executed.
  • the connection 12 may additionally have a channel in which, for example, non-real-time-relevant data, such. B. the transmission of the
  • Offset ⁇ i and / or information about the configuration, production speed, etc. are transmitted.
  • the signal line 14 and 16 is preferably formed as a network 14, 16 or as part of a network 14, 16.
  • This network 14, 16 can again in an advantageous embodiment as network 14, 16 according to a deterministic access method, for. B. as Arcnet, work.
  • the network 14, 16 can also be used as a fast network 14, 16 with stochastic access behavior, e.g. B. as Ethernet, be executed.
  • data transmission should be possible at least in half-duplex mode.
  • FIG 3 shows an exemplary embodiment, wherein the virtual master axis is specified as a so-called master by one of the previously "subordinate" drive controllers 17. This is, for example, the drive controllers 17 of the folder 06. Again, as shown in FIG In a variant shown in dashed lines, a converted, defined pulse sequence I 0 (t) is already supplied to the input of the circuit 15, which has been correspondingly generated in the drive control.
  • the Leitachsposition ⁇ or the converted pulses can also from other points of the virtual leading axis a; b or another drive control 1 of the circuit 15 are supplied.
  • FIG. 4 shows an example of the drive of a printing machine with a plurality of, here three printing towers 01, which each have a plurality of printing units 03, here double printing units 03.
  • the printing units 03 of a printing tower 01 together with their drives 08 and the motors M a group 18, in particular a pressure point group 18, which is connected via the subordinate drive control 17 of this group 18 to the signal line 09.
  • the drive control 13 can also subgroups 02 of printing units 03, z. B. printing units 02, or other divisions associated with
  • a circuit 15 is in each case connected to a superordinate drive control 13, from which it connects the master axis position .phi.a; ⁇ b or already receives the pulse sequence l 0 (t). It is also possible to connect a circuit 15 to the common signal line 09, the circuit 15 (or its individual subordinate circuits for different outputs) then the one or the other leading axis a; b is assignable. This can then also be done via a parameterization for the individual output or the individual outputs.
  • the signal line 09 is connected to a plurality of, here two, higher-level drive controllers 13, which in each case different signals of a respective Leitachsposition ⁇ a; ⁇ b a master axis a; b can feed into the signal line 09.
  • This is advantageous, for example, if the printing machine or its printing towers 01 and / or printing units 02 and / or printing units 03 and the associated folding units 06 and guide elements 07 have a plurality of sections 21, 21; 22 should be assignable.
  • productions and web guides may exceed the section separation indicated in FIG. 4 by a dashed line and from printing units 03 of one, in printing units 03 of the other and / or the folding apparatus 06 of the other section 21; 22 are performed.
  • the individual printing towers 01 can be assigned, for example, to different folders 06. Even within a printing tower 01 are subgroups, z. As printing units 03, different webs with different web guides assignable, which can be performed on a common or even on different folders 06.
  • the sections 21; 22 are logically not to be understood as rigid units.
  • the higher-level drive controllers 13 obtain their specifications regarding the starting point and production speeds of the respective section 21; 22 and / or web guide from a respective associated computing and data processing unit 11, which in turn are connected to at least one control station 10.
  • the two computing and data processing units 11 via the signal line 14 with each other and with another signal line 23, z.
  • This network 23 can be implemented in an advantageous embodiment as a fast network 23 for a stochastic access method, for. B. as Ethernet, work.
  • the relevant for the individual drives 08 offset values ⁇ i are supplied for the beireffende production of the computing and data processing unit 11 and the computing and data processing units 11 via the signal line 14 to the respective drive 08 associated subordinate drive controls 1 and in an advantageous embodiment as to Fig. 2 described there stored and with the Leitachsposition ⁇ a; ⁇ b processed to the Leitachspositionen ⁇ '.
  • Fig. 2 described there stored and with the Leitachsposition ⁇ a; ⁇ b processed to the Leitachspositionen ⁇ '.
  • a printing tower 01 two different lanes, so the subordinate Antriebsssleutation 17 each processed for the respective drive 08 associated Leitachsposition ⁇ a; ⁇ b of the leading axis a or b, depending on the affiliation of the relevant printing point to one or the other web, with the predetermined for this web guide offset value ⁇ i.
  • control system 24 controls and / or regulates, for example, the different of the drive motors M actuators and drives of the printing units 02 and groups of printing groups 18 and Druckwerke 03 °.
  • Folders 06, z. As ink supply, positioning movements of rollers and / or cylinders, dampening, positions, etc.
  • the control system 24 has one or more (in particular programmable logic controller) 26.
  • This control unit 26 is connected to the subordinate drive control 17 via a signal line 27. In the case of a plurality of control units 26, these are also interconnected by the signal line 27.
  • the control system 24 and its control unit (s) 26 is / are in an advantageous embodiment by couplers, not shown, for. B. Bus coupler, releasably connected to the signal line 14.
  • the group 18 can in principle be operated by itself, with the control of the drives 08 taking place via the line of the subordinate drive control 17 with signal line 12 and the control of the further functions of the group 18 via the line of the control system 24. Setpoints as well as actual values and deviations can be switched on or off via the coupler.
  • the subordinate drive control 17 assumes in this case the specification of a Leitachsposition ⁇ . For this reason and for reasons of redundancy, it is advantageous if all subordinate drive controllers 17 are designed with the possibility of generating and specifying a Leitachsposition ⁇ .
  • the offset values ⁇ are thus supplied in the embodiment of FIG. 4 from the signal line 14 via the respective control system 24 of the relevant subordinate drive control 17. As described in the exemplary embodiment according to FIG. 2, the offset values ⁇
  • the higher-level drive control 13 can be omitted if z. B. one or more groups 18 or one of its own subordinate drive control 17 having units (eg folder 06) has a subordinate drive control 17.
  • Leading axis or Leitachsposition ⁇ is then z. B. of one of the drive controls 17 can be specified.
  • the circuit 15 again receives its input signal (Leitachsposition ⁇ or converted pulse train l 0 (t)) either from the signal line 09 or from the respective drive control 17th
  • Each of these drives 08 is a specific offset values ⁇ , assignable, each of which the relative target position to Leitachsposition ⁇ ; .phi.a; ⁇ b of the assigned master axis a; b expresses.
  • offset values ⁇ i are based essentially on purely geometric conditions. For one thing, they are of the chosen course guidance, d. H. depends on the railway route between the individual units. On the other hand, they can depend on a random or selected zero position of the individual drive 08. The latter is omitted for the individual drive 08 when its defined zero position with the zero position of the leading axis a; b coincides or the leading axis a; b refers to their location from this unit.
  • Printing units 03 and the folding apparatus 06 are stored at the control station 10 or in the computing and data processing unit 11.
  • this set of offset values ⁇ i (eg in mm) are stored with reference to data for the specific pathway or vice versa.
  • the manually determined offset values .DELTA..phi.i can be stored as a function of the web guide via the control station 10 and retrieved upon repetition of this production and again via the above-mentioned. Way to the drives 08 are forwarded.
  • Fig. 5 illustrates this situation schematically, wherein the printing unit 03 and the folder 06 common master axis a; b the Leitachsposition ⁇ ; .phi.a; ⁇ b, the printing unit 03 or the driving drive 08 driving the position ⁇ + ⁇ D j, ie the sum of the Leitachsposition ⁇ ; .phi.a; ⁇ b and the offset ⁇ DW J specific to the jth printing unit 03 (in the case of this web guide), and the folding apparatus 06 or its drive 08 the position ⁇ + ⁇ F A I, ie the sum of the master axis position ⁇ ; .phi.a; ⁇ b and the offset ⁇ FAk (for this web guide) specific to the kth folder 06.
  • the sounding 15 obtains either the lead axis position ⁇ as explained above; .phi.a; ⁇ b or an already converted pulse sequence l 0 (t) and generates at its output or its outputs corresponding output signals l (t) for the unit 19 and the units 19 with appropriate parameterization.
  • a correction of the respective offset .DELTA..phi.i and / or a parameterization is also possible in the continuous printing or while the machine is running at the control station 10 or / and the computing and data processing unit 11 or at the circuit 15.
  • control station 10 operating unit, control station

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Abstract

Eine Antriebsvorrichtung einer Druckmaschine weist eine virtuelle Leitachse zur Vorgabe einer Soll-Winkellage eines Antriebes wenigstens einer durch einen eigenen Antriebsmotor angetriebenen Einheit auf. Mit der Leitachse steht mindestens eine Schaltung in Verbindung, mittels welcher das sich zeitlich verändernde Datum für die Winkellage der Leitachsposition (Φ) in eine Impulsfolge als Ausgangssignale (I(t), l0(t))wandelbar ist.

Description

Beschreibung
Antriebsvorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Aggregates einer Druckmaschine
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Aggregates einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 24.
Durch die DE 37 30 625 A1 ist eine Antriebsvorrichtung bekannt, wobei jeder Druckeinheit bzw. dem Falzapparat einer Druckmaschine eine Primärstation zugeordnet ist, welche Bediensollwerte von einer übergeordneten Steuerung empfängt und an die
Sekundärstationen betreffender Baugruppen weiterleitet.
Die DE 42 14394 C2 offenbart eine Antriebsvorrichtung für eine längswellenlose Druckmaschine, wobei der Falzapparat datentechnisch über einen Bus mit Druckstellengruppen verbunden ist. Der Falzapparat liefert seine Positionsreferenz an die Druckstellengruppen. Eine für die Antriebe einer einzelnen Druckstellengruppe gemeinsame Antriebssteuerung nimmt die Feinjustierung dieser Antriebe untereinander sowie in Relation zum Falzapparat vor.
In der US 4495 582 A ist ein Antrieb einer Druckmaschinenlinie durch einen gemeinsamen Antriebsmotor beschrieben, wobei ein inkrementaler Geber im Bereich einer Lochstanze angeordnet ist. Signale aus diesem Geber werden z. B. als Referenz für das Umfangsregister herangezogen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Aggregates einer Druckmaschine zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 24 gelöst.
Bei Druckmaschinen werden zur Ansteuerung verschiedener Aggregate, z. B. Stacker, Trockner, Registerregler etc., Drehzahlistwerte oder Lagewerte der Druckmaschine in verschiedenster Form, z. B. analog, inkremental mit verschiedener Auflösung, mit oder ohne Nullimpuls, benötigt. Diese Form hängt u. U. auch noch vom Lieferanten ab. Um die entsprechenden Signale bereitstellen zu können, wurden eine Anzahl verschiedener Geber an ein oder mehrere der Aggregate physikalisch angeordnet, welche die Informationen für nicht an einer mechanischen und/oder virtuellen Längs- und/oder Stehwelle gekoppelten Aggregate in der gewünschten Form bereitstellte.
Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Schaltung und deren Anbindung an eine virtuelle Leitachse insbesondere in Bezug auf die Parametrierbarkeit und die Möglichkeit mehrere, unterschiedlich parametrierte Signale auszugeben.
Da die Signale nicht von physikalisch an Aggregaten angeordneten Gebern erhalten werden, zeichnet sich die Lösung durch eine hohe Flexibilität, Platzersparnis und eine verringerte Empfindlichkeit gegenüber Störungen aus, welche sich beispielsweise durch unrund laufende Aggregate oder Geber ergeben würden.
Die mit der Erfindung er∑ielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, Antriebe von Aggregaten, deren Regler als Eingangsgrößen Lagevorgaben erfordern, sowie Antriebe von Aggregaten, welche nicht direkt mit der Leitachse gekoppelt sind, ohne großen Aufwand flexibel an die Leitachse anzubinden.
Mit der Positionsreferenz aus der elektronischen Leitachse für die Druckeinheiten und ggf. für den Falzapparat sowie einer Vorgabe des Taktes für weitere Aggregate sind auftretende Fehler gegenüber mechanischen Meß- und/oder Antriebssystemen verkleinert.
Durch die Entkopplung und den Bezug auf eine gemeinsame Leitachse sind sowohl für die Antriebe der Druckeinheiten und für den Falzapparat Offsetwerte gegenüber der Leitachse einstellbar und in einer vorteilhaften Ausführung für eine bestimmte Produktion (Bahnführung) vorgebbar. Die Signale für weitere Aggregate sind frei parametrierbar.
Vorteilhaft ist es in einer Ausführung, die zeitliche Veränderung der Leitachsposition direkt in der die Leitachsposition führenden Signalleitung an einem geeigneten Ort, z. B. nahe dem Aggregat, abzugreifen und mittels der Schaltung entsprechend zu wandeln. In anderer Ausführung erfolgt bereits in einer die Leitachsposition vorgebenden Antriebssteuerung oder einer mit dieser verbundenen Rechen- und Datenverarbeitungseinheit die Wandlung der zeitlichen Veränderung in eine Impulsfolge, z. B. anhand einer Karte.
Von Vorteil ist eine Ausführung, wobei jedem rotatorischen Antrieb der Druckeinheiten (zumindest den Antrieben der unabhängig von anderen Formzylindern angetriebenen Formzylinder) und des Falzapparates ein Offsetwert gegenüber der Leitachse einstell- bzw. vorgebbar ist. Diese Offsetwerte sind vorzugsweise im jeweiligen Antriebsregler des Antriebes eingestellt bzw. dort als Offset gespeichert. Die Vorgabe eines bestimmten Offsetwertes kann z. B. in einem Leitstand eingegeben bzw. verändert werden und/oder für eine bestimmte Produktion dort gespeichert und entsprechend abgerufen und anschließend den Antriebsreglern bzw. untergeordneten Antriebssteuerungen übermittelt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für die Antriebsvorrichtung;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für die Antriebsvorrichtung;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel für die Antriebsvorrichtung;
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel für die Antriebsvorrichtung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Leitachse zur relativen Lage von Antrieben und der Schaltung während des Betriebs;
Fig. 6 eine beispielhafte Darstellung eines Satzes von Impulsfolgen.
Eine Bearbeitungsmaschine für bahnförmige Materialien, z. B. eine Druckmaschine, insbesondere eine Rollenrotationsdruckmaschine, weist mehrere, mechanisch voneinander unabhängig jeweils durch einen Antriebsmotor M angetriebene Einheiten 01 ; 02; 03; 04; 06; 07 auf. Diese unabhängig voneinander angetriebene Einheiten 01 ; 02; 03; 04; 06, 07 können z. B. direkt oder indirekt mit einer die Druckmaschine durchlaufenden Bahn, z. B. Bedruckstoffbahn, zusammen wirken und müssen daher in ihrer relativen Lage zur Bahn bzw. zueinander ausgerichtet sein. Derartige Einheiten 01 ; 02; 03; 04; 06; 07 können Drucktürme 01 , einzelne Druckeinheiten 02, einzelne Druckwerke 03 oder einzelne Zylinder 04, insbesondere einzelne Formzylinder 04, von Druckwerken 03 sein. Ebenso kann eine derartige Einheit z. B. eine die Bahn nach dem Bedrucken weiterverarbeitende Einheit 06, insbesondere ein Falzapparat 06, oder aber z. B. Perforiereinrichtungen, Stanzen, Sammeleinrichtungen, Schneideinrichtungen etc., darstellen. Des weiteren kann eine derartig unabhängig angetriebene Einheit auch ein oder mehrere Leitelemente 07, wie ∑. B. Zugwalzen, Skipslitter, Registerwalzen etc., sein.
Fig. 1 zeigt drei derartig mechanisch voneinander unabhängig durch Antriebsmotoren M angetriebene Einheiten 01 ; 02, 03; 04; 06; 07. Die beiden links dargestellten Einheiten
können beispielsweise Drucktürme 01 , Druckeinheiten 02, Druckwerke 03 oder Zylinder 04 sein. Die mittlere oder eine weitere, nicht dargestellte Einheit kann aber auch ein Leitelement 07 sein. Die rechte Einheit stellt z. B. eine weiterverarbeitende Einheit 06, insbesondere den Falzapparat 06 dar.
Die Antriebsmotoren M weisen jeweils einen Antrieb 08 mit Antriebsregelung auf, welche jeweils über mindestens eine Signalleitung 09 miteinander und mit einer Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 , z. B. einem Rechner 11 , verbunden sind. Die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 kann zusätzlich eine Bedieneinheit 10 aufweisen oder mit einer Bedieneinheit 10, z. B. einem Leitstand 10, in Verbindung stehen. Die Antriebe 08 (bzw. Regler 08) können prinzipiell in Serie (nicht dargestellt) direkt in Ring- oder Busstruktur oder aber wie dargestellt in einer Baumstruktur durch Signalleitungen 12 mit der Signalleitung 09 verbunden sein.
Die mindestens eine Signalleitung 09 führt Signale einer Leitachsposition Φ, welche durch eine Recheneinheit 13, z. B. eine übergeordnete Antriebssteuerung 13, vorgegeben wird. Die Signalleitung 09 stellt zusammen mit der Recheneinheit 13 die sog. virtuelle Leitachse a (elektronische Welle) für die mit ihr verbundenen Einheiten ) 01 ; 02; 03; 04; 06; 07 dar, an welcher sich die Einheiten 01 , 02; 03; 04; 06; 07 in ihrer Lage bzw. Position orientieren. Diese Leitachsposition wird an die Antriebe 08 als Vorgabe (Führungsgröße) weitergegeben.
Die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 liefert Vorgaben zur gewünschten Produktionsgeschwindigkeit an die übergeordnete Antriebssteuerung 13, und steht somit über die übergeordnete Antriebssteuerung 13, die Signalleitung 09 (Quer-Kommunikation) und die Signalleitungen 12 in Verbindung zu den Antrieben 08.
Jedem der Regler 08 ist ein spezifischer Offset ΔΦ„ z. B. Winkelversatz ΔΦ„ vorgebbar, welcher eine permanente aber veränderbare Verschiebung gegenüber der
Leitachsposition Φ festlegt. Dieser Offset ΔΦi? ist z. B. direkt am Regler 08 und/oder über Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 eingebbar und/oder für spezifische Betriebssituationen, insbesondere spezifische Bahnführungen in einem Speicher in der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 abgelegt und abrufbar. Ist die Signalleitung 09 entsprechend, beispielsweise als breitbandiger Bus oder breitbandiges Netzwerk, ausgeführt, so kann die Information über den jeweils vorgegebenen und festgelegten Offset ΔΦi sowie die „rotierende" Leitachsposition Φ ggf. über die gemeinsame Signalleitung 09 erfolgen. Die Signalleitung 09 kann auch zusätzlich jeweils mit einem Steuersystem 24 verbunden sein, welches beispielsweise die von den Antriebsmotoren M verschiedenen Stellglieder und Antriebe der Druckeinheiten 02 bzw. Druckwerke 03 bzw. Falzapparate 06, z. B. Farbzuführung, Stellbewegungen von Walzen und/oder Zylindern, Feuchtwerk, Positionen etc. steuert und/oder regelt (Verbindung strichliiert dargestellt).
Der jeweilige Offset ΔΦi? wird z. B. vor Produktionsbeginn vom Leitstand 10 oder von der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 an die Antriebe 08 überführt und dort gespeichert. In vorteilhafter Ausführung ist der Offset ΔΦi während des Betriebes bzw. der Produktion am Antrieb 08 selbst, insbesondere aber über die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 veränderbar.
Die Offsetwerte ΔΦi?? für die verschiedenen Antriebe 08 können in einer Variante auch in der übergeordneten Antriebssteuerung 13 gespeichert werden. In diesem Fall erhält jeder Antrieb 08 über die Signalleitungen 09; 12 (bzw. in Serie: nur 09) als Vorgabe die Summe aus der rotierenden Leitachspositioπ Φ und dem spezifischen, gespeicherten Offsetwert ΔΦi des jeweiligen Antriebes 08.
So folgen alle Antriebe 08, beispielsweise die Antriebe 08 der beiden ersten z. B. als Drucktürme 01 ausgeführten Einheiten sowie der Antrieb 08 der als Falzapparat 06 ausgeführten Einheit jeweils der rotierenden Leitachsposition Φ aus der übergeordneten Antriebssteuerung 13 mit jeweils einem festgelegten Offsetwerte ΔΦi relativ zur absoluten
Lage der Leitachsposition Φ. Die die Leitachsposition Φ vorgebende Antriebssteuerung 13 fungiert somit als im wesentlichen von den Einheiten unabhängiger Master für alle mit dieser Leitachse a gekoppelten Antriebe 08.
Mit der virtuelle Leitachse a (elektronische Welle) steht nun eine Schaltung 15 in Verbindung, von welcher ein oder mehrere taktförmige Ausgangssignale l(t), z. B. in Form von Impulsfolgen l(t), an Antriebe weiterer Aggregate 19 gegeben werden können. Die Schaltung 15, z. B. als Emulator ausgebildet, wandelt die rotierende Leitachsposition Φ, d. h. das sich zeitlich verändernde Datum für die Winkellage, in eine Impulsfolge. Die Schaltung 15 kann wie in Fig. 1 dargestellt, an ihrem Eingang von der Antriebssteuerung 13 oder der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 aktuelle Werte über die Leitachsposition Φ erhalten und diese in digitale und/oder analoge Impulsfolgen l(t) wandeln und in einem Ausgang ausgeben. Derartige Impulsfolgen l(t) sind in Fig. 6 schematisch dargestellt. Eine Impulsfolge l(t) kann auch wie in Fig. 6 dargelegt einen Satz von korrelierten Impulsfolgen l(t) aufweisen, welche in ihrer Gesamtheit die Richtung einer Bewegung erkennen lassen, die Sicherheit erhöhen und ggf. einen Nullpunkt definieren. So weist das Ausgangssignal l(t) beispielsweise eine Impulsfolge lA(t) sowie deren Invertierung, und eine zeitlich versetzte Impulsfolge lB(t) sowie deren Invertierung auf. Zusätzlich erhält das Ausgangssignal noch ein Signal lc(t) zur Kennzeichnung eines Nullpunktes.
Verschiedene Aggregate 19 und/oder verschiedener Hersteller machen nun Impulsfolgen l(t) mit unterschiedlicher Anzahl von Impulsen pro Umdrehung n/2π bzw. Perioden mit unterschiedlichen Periodenlängen τ und/oder verschiedenen Amplituden I und/oder verschiedener Zusammensetzung eines Satzes von Impulsfolgen ln(t) und/oder das Vorhandensein eines Nullpunktes „0" erforderlich. Die Schaltung 15 weist nun Einstellmöglichkeit für einen oder mehrere der genannten Parameter n/2π, τ, I, lπ(t), „0" auf. Dies kann über eine Schnittstelle mittels eines PC, mittels einer sog. Jumperbox oder aber über die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 erfolgen. Zumindest weist die
Schaltung 15 eine Anpassungsmöglichkeit (bzw. Möglichkeit zur Parametrierung) der inkrementalen Auflösung zwischen der umlaufenden Leitachse a; b und einem Winkellagegeber eines über die Schaltung 15 anzusteuernden Aggregats 19 bzw. dessen Antriebs auf. Diese Parametrierung kann beispielsweise in der Angabe eines Auflösungsverhältnisses, der Angabe eines oder beider Werte von Leitachs- oder Aggregatsauflösung bestehen. Hier ist somit einstellbar, ob ein Winkellagegeber des Aggregates 19 bzw. dessen Antriebsmotors mit beispielsweise 1024 Inkrementeπ je Umdrehung oder einer davon abweichenden Anzahl n, wie z. B. 512 oder 4084, ausgeführt ist. Oder es wird beispielsweise ein Faktor zwischen der Zahl dieser Inkremente und derjenigen, welcher der Leitachse zugrunde liegt, angegeben. In vorteilhafter Weiterbildung weist die Schaltung 15 mehrere Teilschaltungen mit jeweils parametrierbaren Parametern n/2π, τ, I, lπ(t), „0" und mehreren Ausgängen auf. Auf diese Weise sind Impulsfolgen l(t) eines oder mehrerer fiktiver Geber maßgeschneidert für die Antriebe von Aggregaten 19 erzeugbar.
Im Unterschied zu Fig. 1 erfolgt in Fig. 2 bereits in der Antriebssteuerung 13, bzw. einer dort implementierten Schaltung 20, beispielsweise einer Karte, die Wandlung der Leitachsposition Φ in eine erste Impulsfolge l0(t) mit fest definierter Anzahl von Impulsen oder Spannung pro Umdrehung π/2re und Form, welche dem Eingang der Schaltung 15 zugeführt wird. In der Schaltung 15 wird nun anhand der vorliegenden Parameter bzw. Parametersätze n/2π, τ, I, ln(t), „0" das Ausgangssignal l(l) bzw. die Ausgangssignale I(t) erzeugt und dem Aggregat 19 bzw. den jeweiligen Aggregaten 19 zugeführt. Wie in Fig. 2 angedeutet, können diese jeweils individuell parametriert sein.
Für die Übermittlung des jeweiligen Offset ΔΦ, (und ggf. sonstiger relevanter Daten) ist im Unterschied zu Fig. 1 in Fig. 2 eine von der Signalleitung 09 verschiedene Signalleitung 14 vorgesehen. Des weiteren ist für die Verbindung zwischen der Signalleitung 09 und der Signalleitung 12 jeweils ein Kommunikationsknoten 17, z. B. eine untergeordnete Antriebssteuerung 17, vorgesehen.
Die Recheneinheit 13 für die Vorgabe der Leitachsposition Φ ist z. B. über die Signalleitung 14 mit der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 verbunden, von welcher sie beispielsweise wieder Vorgaben im Hinblick auf Produktionsgeschwindigkeit bzw. aktuelle Solldrehzahl erhält. Die jeweils aktuelle Leitachsposition Φ wird nun durch die übergeordnete Antriebssteuerung 13 vorgegeben und in die Signalleitung 09 eingespeist. Von dort wird die Information über die umlaufende Leitachsposition Φ jeweils über die Kommunikationsknoten 17, an die Signalleitung 12 gegeben und dort direkt den für die aktuelle Produktion relevanten Antrieben 08 zugeführt. Ein Kommunikationsknoten 17 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, über die Signalleitung 12, z. B. ein Netzwerk 12 in Ringoder Bustopologie, mit mehreren, jeweils durch einen Antriebsmotor M angetriebene untergeordnete Einheiten, wie z. B. Druckeinheiten 02, Druckwerken 03 oder Zylindern 04, verbunden sein. Die in der Weise über einen Kommunikationsknoten 17 zusammen gefaßten untergeordneten Einheiten werden im folgenden als Gruppe 18 von mechanisch unabhängig voneinander angetriebenen Einheilen bzw. Aggregaten bezeichnet. Die Kommunikationsknoten 17 geben in diesem Fall z. B. die Leitachsposition Φ aus der Signalleitung 09 an die Antriebe 08 aller (im Rahmen der Produktion beteiligten) nachgeordneter Einheiten, z. B. Druckeinheiten 02 oder Druckwerke 03, dieser Gruppe 18 weiter.
Die mittlere Einheit stellt im Beispiel der Fig. 2 eine derartige Gruppe 18 von mehreren Untereinheiten, z. B. zwei Druckeinheiten 02, zwei Druckwerken 03 oder zwei Leitelementen 07 etc. dar, deren Antriebe 08 beide über den Kommunikationsknoten 17 die Leitachsposition Φ erhalten.
In einer ersten Ausführung erfolgt die Übergabe der produktionsspezifischen Offsetwerte ΔΦi von der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 her bzw. vom Leitstand 10 her an die einzelnen Antriebe 08 der Einheiten, wo sie gespeichert und mit der Leitachsposition Φ zusammen weiterverarbeitet werden. Die Übermittlung erfolgt hier z. B.
in Baumstruktur von der Signalleitung 14 über eine gemeinsame Signalleitung 16 je Aggregat (oder sternförmig über mehrere getrennte Signalleitungen 16 je Aggregat) zu den Antrieben 08 hin (durchgezogene Linien).
In einer zweiten Ausführung (strichliiert) erfolgt die Übermittlung des Offset ΔΦ, von der Signalleitung 14 über logische Verbindungen 16' direkt oder indirekt zu den jeweiligen Kommunikationsknoten 17. Die physikalische Ausführung der logischen Verbindungen 16' kann direkt oder indirekt über weitere Verbindungen wie Buskoppler, Bridges etc., oder z. B. über ein in Fig. 1 oder 3 dargestelltes Steuersystem 24, erfolgen. Die Signalleitung(en) 16 können hierbei entfallen. In einer ersten Variante dieser Ausführung wird der spezifische Offset ΔΦi vom Kommunikationsknoten 17 lediglich über die Signalleitung 12 dem entsprechenden Antrieb 08 zugeführt und dort gespeichert.
In einer zweiten, vorteilhaften Variante ist der Kommunikationsknoten 17 als untergeordnete Antriebssteuerung 17 mit einem Speicher und einer eigenen Intelligenz in der Weise ausgeführt, dass dort die für die zugeordneten Antriebe 08 und die spezifische Produktion vorgegebenen Offsetwerte ΔΦi gespeichert werden, und dass den an der Produktion beteiligten Antrieben 08 jeweils an diese adressierte spezifische Leitachspositionen ι' (Φ|' = Φ + ΔΦi ), z. B. als Soll-Winkellage Φι' durch die untergeordnete Antriebssteuerung 17 zugeführt werden. Der angegebene Zusammenhang soll hier und im folgenden lediglich das Prinzip verdeutlichen. Selbstverständlich sind beim Folgen der spezifischen Leitachsposition Φι' die Umfange der anzutreibenden Aggregate etc. zu berücksichtigen, so dass ein realer Zusammenhang z. B. weitere aggregatspezifische Faktoren aufweist.
Die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 steht somit einerseits über die übergeordnete Antriebssteuerung 13, die Signalleitung 09 (Quer-Kommunikation), den jeweiligen Kommunikationsknoten 17 sowie die Signalleitungen 12, z. B. Busse 12, in Verbindung zu den Antrieben 08. Auch Informationen über die Konfiguration (Zukupplung
von Druckeinheiten 02 und/oder Druckwerken 03) oder die gemeinsame Produktionsgeschwindigkeit können auf diesem Weg ausgetauscht werden.
Die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 übergeordnete Antriebssteuerung 13 steht zur Übermittlung der Information zum spezifischen Offset ΔΦ, wie oben beschrieben entweder über die Signalleitung 14 und die Signalleitungen 16 oder aber über die Signalleitung 14, die logische Verbindung 16', die Kommunikationsknoten 17 und die Signalleitungen 12 mit den entsprechenden Antrieben 08 in Verbindung.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Antriebsmotoren M der Gruppe 18 untereinander und mit der untergeordneten Steuerung 17 verbunden. Die untergeordneten Steuerungen 1 der Gruppen 18 oder Einheiten sind über mindestens eine Signalleitung 09 miteinander und mit der übergeordneten Antriebssteuerung 13 verbunden. Zusätzlich ist hier die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 zur Übermittlung der spezifischen Offsetwerte ΔΦi über mindestens eine Signalleitung 14 mit den Antrieben 08 bzw. den Kommunikationsknoten 17 verbunden.
Die Signalleitung 09 ist in vorteilhafter Ausführung als echtzeitfähige Verbindung 09 mit festem Zeitrahmen für echtzeitrelevante Daten und deterministischem Zβitvβrhalten, z. B. als Arcnet, ausgebildet. Die Verbindung 09 kann zusätzlich einen Kanal aufweisen, in welchem beispielsweise nicht echtzeitrelevante Daten, wie z. B. die Übermittlung der spezifischen Offsetwerte ΔΦi gemäß der Ausführung nach Fig. 1 und/oder Informationen über die Konfiguration, Produktionsgeschwindigkeit etc. gemäß der Ausführung nach Fig. 1 übertragen werden.
Auch die Signalleitung 12 ist in vorteilhafter Ausführung als echtzeitfähige Verbindung 12 mit festem Zeitrahmen für echtzeitrelevante Daten und deterministischem Zeitverhalten, z. B. als Arcnet, ausgeführt. Die Verbindung 12 kann zusätzlich einen Kanal aufweisen, in welchem beispielsweise nicht echtzeitrelevante Daten, wie z. B. die Übermittlung des
Offset ΔΦi und/oder Informationen über die Konfiguration, Produktionsgeschwindigkeit etc. übertragen werden.
Die Signalleitung 14 und 16 ist vorzugsweise als Netzwerk 14, 16 oder als Teil eines Netzwerkes 14, 16 ausgebildet. Dieses Netzwerk 14, 16 kann in vorteilhafter Ausführung wieder als Netzwerk 14, 16 nach einem deterministischem Zugriffsverfahren, z. B. als Arcnet, arbeiten. Das Netzwerk 14, 16 kann jedoch auch als schnelles Netzwerk 14, 16 mit stochastischem Zugriffsverhalten, z. B. als Ethernet, ausgeführt sein. Die Datenübertragung sollte jedoch zumindest im Halb-Duplex-Betrieb möglich sein.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei die virtuelle Leitachse durch eine der vormals „untergeordneten" Antriebssteuerungen 17 als sog. Master vorgegeben wird. Dies ist beispielsweise die Antriebssteuerungen 17 des Falzapparates 06. Wieder kann, wie in Fig. 1 dargestellt, dem Eingang der Schaltung 15 die Leitachsposition Φ zugeführt werden, welche diese in beschriebener Weise wandelt. In einer strichliiert dargestellten Variante wird dem Eingang der Schaltung 15 bereits eine gewandelte definierte Impulsfolge l0(t) zugeführt, welche in der Antriebssteuerung entsprechend erzeugt wurde.
Die Leitachsposition Φ oder die gewandelten Impulse können jedoch auch von anderen Stellen der virtuellen Leitachse a; b oder einer anderen Antriebssteuerung 1 der Schaltung 15 zugeführt werden.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel für den Antrieb einer Druckmaschine mit mehreren, hier drei, Drucktürmen 01 , welche jeweils mehrere Druckwerke 03, hier Doppeldruckwerke 03, aufweisen. Die Druckwerke 03 eines Druckturms 01 bilden zusammen mit ihren Antrieben 08 und den Motoren M eine Gruppe 18, insbesondere eine Druckstellengruppe 18, welche über die untergeordnete Antriebssteuerung 17 dieser Gruppe 18 mit der Signalleitung 09 verbunden ist. Die Antriebssteuerung 13 kann jedoch auch Untergruppen 02 von Druckwerken 03, z. B. Druckeinheiten 02, oder andere Teilungen mit zugeordneten
Antrieben 08 verwalten. Mit dieser Signalleitung 09 sind auch weitere, eine eigene untergeordnete Antriebssteuerung 17 aufweisende Einheiten, z. B. ein oder mehrere Leitelemente 07 und/oder ein oder mehrere Falzapparate 06 verbunden. Die Signalleitung 09 ist hier vorteilhaft in Ringtopologie, insbesondere als Doppelring, ausgeführt und weist eine oder mehrere der oben zu Fig. 2 genannten Eigenschaften auf.
In Fig. 4 steht jeweils eine Schaltung 15 mit einer übergeordneten Antriebssteuerung 13 in Verbindung, von welcher sie die Leitachsposition Φa; Φb oder bereits die Impulsfolge l0(t) erhält. Es ist auch möglich eine Schaltung 15 mit der gemeinsamen Signalleitung 09 zu verbinden, wobei die Schaltung 15 (bzw. deren einzelnen untergeordneten Schaltkreise für verschiedene Ausgänge) dann der einen oder der anderen Leitachse a; b zuordenbar ist. Dies kann dann ebenfalls über eine Parametrierung für den einzelnen Ausgang bzw. die einzelnen Ausgänge erfolgen.
Die Signalleitung 09 ist mit mehreren, hier zwei, übergeordneten Antriebssteuerungen 13 verbunden, welche jeweils voneinander verschiedene Signale einer jeweiligen Leitachsposition Φa; Φb einer Leitachse a; b in die Signalleitung 09 einspeisen können. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn die Druckmaschine bzw. deren Drucktürme 01 und/oder Druckeinheiten 02 und/oder Druckwerke 03 und die zugehörigen Falzapparate 06 sowie Leitelemente 07 mehreren, getrennt oder gemeinsam betreibbaren Sektionen 21 ; 22 zuordenbar sein sollen. Es können jedoch Produktionen und Bahnführungen die in Fig. 4 durch eine strichliierte Linie angedeutete Sektionstrennung überschreiten und aus Druckeinheiten 03 der einen, in Druckeinheiten 03 der anderen und/oder den Falzapparat 06 der anderen Sektion 21 ; 22 geführt werden. Die einzelnen Drucktürme 01 sind beispielsweise verschiedenen Falzapparaten 06 zuordenbar. Auch innerhalb eines Druckturmes 01 sind Untergruppen, z. B. Druckeinheiten 03, verschiedenen Bahnen mit unterschiedlichen Bahnführungen zuordenbar, welche auf einen gemeinsamen oder gar auf verschiedene Falzapparate 06 geführt werden können. Die Sektionen 21 ; 22 sind logisch somit nicht als starre Einheiten zu verstehen.
Die übergeordneten Antriebssteuerungen 13 beziehen ihre Vorgaben bezüglich Ausgangspunkt und Produktionsgeschwindigkeiten der jeweiligen Sektion 21 ; 22 und/oder Bahnführung von einer jeweils zugeordneten Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 , welche wiederum mit mindestens einem Leitstand 10 verbunden sind. In einer vorteilhaften Ausführung sind die beiden Rechen- und Datenverarbeitungseinheiten 11 über die Signalleitung 14 miteinander und mit einer weiteren Signalleitung 23, z. B. Netzwerk 23, verbunden, welche mehrere, hier zwei, Leitstände 10 miteinander verbindet. Dieses Netzwerk 23 kann in vorteilhafter Ausführung als schnelles Netzwerk 23 nach einem stochastischen Zugriffsverfahren, z. B. als Ethernet, arbeiten.
Die für die einzelnen Antriebe 08 relevanten Offsetwerte Δ i werden für die beireffende Produktion von der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 bzw. den Rechen- und Datenverarbeitungseinheiten 11 über die Signalleitung 14 den dem jeweiligen Antrieb 08 zugeordneten untergeordneten Antriebssteuerungen 1 zugeleitet und in vorteilhafter Ausführung wie zu Fig. 2 beschrieben dort gespeichert und mit der Leitachsposition Φa; Φb zu den Leitachspositionen φ' verarbeitet. Sind Untergruppen, z. B. Druckeinheiten 03, einer Gruppe 18, z. B. eines Druckturms 01 , zwei verschiedenen Bahnen zugeordnet, so verarbeitet die untergeordnete Antriebssleuerung 17 jeweils die für den betreffenden Antrieb 08 zugeordnete Leitachsposition Φa; Φb der Leitachse a oder b, je nach Zugehörigkeit der betreffenden Druckstelle zu der einen oder anderen Bahn, mit dem für diese Bahnführung vorgegebenen Offsetwert ΔΦi.
Die Übermittlung an die untergeordneten Antriebssteuerungen 17 erfolgt in diesem Beispiel jedoch nicht direkt, sondern über ein Steuersystem 24, welches der jeweiligen Gruppe 18 bzw. der eine eigene untergeordnete Antriebssteuerung 1 aufweisende Einheit, z. B. Falzapparat 06, zugeordnet ist. Das Steuersystem 24 steuert und/oder regelt beispielsweise die von den Antriebsmotoren M verschiedenen Stellglieder und Antriebe der Druckeinheiten 02 bzw. Druckstellengruppen 18 bzw. Druckwerke 03 bzw.
Falzapparate 06, z. B. Farbzuführung, Stellbewegungen von Walzen und/oder Zylindern, Feuchtwerk, Positionen etc. Das Steuersystem 24 weist eine oder mehrere (insbesondere speicherprogrammierbare) Steuereinheiten 26 auf. Diese Steuereinheit 26 ist über eine Signalleitung 27 mit der untergeordneten Antriebssteuerung 17 verbunden. Im Fall mehrerer Steuereinheiten 26 sind diese durch die Signalleitung 27 auch untereinander verbunden.
Das Steuersystem 24 bzw. deren Steuereinheit(en) 26 ist/sind in vorteilhafter Ausführung durch nicht dargestellte Koppler, z. B. Buskoppler, lösbar mit der Signalleitung 14 verbunden. Hierdurch ist die Gruppe 18 prinzipiell für sich abgeschlossen betreibbar, wobei die Steuerung der Antriebe 08 über den Strang der untergeordneten Antriebssteuerung 17 mit Signalleitung 12 und die Steuerung der weiteren Funktionen der Gruppe 18 über den Strang des Steuersystems 24 erfolgt. Sollwerte sowie Istwerte und Abweichungen sind über den Koppler ein- bzw. ausgebbar. Die untergeordnete Antriebssteuerung 17 übernimmt in diesem Fall die Vorgabe einer Leitachsposition Φ. Aus diesem Grund und aus Gründen der Redundanz ist es vorteilhaft, wenn alle untergeordneten Antriebssteuerungen 17 mit der Möglichkeit zur Erzeugung und Vorgabe einer Leitachsposition Φ ausgebildet sind.
Die Offsetwerte ΔΦ, werden in der Ausführung nach Fig. 4 somit von der Signalleitung 14 über das jeweilige Steuersystem 24 der betreffenden untergeordneten Antriebssteuerung 17 zugeführt. Wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 beschrieben, können die Offsetwerte ΔΦ| alternativ von dort an die Antriebe 08 gegeben und dort gespeichert und verarbeitet werden.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 4 kann die übergeordnete Antriebssteuerung 13 entfallen, wenn z. B. eine oder mehrere Gruppen 18 bzw. eine der eine eigene untergeordnete Antriebssteuerung 17 aufweisenden Einheiten (z. B. Falzapparat 06) eine untergeordnete Antriebssteuerung 17 aufweist. Die virtuelle
Leitachse bzw. Leitachsposition Φ ist dann z. B. von einer der Antriebssteuerungen 17 vorgebbar. In diesem Fall bezieht die Schaltung 15 wieder ihr Eingangssignal (Leitachsposition Φ oder gewandelte Impulsfolge l0(t)) entweder von der Signalleitung 09 oder von der betreffenden Antriebssteuerung 17.
In den beschriebenen Ausführungen wird mindestens eine Leitachsposition Φ; Φa; Φb durch mindestens eine Antriebssteuerung 13; 17 oder eine Einheit vorgegeben, an welcher bzw. an welchen sich die Antriebe 08 der verschiedenen mechanisch voneinander unabhängig angetriebenen Einheiten in ihrer Lage orientieren. Jedem dieser Antriebe 08 ist ein spezifischer Offsetwerte ΔΦ, zuordenbar, welcher jeweils die relative Soll-Lage zur Leitachsposition Φ; Φa; Φb der zugewiesenen Leitachse a; b ausdrückt. So werden beispielsweise für eine bestimmte Produktion sämtlichen mechanisch voneinander unabhängigen Antrieben 08 der Drucktürme 01 (bzw. Druckeinheiten 02 bzw. Druckwerke 03) sowie dem zugeordneten Antrieb 08 des Falzapparates 06 und ggf. Leiteinrichtungen 07 jeweils spezifische Offsetwerte ΔΦ| im Bezug auf die für die Produktion relevante Leitachse a; b zugeordnet. Bezieht die Leitachse a; b ihre Leitachsposition Φ; Φa; Φb anfänglich oder auch im weiteren Verlauf von einer der Einheiten, z. B. vom Falzapparat 06, so wird den übrigen Einheiten ein spezifischer Offsetwerte ΔΦi zugeordnet.
Diese Offsetwerte ΔΦi beruhen im wesentlichen auf rein geometrischen Verhältnissen. Zum einen sind sie von der gewählten Bahnführung, d. h. vom Bahnweg zwischen den einzelnen Einheiten abhängig. Zum anderen können sie von einer zufälligen oder gewählten Nulllage des einzelnen Antriebs 08 abhängen. Letzteres entfällt für den einzelnen Antrieb 08, wenn dessen definierte Nulllage mit der Null-Lage der Leitachse a; b zusammen fällt oder die Leitachse a; b ihre Lage von dieser Einheit bezieht.
Die z. B. in mm ermittelte Wert für den Offset ΔΦi der einzelnen Antriebe 08 der
Druckwerke 03 und des Falzapparates 06 werden am Leitstand 10 oder in der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 abgespeichert. Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn dieser Satz von Offsetwerten ΔΦi (z. B. in mm) mit Bezug zu Daten für die spezifische Bahnführung abgespeichert werden bzw. umgekehrt.
Zur Automatisierung können die manuell ermittelten Offsetwerte ΔΦi abhängig von der Bahnführung über den Leitstand 10 gespeichert und bei Wiederholung dieser Produktion abgerufen und erneut über den o. g. Weg an die Antriebe 08 weitergeleitet werden.
Wird die Druckmaschine bzw. die betreffende Einheit nun gefahren, so folgen die mit der Leitachse a; b über die Winkellagen gekoppelte Antriebe 08 mit ihrer Null-Position plus addiertem Offset ΔΦi der Leitachsposition Φ; Φa; Φb und haben somit immer die richtige Lage. Den nicht direkt gekoppelten Antrieben 19 wird die gewandelte Impulsfolge l(t) aus der Schaltung 15 zugeführt.
Fig. 5 stellt schematisch diesen Sachverhalt dar, wobei die dem Druckwerk 03 und dem Falzapparat 06 gemeinsame Leitachse a; b die Leitachsposition Φ; Φa; Φb, das Druckwerk 03 bzw. der dieses antreibende Antrieb 08 die Lage Φ + ΔΦD j, also der Summe aus der Leitachsposition Φ; Φa; Φb und dem für das j-te Druckwerk 03 spezifischen Offset ΔΦDWJ (bei dieser Bahnführung), und der Falzapparat 06 bzw. dessen Antrieb 08 die Lage Φ + ΔΦFAI«, also der Summe aus der Leitachsposition Φ; Φa; Φb und dem für den k-ten Falzapparat 06 spezifischen Offset ΔΦFAk (bei dieser Bahnführung). Die Zusammenhänge stellen wie oben bereits erläutert das vereinfachte Prinzip ohne weitere aggregatspezifische Faktoren dar. Die Schallung 15 erhält wie oben dargelegt entweder die Leitachsposition Φ; Φa; Φb oder eine bereits gewandelte Impulsfolge l0(t) und erzeugt an ihrem Ausgang bzw. ihren Ausgängen entsprechende Ausgangssignale l(t) für das Aggregat 19 bzw. die Aggregate 19 mit entsprechender Parametrierung.
In vorteilhafter Ausführung ist eine Korrektur des jeweiligen Offset ΔΦi und/oder eine Parametrierung auch im Fortdruck bzw. bei laufender Maschine am Leitstand 10 oder/und der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 bzw. an der Schaltung 15 möglich.
Bezugszeichenliste
01 Einheit, Druckturm
02 Einheit, Druckeinheit, Untergruppe
03 Einheit, Druckwerk, Doppeldruckwerk
04 Einheit, Zylinder, Formzylinder
05 -
06 Einheit, weiterverarbeitende; Falzapparat
07 Einheit, Leitelement
08 Antrieb, Regler
09 Signalleitung, Verbindung, Netzwerk
10 Bedieneinheit, Leitstand
11 Rechen- und Datenverarbeitungseinheit, Rechner
12 Signalleitung, Netzwerk, Busse
13 Recheneinheit, übergeordnete Antriebssteuerung
14 Signalleitung, Netzwerk
15 Schaltung, zweite
16 Signalleitung, Verbindung, Netzwerk
17 Kommunikationsknoten, untergeordnete Antriebssteuerung
18 Gruppe, Druckstellengruppe
19 Aggregat
20 Schaltung, erste
21 Sektion
22 Sektion
23 Signalleitung, Netzwerk
24 Steuersystem
25 -
26 Steuereinheit
27 Signalleitung
16' logisch Verbindung
i(t) Impulsfolge, Ausgangssignal lo(t) Impulsfolge, Ausgangssignal ln(t) Impulsfolge (t) Impulsfolge t(t) Impulsfolge lc(t) Signal
Φ Leitachsposition
Φa Leitachsposition
Φb Leitachsposition
ΔΦi Offset, Offsetwert, Winkelversatz
ΔΦDWI Offset, j-tes Druckwerk
ΔΦFAIS Offsei, k-ter Falzapparat
Φ spezifische Leitachsposition l" Leitachsposition, Soll-Winkellage
a Leitachse b Leitachse
M Antriebsmotor

Claims

Ansprüche
1. Antriebsvorrichtung einer Druckmaschine mit mindestens einer virtuellen Leitachse (a; b) zur Vorgabe einer Soll-Winkellage (φ') eines Antriebes (08) wenigstens einer durch einen eigenen Antriebsmotor (M) angetriebenen Einheit (01 ; 02; 03; 04; 06; 07), wobei mit der Leitachse (a; b) mindestens eine Schaltung (15; 20) in Verbindung steht, mittels welcher das sich zeitlich verändernde Datum für die Winkellage einer Leitachsposition (Φ) in eine Impulsfolge (l(t); l0(t)) als Ausgangssignale (l(t); l0(t)) wandelbar ist und wobei die Schaltung (15; 20) im Hinblick auf die Anzahl von Impulsen pro Umdrehung (n/2π) parametrierbar ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsfolge (l(t); l0(t)) einem Antrieb eines Aggregates (19) zugeführt wird, welches unabhängig vom Antrieb (08) der mit der Leitachse (a; b) gekoppelten Einheit (01 ; 02; 03; 04; 06; 07) angelrieben ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung mehrere Teilschaltungen aufweist, mittels denen mehrere Impulsfolgen (l(t)) als Ausgangssignale (l(t)) an mehreren Ausgängen erzeugbar sind.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (15; 20) bzw. die Teilschaltung bezüglich weiterer Parameter (n/2π,τ, I, ln(t), „0") einstellbar ausgeführt ist, welche die Gestalt des Ausgangssignals (l(t)) betreffen.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (15; 20) bzw. die Teilschaltung als Emulator-Schaltung ausgebildet ist.
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (15; 20) bzw. die Teilschaltung an ihrem Eingang von einer Antriebssteuerung (13) oder einer Rechen- und Datenverarbeitungseinheit (11) der Druckmaschine die aktuelle Leitachsposition (Φ) erhält.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (15; 20) als Client an ein die Leitachsposition (Φ) führendes Netzwerk (09) angebunden ist und an ihrem Eingang deren Winkellage erhält.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine die Leitachsposition (Φ) vorgebende Antriebssteuerung (13) vorgesehen ist, die mindestens eine Schaltung (15; 20) aufweist.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Wandlung eine erste und mindestens eine zweite Schaltung (20; 15) vorgesehen sind.
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Leitachsposition (Φ) vorgebende Antriebssteuerung (13; 17) eine erste Schaltung (20) aufweist, mittels welcher eine Wandlung des sich zeitlich verändernde Datum der Leitachsposition (Φ) in eine erste Impulsfolge (l0(l)) mit fest definierter Anzahl von Impulsen pro Umdrehung (n/2π) der Leitachse (a; b) erfolgt.
11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang der ersten Schaltung (20) mit dem Eingang einer zweiten Schaltung (15) in Verbindung steht, mittels welcher die erste Impulsfolge (l0(t)) anhand von die Gestalt beeinflussenden Parametern (n/2π, τ, I, ln(t), „0") in ein neues impulsförmiges Ausgangssignal (l(t)) wandelbar ist.
12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3 und 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schaltung (15) mehrere Teilschaltungen aufweist, mittels denen mehrere voneinander verschiedene Impulsfolgen (l(t)) als Ausgangssignale (l(t)) an mehreren Ausgängen erzeugbar sind.
13. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter (n/2π, τ, I, ln(t), „0") der Schaltung (15) bzw. deren Teilschaltungen einstellbar sind.
14. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (l(t)) im Hinblick auf die Anzahl von Ausgangsimpulsen pro Umdrehung (n/2π) der Leitachse (a; b) parametrierbar ist.
15. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (15; 20) im Hinblick auf die Anzahl von Impulsen pro Umdrehung (n/2π) eines mittels der Schaltung (15; 20) anzusteuernden Aggregates (19) parametrierbar ist.
16. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (l(t)) im Hinblick auf eine Höhe seiner Amplitude (l) parametrierbar ist.
1 . Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , 3, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gewandelte Impulsfolge (l(t)) am Ausgang der Schaltung (15; 20) als digitales Ausgangssignal (l(t)) vorliegt.
18. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, 3, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gewandelte Impulsfolge (l(t)) am Ausgang der Schaltung (15; 20) als analoges Ausgangssignal (l(t)) vorliegt.
19. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, 3, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (l(t)) an einem Ausgang einen Satz von korrelierten Impulsfolgen (lA(t); lB(t); lc(t)) aufweist.
20. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (15; 20) zur Einstellung der Parameter (n/2π, τ, I, ln(t), „0") mit einer Recheneinheit (11) lösbar verbunden ist.
21. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leitachsposition (Φ) von einer Antriebssteuerung (13; 17) vorgegeben ist.
22. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die die Leitachsposition (Φ) vorgebende Antriebssteuerung (13; 17) als unabhängiger Master für alle mit dieser Leitachse (a; b) gekoppelten Antriebe (08) ausgeführt ist.
23. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die die Leitachsposition (Φ) vorgebende Antriebssteuerung (1 ) als Antriebssteuerung (17) eines Falzapparates (06) ausgeführt ist.
24. Verfahren zur Steuerung eines Aggregates einer Druckmaschine mit mindestens einer virtuellen Leitachse (a; b) zur Vorgabe einer Soll-Winkellage (Φi') eines Antriebes (08) wenigstens einer durch einen eigenen Antriebsmotor (M) angetriebenen Einheit (01 ; 02; 03; 04; 06; 07), wobei mittels mindestens einer mit der Leitachse (a; b) in Verbindung stehenden Schaltung (15; 20) das sich zeitlich verändernde Datum für die Winkellage einer Leitachsposition (Φ) in eine Impulsfolge (l(t); l0(t)) umgewandelt und als Ausgangssignale (l(t); l0(t)) dem Aggregat (19) zugeführt wird, und wobei eine inkrementale Auflösung zwischen der umlaufenden Leitachse (a; b) und einem Winkellagegeber eines über die Schaltung (15; 20)
anzusteuernden Aggregates (19) bzw. dessen Antriebsmotors über eine Parametrierung der Schaltung vorgenommen wird.
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