WO2005016806A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung des schnittregisters bei einer rollendruckmaschine mit mehrbahnigem betrieb - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur regelung des schnittregisters bei einer rollendruckmaschine mit mehrbahnigem betrieb Download PDF

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WO2005016806A1
WO2005016806A1 PCT/EP2004/008751 EP2004008751W WO2005016806A1 WO 2005016806 A1 WO2005016806 A1 WO 2005016806A1 EP 2004008751 W EP2004008751 W EP 2004008751W WO 2005016806 A1 WO2005016806 A1 WO 2005016806A1
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Günther BRANDENBURG
Stefan Geissenberger
Andreas Klemm
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Man Roland Druckmaschinen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for regulating the cutting register in a web- fed rotary printing press ⁇ with multi-web operation.
  • 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 is carried out at a constant web speed.
  • the leads are (Speeds) of terminal points changed, both interventions taking place simultaneously and ensuring stable overall control through decoupling measures. This was previously not possible with the prior art.
  • the solution according to the invention does not require an additional mechanical web guiding element in the form of an adjusting roller.
  • Existing, non-printing traction units are used to correct the cutting register, e.g. B. the cooling unit, tension rollers in the fold structure, the former roller or other tension units lying in the path between the last printing unit and knife cylinder, which are preferably driven by means of variable-speed individual drives.
  • the parameters entering the cutting register control system are largely independent of the properties of the rotary printing press. Furthermore, the cutting register accuracy and the control speed (rise and fall time) can be increased significantly by the new method, whereby the number of paper copies is considerably reduced.
  • suitable image information or measuring marks for at least one of the webs for the cutting register error is measured with the aid of at least one sensor and is available for controlling the total register error of all webs, the actual value being used for the regulation of the total cutting register error of all webs either the measured register error of the at least one web is used directly or from this Register error an average value for the total cutting register error of all webs is calculated or estimated, and that in order to correct the so-called register error of all webs either the speed of at least one clamping point in front of the knife cylinder and / or the position of the knife cylinder is changed so that the total Register errors of all webs are corrected to the specified target value in accordance with the actual value.
  • Either at least one mathematical model and / or measured and stored data are used to calculate or estimate the actual value necessary for controlling the total register error of all the webs, the mathematical models being used as filters, observers, etc. and / or as curves, tables and Characteristics in the form of algorithms and / or data are implemented in a computing and / or control device. It is significant that the method can be used both for part-width and full-width webs or a combination of part-width and full-width webs, in particular for web bundles.
  • At least one web tensile force F k _ hk to be controlled is measured at least on one of the webs at or in front of a clamping point k, the clamping point k being in front of the knife cylinder, and that this
  • Command values of clamping points - whereby the command values are peripheral speeds of non-printing clamping points and / or angular positions of printing clamping points and / or the mass flow supplied to the system, which is set by the peripheral speeds of winding devices with the help of dancer or pendulum rollers or traction control loops - independently of one another , ie decoupled in the control-technical sense, by means of control loops on the basis of corresponding setpoints Y * iw , F k _ uk w , so that the web tension assumes its setpoint, which is in a prescribed range, and the cutting register error is corrected to its specified setpoint.
  • the actual value for the regulation of the total cutting register error of all webs is determined either from at least one web or at least one bundle of webs or from all webs.
  • Control circuits in particular in a cascade structure, are provided to influence partial register errors and the total register error with the aid of the speeds (leads) or angular positions of the clamping points.
  • the motors of the driven clamping points are equipped with a current, angular velocity and possibly an angle control loop.
  • a partial register error Y * 3 is always controlled at a clamping point 3 with a controller on at least one of the tracks, to which the angular velocity control loop and, if present, the angular control loop of the clamping point 3 is subordinate (see FIGS. 2 to 9).
  • the regulation of the total cutting register error IJ. all railways is either using the
  • the position of the knife cylinder is changed by means of a register control loop associated with it, to which an angle control loop and a speed control loop are subordinate, or the funnel roller or other suitable additional clamping points take over the correction of the total cutting register error with the aid of their peripheral speeds.
  • a register control loop associated with it, to which an angle control loop and a speed control loop are subordinate, or the funnel roller or other suitable additional clamping points take over the correction of the total cutting register error with the aid of their peripheral speeds.
  • Either the register errors of the individual webs or web bundles measured in front of or on the knife cylinder or a mean value calculated therefrom serve as actual values.
  • Another register control loop can be superimposed on the register control loop of terminal point 3.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method for regulating the cutting register on a rotary printing press, the clamping points K, to K s of which can be driven independently of one another with drive motors with associated current, speed and optionally angle control, and in which the cutting register Y S and / or related more partial register deviations Y * 3, Y *, Y k * on or before a knife cylinder K% and / or before or at one or more this blade cylinder K s upstream clamping points K, through K 6, K t, K k can be detected by means of at least one sensor via a certain image information or measuring marks of the printed webs, the web tensile forces F Jk can be detected by means of at least one further sensor and these register deviations Y ⁇ , y, Y k * and web tensile forces F Jk detected by the sensors to influence the cutting register error y 18 of a regulating and / or control device for changing angular positions or peripheral speeds v, to v 8>
  • the unwinding devices ( ⁇ 0 ) can be controlled by means of dancer rollers or web tension control loops in such a way that the unsteady and stationary mass flow introduced into the relevant system can be changed by means of their peripheral speeds with the aid of dancer rollers or web tension control loops.
  • the regulating and / or control device are implemented as central computers, preferably in the control center, or as embedded computers, preferably in control or regulating cabinets, or functionally decentralized in the respective converter devices, and all information (actual values, setpoints, regulating algorithms) is generated in real time processed.
  • Fig. 1 nip diagram of a rotary printing press with controlled drives
  • Fig. 2 arrangement for regulating the cutting register in multi-lane operation
  • system 1 arrangement for regulating the cutting register in multi-lane operation
  • Fig. 3 arrangement for controlling the cutting register in multi-lane operation
  • system 2 arrangement for controlling the cutting register in multi-lane operation
  • Fig. 8 Arrangement for regulating the cutting register and a web tension in multi-lane operation, system 7, and
  • Fig. 9 Arrangement for regulating the cutting register and a web tension in multi-web operation, in particular with several web bundles, system 8.
  • the task then is to check the total cutting register error of all paths on the common knife cylinder and, if possible, to set it to the predetermined value, for example zero.
  • the predetermined value for example zero.
  • a single web printing machine is assumed in which a web that is full width in front of a turning unit is cut, continued in the form of partial webs (strands), bundled on a former roller, folded in the longitudinal direction in the former and cut by a common knife cylinder.
  • the web bundle is characterized in that the strand lying in front of the hopper roller normally envelops the longitudinally folded webs. This is assumed in the following. Otherwise, the statements for top and bottom web are to be changed accordingly. The task is to minimize the armature cut register error of the web bundle.
  • the invention is first described using the example of two part-width webs (strands BU, BO) guided over a former 7 (systems 1 to 7 according to FIGS. 2 to 8).
  • strands BU, BO two part-width webs guided over a former 7
  • the invention is not intended to be limited only to this application, since it can also be any number of web strands as they are 2 and 3, 8 and 9 are indicated, but have been omitted from the remaining figures for reasons of clarity, and in general are several bundles of trains (cf. FIG. 9).
  • the four-roll system of FIG. 1 is a simplified form of a rotary printing press, in particular a web offset printing press.
  • nip point 0 K 0
  • all printing units are combined.
  • a dancer roller or a tension control circuit for specifying the web tension E 01 as an abbreviated representation of the facility for setting the
  • nip 2 (K 2 ) stands for the cooling unit, in between there is a dryer T if necessary
  • nip 3 (K 3 ) stands for the turning unit
  • nip 4 (K A ) for the folding unit with the knife cylinder determining the cut.
  • the system behind the clamping point 3 (K 3 ) is shown in more detail in FIGS. 2 to 8.
  • the sizes v are the
  • the total cutting register error Y ⁇ s can be measured in front of or on the knife cylinder on the upper, enveloping web (sensor SO, see FIG. 2) and stands as
  • the register error Y u or y 18 that is to say generally Y ln at the clamping point n (K n ), the knife cylinder (cf. FIGS. 2 to 8), is referred to as an overall cutting register error or, in short, as a cutting register error.
  • a previous register error y, * measured at a non-printing nip i, is called partial cut register error, short partial register error.
  • a partial cutting register error Y * measured at the clamping point i (K l ) or between two clamping points i-1 (-, _ admir) and i (K t ), is the positional deviation of a point printed by the clamping point 1 from the measuring point in the case of a transient one Movement at a point in time at which he would reach this measuring location with stationary movement.
  • This definition is a continuous quantity. This specifically results in the deviation of the target cutting line at the measuring location as a time-discrete variable.
  • the total cutting register error Y ln is the deviation of the cutting line lying between two printed images from its correct position at the time of the cutting point n (K n ), based on the clamping point 1 (K,).
  • the system of FIG. 1 is understood as a mechanical controlled system with associated actuators (controlled drives).
  • the two control variables are, for example, the partial cutting register error y, * and the web tension F 23 .
  • the leading values are, for example, the lead of the clamping point 3 [K 3 ) and the lead or position of the clamping point 1 (K,). Through appropriate control loops these quantities can be predefined independently of one another in accordance with the setpoint values set.
  • the actuators form the regulated drive motors to M (see FIG. 1) or j to 8 (see FIG. 2).
  • the input variables * "shown in FIG. 1 stand for the angular velocity (speed) or angular setpoints of the controlled drives M, through 4 .
  • Fig. 2 (system 1), like all the following, begins with the clamping point 3, and the further system configuration is shown up to the knife cylinder as a basic device plan. Shortly before the nip point 3, the full-width web is cut lengthwise into two web lines BO and BU. The strands (BO, BU) are brought together in the hopper roller 6 after passing through the turning unit 4. Further railways BE can run into these. The setting roller 5 is used for presetting the cutting register of the lower partial web. Both merged webs run through the funnel 7 and the subsequent roller pairs to the knife cylinder 8. After cutting and folding, the finished copies leave the printing press.
  • the clamping points 3 and 6 are driven by electrical drives, which are regulated in the current and in the speed (angular speed). They can also be equipped with an overlaid angle control. In particular, the drive of the clamping point 8 is regulated by flow, speed and angle
  • the cutting register error is measured immediately in front of the knife cylinder 8 and corrected by the angular position of the knife cylinder 8. It is possible that
  • register error y 18 is measured using sensor SO shortly before or on knife cylinder 8, via which
  • the register controller specifies a position setpoint Sw for the angle controller 8.2.
  • mean value generator calculates the mean value for the different register positions of the web strands.
  • Angular control loop compensated. Because of the measurement immediately in front of the knife cylinder, the run times are minimal. The shortest adjustment times can be achieved with the individual drive of the knife cylinder 8.
  • the possibility is provided to connect a corrective movement of the clamping point 3 (K 3 ), that is to say the associated change in the angular velocity ⁇ 3 ⁇ , to the angular velocity setpoint ⁇ 6w .
  • This measure serves to pre-control the clamping point 6 (K 6 ) in order to partially or completely switch off the path time constant between clamping points 3 (K 3 ) and 6 (K 6 ).
  • a filter F 63 takes into account empirically obtained modifications of the Feedforward control that can be caused, for example, by sliding slip of the clamping point 6 (K 6 ).
  • the adjusting roller 5 is used to preset the cutting register Y * of the lower web
  • the adjusting roller 5 would also have to be equipped with a high-quality, dynamically fast, position-controlled servo drive.
  • the knife cylinder is only angle-controlled.
  • the clamping point 3 with its existing drive is used to control the cutting register.
  • the error Y can also take the place of y ⁇ 8 .
  • the possibility is provided to connect a correcting movement of the clamping point 3 (K 3 ), that is to say the associated change in the angular velocity ⁇ w, to the angular velocity setpoint ⁇ 6w .
  • This measure serves to pre-control the clamping point 6 ⁇ K 6 ) in order to partially or completely switch off the path time constant between clamping points 3 (K 3 ) and 6 (K 6 ).
  • a filter E 63 takes into account empirically obtained modifications to the precontrol, which can be caused, for example, by a slip of the clamping point 6 (K 6 ).
  • the adjusting roller 5 is used to preset the cutting register of the lower web BU. Due to the angular position of the knife cylinder alone, there is no possibility of influencing the top and bottom web separately. For this purpose, the adjusting roller 5 would also have to be equipped with a high-quality, dynamically fast, position-controlled servo drive.
  • This method is combined with the slow adjustment of the angular position of the pressure units described in the earlier patent application PB04637, in order to avoid excessively large leads, or with the combined tensile force register control as disclosed in the earlier patent application PB04638 or PB04639.
  • the setting roller 5a is only intended for the rough presetting of the cutting register of the upper web BO and is rarely actuated.
  • An adjusting roller 5b can be omitted.
  • the lower-level register control loop for Y * 3 (controller 3.2) performs a quick pre-correction of the full-width path and the register controller for y i8 (controller 6a.2) corrects both
  • the position of the adjusting roller 5a can also take the place of the speed (advance) of the additional nip 6a (K 6n ). For this purpose, it would have to be equipped with a high-quality, dynamically fast, position-controlled servo drive.
  • Inflatable subway Inflatable subway.
  • the nip 6a ⁇ K 6a is either carried out with a full-width pressure roller or with trolleys and an additional loop, whereby this is a fully fledged and almost slip-free clamping point.
  • the clamping is carried out with trolleys because of several webs to be transported. The transferable force difference is therefore limited and slippery, especially in the case of rapid changes in advance.
  • terminal 6 (K 6b ) instead of Y ⁇ also Y ⁇ * and with terminal 6a instead of Y x d * also y l8 can be regulated, ie the assignment of terminal points and controlled variables can be interchanged.
  • the possibility is provided to connect a correcting movement of the clamping point 3 (K 3 ), that is to say the associated change in the angular velocity ⁇ 3w, to the angular velocity setpoints ⁇ 6 ⁇ w and ⁇ 6b w , for which purpose adaptation filters F 6a and F 6b must be used.
  • they serve as a balancing filter, as described in the earlier patent application PB04638, and can enable empirically obtained modifications of the pilot control.
  • This measure serves to pre-control the clamping points 6a (K 6a ) and 6b (K 6b ) in order to partially or completely switch off the path time constant between clamping points 3 (K 3 ) and 6 ⁇ K 6a b ).
  • Controller 3.2 for the register error Y * 3 a quick pre-correction of the full-width web.
  • K 6a additional terminal point 6a
  • Regulator 6a.2 adjusted.
  • the partial section register errors are measured before the clamping points 6 a and 6b (K 6a and K 6b ). But it can also
  • the possibility is provided to connect a correcting movement of the clamping point 3 ⁇ K 3 ), that is to say the associated change in the angular velocity ⁇ 3w, to the angular velocity setpoints ⁇ 6a w and ⁇ 6b V , for which purpose adaptation filters F 6a and F 6b must be used. They serve on the one hand as a balancing filter, as described in the patent application PB04638, and can enable empirically obtained modifications of the pilot control.
  • This measure serves to pre-control the clamping point 6a (K 6 ⁇ ) and 6b ⁇ K b ), to partially or completely switch off the path time constant between nip points 3 ⁇ K 3 ) and 6 ⁇ K 6a b ).
  • the position of an adjusting roller 5a can also take the place of the speed (advance) of the additional nip 6a (K 6 ⁇ ). For this purpose, it would have to be equipped with a high-quality, dynamically fast, position-controlled servo drive. An adjusting roller 5b is unnecessary.
  • This method is combined with the slow adjustment of the angular position of the pressure units described in the earlier patent application PB04637 in order to avoid excessively large leads, or with the combined traction force register control according to the earlier patent applications PB04638 or PB04639.
  • a clamping point 6a and 6b are provided for the lower web BU and the upper web BO, with which the register errors Y " * and Y" * are corrected separately from one another (FIG. 6).
  • the controller 3.2 takes over a quick pre-correction of the full-width web for the register error Y * 3 .
  • the upper web BO is regulated with the controller 6b.2 in accordance with the setpoint Y " * w .
  • the assignment of the terminal points and setpoints can also be reversed as a mirror image
  • the cutting register controllers 6a.2 and 6b.2 are superimposed on the speed control loops (controller 6a.3 and controller 6b, 3).
  • the clamping points 6a (K 6r ⁇ ) and 6b ( ⁇ b ) are advantageously carried out either with full-width pressure rollers or with trolleys and additional wrapping, whereby they become full and almost slip-free clamping points.
  • the possibility is provided to connect a corrective movement of the clamping point 3 (K 3 ), that is to say the associated change in the angular velocity ⁇ 3w, to the desired angular velocity values ⁇ ba w and ⁇ bw , for which purpose adaptation filters F 6a and F 6b must be used.
  • they serve as a balancing filter, as described in the earlier patent application PB04638, and can enable empirically obtained modifications of the pilot control.
  • This measure serves to pre-control the clamping point 6a (K 6a ) and 6b (K 6b ) in order to partially or completely switch off the path time constant between clamping points 3 (K 3 ) and 6 ⁇ K 6 ⁇ b ).
  • This method is combined with the slow adjustment of the angular position of the pressure units described in the earlier patent application PB04637 in order to avoid excessively large leads, or with the combined traction force register control according to the earlier patent applications PB04638 or PB04639.
  • a clamping point 6a ⁇ K 6n ) and 6b (K 6b ) are provided for the lower web BU and the upper web BO, with which the cutting register errors Y ° s and the cutting register error difference Y d 6 are now corrected separately (FIG. 7).
  • the controller 3.2 takes over the pre-correction of the full-width web for the register error y, " .
  • the cheapest solution must be determined empirically.
  • Register controllers 6a.2 and 6b.2 are used for the speed control loops (controller 6a.3 and controller 6b.3) are superimposed.
  • clamping points 6a (K 6a ) and 6b (K 6b ) are advantageously carried out either with full-width pressure rollers or with trolleys and additional wrapping, as a result of which they become fully-fledged and almost slip-free clamping points.
  • the possibility is provided to connect a corrective movement of the clamping point 3 ⁇ K 3 ), that is to say the associated change in the angular velocity ⁇ 3w, to the angular velocity setpoints ⁇ 6a ⁇ w and ⁇ 6b w , for which purpose adaptation filters F 6a and F 6b must be used.
  • they serve as a balancing filter, as described in the earlier patent application PB04638, and can enable empirically obtained modifications of the pilot control.
  • This measure serves to precontrol the clamping points 6a ⁇ K 6a ) and 6b (K 6b ) in order to partially or completely switch off the path time constant between clamping points 3 ⁇ K 3 ) and 6 ⁇ K 6 ⁇ b ).
  • This method is combined with the slow adjustment of the angular position of the pressure units described in the earlier patent application PB04637 in order to avoid excessively large leads, or with the combined traction force register control according to the earlier patent applications PB04638 or PB04639.
  • controller 3.2 takes over the pre-correction of the full-width web for the register error Y * 3 . If the incoming disturbance at the terminal points 6a (K 6a ) and 6b (K 6b ) can be measured, the speeds of these terminal points are corrected with the register controllers 6a.2 and 6b.2 in accordance with the target values ⁇ w and Y ° * w , If the incident on sensor SO can finally be measured on knife cylinder 8, setpoint Y ° * w is tracked in accordance with setpoint y 18l ⁇ .
  • the speed control loops have superimposed traction control loops. They process the difference between the actual pulling force value (SFU and / or SFO sensor) and the pulling force setpoint (E 34 ⁇ U. And / or E ⁇ , ,,.).
  • nip points 4a (K a ) and 4b ⁇ K ib ) as well as 6a (K 6tt ) and 6b ⁇ K 6b ) are either with full-width pressure rollers or with trolleys and additional ones Wrapping carried out, whereby they become full and almost slip-free clamping points.
  • This method is combined with the slow adjustment of the angular position of the pressure units described in the earlier patent application PB04637 in order to avoid excessively large leads, or with the combined tensile force register control according to the earlier patent applications PB04638 or PB04639 which the the before the clamping point 3 ⁇ K 3 ) lying track sections concerned.
  • each path bundle is regulated according to one of the methods in section 2 for a minimally achievable cutting register error of the strands.
  • the subordinate register control loop for Y * 3 (controller 3.2R) takes over a quick precorrection during the
  • the cutting register error y 18 is theoretically not affected by this. Should this still be the case due to a certain mechanical coupling of the two bundles, the cutting register error y
  • clamping points 3 and 3 ' can also be replaced by the clamping points 6 and 6' or other clamping points, which act on the full-width web or the entire bundle due to their leads.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

Abstract

Um das Schnittregister (Y18) bei mehrbahnigem Betrieb in einer Rollendruckmaschine und unabhängig davon die Bahnzugkraft in einem Bahnabschnitt zu regeln, werden bestimmte Bildinformationen oder Messmarken von bedruckten Bahnen (BO, BU, BE) und Bahnzugkräfte in verschiedenen Bahnabschnitten mittels Sensoren erfasst und einer Regeleinrichtung zugeführt - wobei vor und/oder am gemeinsamen Messerzylinder (K8) eine für die Abweichung der Lage des Druckbildes gegenüber seiner Solilage, bezogen auf den Ort und Zeitpunkt des Schnittes, d.h. für den Schnittregisterfehler (Y18), geeignete Bildinformation oder Messmarken mindestens einer der bedruckten Bahnen mit Hilfe mindestens eines Sensors (SE; SO, SU) erfasst, ausgewertet und/oder zu einem Istwert umgeformt wird, der für die Regelung des Schnittregisters mindestens einer Bahn dient - und zur Korrektur des Schnittregisters mindestens einer Bahn entweder die Geschwindigkeit von mindestens einer vor dem Messerzylinder (K8) liegenden Klemmstelle und/oder die Lage des Messerzylinders (K8) und zur Korrektur der Bahnzugkraft die Geschwindigkeit mindestens einer weiteren Klemmstelle verändert, so dass die Istwerte der Teil- und/oder Gesamt-Schnittregisterfehler mindestens einer Bahn und, unabhängig davon, die mindestens einer Bahnzugkraft auf die zugehörigen vorgegebenen Sollwerte korrigiert werden. Zusätzlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren zum Regeln der Bahnzugkräfte und Schnittregisterfehler.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters bei einer Rollendruckmaschine mit mehrbahnigem Betrieb
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters bei einer Rollenrotationsdruckmaschine ■ mit mehrbahnigem Betrieb.
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, und die Regelung ist verhältnismäßig langsam und ungenau.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein schnelles und genaues Verfahren zur Regelung des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb zu schaffen.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung des Schnittregisters wird die Laufzeit der Bahnbildpunkte bei einem konstanten Bahnweg verstellt, während nach dem Stand der Technik eine Bahnlängenänderung bei konstanter Bahngeschwindigkeit vorgenommen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur gleichzeitig erfolgenden Regelung der Bahnzugkraft werden die Voreilungen (Geschwindigkeiten) von Klemmstellen verändert, wobei beide Eingriffe simultan erfolgen und durch Entkopplungsmaßnahmen eine stabile Gesamtregelung gewährleisten. Dies war bisher beim Stand der Technik nicht möglich.
Bedeutungsvoll ist, dass es nun möglich ist, Teil-Schnittregisterfehler und Bahnzugkräfte in einem gleichen oder in unterschiedlichen Abschnitten der Druckmaschine gleichzeitig und unabhängig voneinander zu regeln, wobei dies insbesondere auch bei den einzelnen Teil-Bahnen innerhalb des Wendeaufbaus möglich ist.
Die erfindungsgemäße Lösung erfordert kein zusätzliches mechanisches Bahnführungselement in Form einer Stellwalze. 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, die vorzugsweise mittels drehzahlvariablen Einzelantrieben angetrieben sind. Die in die Schnittregisterregelstrecke eingehenden Parameter sind weitgehend unabhängig von den Eigenschaften der Rotationsdruckmaschine. Weiterhin lassen sich die Schnittregistergenauigkeit und die Regelgeschwindigkeit (An- und Ausregelzeit) durch das neue Verfahren wesentlich erhöhen, wodurch die Zahl der Makulaturexemplare beträchtlich reduziert wird.
Bedeutungsvoll ist, dass zum Regeln des Schnittregisters Yl (vgl. Fig. 2 bis 9) bei mehrbahnigem Betrieb bestimmte Bildinformationen oder Messmarken von bedruckten Bahnen mittels Sensoren erfasst und einer Regeleinrichtung zugeführt werden, wobei vor bzw. am gemeinsamen Messerzylinder eine für die Abweichung der Lage des Druckbildes gegenüber seiner Sollage bezogen auf den Ort und Zeitpunkt des Schnittes, d.h. für den Schnittregisterfehler, geeignete Bildinformation oder Messmarken mindestens einer der Bahnen mit Hilfe mindestens eines Sensors gemessen wird und für die Regelung des Gesamtregisterfehlers aller Bahnen zur Verfügung steht, wobei als Istwert für die Regelung des Gesamt-Schnittregisterfehlers aller Bahnen entweder unmittelbar der gemessene Registerfehler der mindestens einen Bahn dient oder aus diesem Registerfehler ein Mittelwert für den Gesamt-Schnittregisterfehler aller Bahnen berechnet oder geschätzt wird, und dass zur Korrektur des Gesannt- Registerfehlers aller Bahnen entweder die Geschwindigkeit mindestens einer vor dem Messerzylinder liegenden Klemmstelle und/oder die Lage des Messerzylinders verändert wird, so dass der Gesamt-Registerfehler aller Bahnen nach Maßgabe des Istwertes auf den vorgegebenen Sollwert korrigiert wird.
Zur Berechnung oder Schätzung des für die Regelung des Gesamt- Registerfehlers aller Bahnen notwendigen Istwertes werden entweder mindestens ein mathematisches Modell und/oder gemessene und gespeicherte Daten benutzt, wobei die mathematischen Modelle als Filter, Beobachter, etc. und/oder als Kurven, Tabellen und Charakteristiken in Form von Algorithmen und/oder Daten in einer Rechen- und/oder Steuereinrichtung implementiert werden. Bedeutungsvoll ist, dass das Verfahren sowohl bei teilbreiten als auch vollbreiten Bahnen oder einer Kombination von teilbreiten und vollbreiten Bahnen, insbesondere von Bahnbündeln, anwendbar ist.
Hervorzuheben ist, dass mindestens eine zu regelnde Bahnzugkraft Fk_hk mindestens einer der Bahnen an oder vor einer Klemmstelle k gemessen wird, wobei die Klemmstelle k vor dem Messerzylinder liegt, und dass diese
Bahnzugkraft Fk_lk und mindestens ein Teil-Registerfehler Y* durch geeignete
Stellgrößen von Klemmstellen - wobei als Stellgrößen Umfangsgeschwindigkeiten von nicht druckenden Klemmstellen und/oder Winkellagen von druckenden Klemmstellen und/oder der dem System zugeführte Massenstrom ist, der durch die Umfangsgeschwindigkeiten von Wickeleinrichtungen mit Hilfe von Tänzeroder Pendelwalzen oder Zugkraftregelkreisen eingestellt wird, Verwendung finden - unabhängig voneinander, d.h. im regelungstechnischen Sinne entkoppelt, mittels Regelkreisen anhand entsprechender Sollwerte Y* iw , Fk_uk w eingestellt werden, so dass die Bahnzugkraft ihren Sollwert annimmt, der in einem vorgeschriebenen Bereich liegt, und der Schnittregisterfehler auf seinen vorgegebenen Sollwert korrigiert wird. Der Istwert für die Regelung des Gesamtschnittregisterfehlers aller Bahnen wird entweder aus mindestens einer Bahn oder mindestens einem Bahnbündel oder aus allen Bahnen ermittelt. Zur Beeinflussung von Teilregisterfehlern und des Gesamtregisterfehlers mit Hilfe der Geschwindigkeiten (Voreilungen) oder Winkellagen von Klemmstellen sind Regelkreise, insbesondere in Kaskadenstruktur, vorgesehen. Die Motoren der angetriebenen Klemmstellen sind mit einem Strom-, Winkelgeschwindigkeits- und gegebenenfalls Winkelregelkreis ausgerüstet. Es wird stets bei mindestens einer der Bahnen ein Teil-Registerfehler Y* 3 an einer Klemmstelle 3 mit einem Regler geregelt, dem der Winkelgeschwindigkeitsregelkreis und, falls vorhanden, der Winkelregelkreis der Klemmstelie 3 unterlagert ist (vgl. Fig. 2 bis 9). Die Regelung des Gesamt-Schnittregisterfehlers IJ. aller Bahnen wird entweder mit Hilfe der
Veränderung der Lage des Messerzylinders mittels eines diesem zugeordneten Registerregelkreises, dem ein Winkelregelkreis und ein Drehzahlregelkreis unterlagert sind, durchgeführt, oder die Trichterwalze oder andere geeignete zusätzliche Klemmstellen übernehmen die Korrektur des Gesamt- Schnittregisterfehlers mit Hilfe ihrer Umfangsgeschwindigkeiten. Als Istwerte dienen entweder die vor oder am Messerzylinder gemessenen Registerfehler der einzelnen Bahnen oder Bahnbündel oder ein daraus berechneter Mittelwert. Dem Registerregelkreis der Klemmstelle 3 kann ein weiterer Registerregelkreis überlagert werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren zum Regeln des Schnittregisters an einer Rotationsdruckmaschine, deren Klemmstellen K, bis Ks mit Antriebsmotoren mit zugeordneter Strom-, Drehzahl- und gegebenenfalls Winkelregelung unabhängig voneinander antreibbar sind und bei der das Schnittregister YS und/oder damit verbundene weitere Teil- Registerabweichungen Y* 3 , Y,* , Yk * vor oder an einem Messerzylinder K% und/oder vor oder an einer oder mehreren diesem Messerzylinder Ks vorgeordneten Klemmstellen K, bis K6 , Kt , Kk über eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahnen mittels mindestens eines Sensors erfassbar sind, die Bahnzugkräfte FJk mittels mindestens eines weiteren Sensors erfassbar sind und diese von den Sensoren erfassten Registerabweichungen Y^ , y , Yk * und Bahnzugkräfte FJk zur Beeinflussung des Schnittregisterfehlers y18 einer Regel- und/oder Steuerungseinrichtung zur Veränderung von Winkellagen oder Umfangsgeschwindigkeiten v, bis v8 > v, , vk der jeweiligen Klemmstelle Kl bis Ks , Kl t Kk zuführbar sind, wobei die Bahnzugkräfte FJ in einem Bahnabschnitt j-k und die Registerfehler Y* in einem anderen oder demselben Bahnabschnitt unabhängig voneinander durch entsprechende Sollwerte FJk<w , Y* <n einstellbar sind, wozu eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, insbesondere ein Leitstand, mit entsprechender Visualisierung vorgesehen ist. Die Abwickeleinrichtungen (κ0) sind mittels Tänzerwalzen oder Bahnzugkraftregelkreisen derart steuerbar, dass mittels ihrer Umfangsgeschwindigkeiten mit Hilfe von Tänzerwalzen oder Bahnzugkraftregelkreisen der instationäre und stationäre, in das betreffende System eingeleitete Massenstrom veränderbar ist.
Notwendig ist, dass die Sensoren und zugehörige Auswerteeinrichtungen bei Nenngeschwindigkeit der Druckmaschine die Information über den oder die Registerfehler Yιs ; Y* 3 Y* t ; Y* k und die Bahnzugkraft FJk in minimaler Zeit zur Verfügung stellen und mit Schnittstellen ausgeführt sind, welche die Registerfehler yI8 ; Y* 3 ; Y* ; Y* k und Bahnzugkräfte FJk über Feldbusse, Ethernet oder andere Kommunikationsbusse und -schnittsteilen übertragen.
Die Regel- und/oder Steuerungseinrichtung sind als Zentralrechner, vorzugsweise im Leitstand, oder als eingebettete Rechner, vorzugsweise in Steuer- oder Reglerschränken, oder funktionell dezentralisiert in den jeweiligen Umrichter- geraten realisiert und alle Informationen (Istwerte, Sollwerte, Regelalgorythmen) werden in Echtzeit verarbeitet.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung. Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt schematisch:
Fig. 1 : Klemmstellen-Schema einer Rotationsdruckmaschine mit geregelten Antrieben, Fig. 2: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 1 , Fig. 3: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 2,
Fig. 4: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 3,
Fig. 5: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 4,
Fig. 6: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 5,
Fig. 7: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters bei mehrbahnigem Betrieb, System 6,
Fig. 8: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters und einer Bahnzugkraft bei mehrbahnigem Betrieb, System 7, und
Fig. 9: Anordnung zum Regeln des Schnittregisters und einer Bahnzugkraft bei mehrbahnigem Betrieb, insbesondere mit mehreren Bahnbündein, System 8.
Funktionsbeschreibung
Bei mehrbahnigem Betrieb von Rollendruckmaschinen tritt der Fall auf dass mehr oder weniger viele Bahnen, Teilbahnen (Stränge) oder aus diesen zusammen- gefasste Bahnbündel zusammengeführt und durch einen gemeinsamen Messerzylinder geschnitten werden müssen. Es ist denkbar, dass im allgemeinen Fall jeder Bahnstrang oder jedes Bahnbündel mit einer Abwickeleinrichtung, einer Einzugsvorrichtung, mit Druckeinheiten und nachfolgenden Transport- und Bearbeitungsklemmstellen ausgerüstet ist. Somit könnten entkoppelte Regelungen des Teil-Schnittregisters und der Bahnzugkräfte in jeder der Bahnen analog den in den früheren Patentanmeldungen PB04638 und PB04639 beschriebenen Verfahrensschritten erfolgen. Die Aufgabe besteht dann darin, den Gesamt- Schnittregisterfehler aller Bahnen am gemeinsamen Messerzylinder zu kontrollieren und möglichst auf den vorgegebenen Wert, beispielsweise gleich Null, einzustellen. Solche allgemeinen Systeme liegen vor allem bei Zeitungsdruckmaschinen, evtl. auch bei Illustrationsmaschinen vor, wenn aus verschiedenen Trichtersystemen stammende Bahnbündel registerhaltig von einem gemeinsamen Messerzylinder geschnitten werden sollen.
Zunächst wird von einer einzigen Rollendruckmaschine ausgegangen, in der eine vor einer Wendeeinheit vollbreite Bahn geschnitten, in Form von Teilbahnen (Strängen) weitergeführt, an einer Trichterwalze gebündelt, im Trichter in Längsrichtung gefalzt und durch einen gemeinsamen Messerzylinder geschnitten werden soll. Das Bahnbündel ist dadurch gekennzeichnet, dass normalerweise die vor der Trichterwalze oben liegende Strang die längsgefalzten Bahnen umhüllt. Davon wird im Folgenden ausgegangen. Anderenfalls sind die Aussagen für Ober- und Unterbahn sinngemäß zu ändern. Die Aufgabe besteht darin, den Gesarmt- Schnittregisterfehler des Bahnbündels zu minimieren. Eine Erhöhung der Schnittregistergenauigkeit durch die Regelung eines vor der Wendeeinheit gemessenen Teil-Schnittregisterfehlers Y* der vollbreiten Bahn ist möglich und sehr vorteilhaft, aber nicht ausreichend, da die Bahnstränge bei ihrem Weg über Umlenkstangen und Leitwalzen bis zur Trichterwalze weiteren Störungen unterworfen sind, die zu neuen Registerfehlern führen. Die zusammengeführten Bahnstränge sind außerdem beim Lauf durch den Trichter bis zum Messerzylinder unterschiedlichen Kräften unterworfen, so dass sie Verschiebungen gegeneinander erfahren, die zu unterschiedlichen und evtl. nicht tolerierbaren Gesamt- Schnittregisterfehlem führen. Daher müssen bei höheren Genauigkeitsforderungen zusätzliche Maßnahmen zur Schnittregisterkorrektur ergriffen werden.
Die Erfindung wird zunächst am Beispiel von zwei über einen Falztrichter 7 geführten, teilbreiten Bahnen (Stränge BU, BO) beschrieben (System 1 bis 7 nach Fig. 2 bis 8). Die Erfindung soll sich jedoch nicht nur auf diesen Anwendungsfall beschränken, denn es kann sich auch um beliebig viele Bahnstränge, wie sie als weitere Bahn BE in Fig. 2 und 3, 8 und 9 angedeutet sind, in den übrigen Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit aber weggelassen wurden, und im allgemeinen Fall um mehrere Bahnbündel handeln (vgl. Fig. 9).
1. Anlagenschema
Das Vierwalzensystem von Fig. 1 ist eine vereinfachte Form einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere eine Rollenoffsetdruckmaschine. In einer nach der Abwicklungseinrichtung, Klemmstelle 0 (K0), folgenden Klemmstelle 1 (.Ki) sind alle Druckeinheiten zusammengefassb Zwischen Klemmstelle 0 (K0) und 1 ( -Tj ) liegt eine Tänzerwalze oder ein Zugkraftregelkreis zur Vorgabe der Bahnzugkraft E01 als abgekürzte Darstellung der Einrichtung zur Einstellung der
Bahnzugkräfte nach der Abwickeleinrichtung und im Einzugswerk. Klemmstelle 2 (K2) steht in Falle einer Illustrations-Druckmaschine für die Kühleinheit, dazwischen liegt gegebenenfalls ein Trockner T, Klemmstelle 3 ( K3) steht für die Wendeeinheit und Klemmstelle 4 (KA) für die Falzeinheit mit dem schnittbestimmenden Messerzylinder. In den Fig. 2 bis Fig. 8 ist das hinter der Klemmstelle 3 (K3) liegende System genauer dargestellt. Die Größen v, sind die
Umfangsgeschwindigkeiten der Klemmstellen Kt , die durch das Verhalten umschlungener Walzen mit Coulomb'scher Reibung angenähert seien. Bei Rotationsdruckmaschinen wird statt des Begriffes „Geschwindigkeit" der Begriff „Voreilung" verwendet. Die Voreilung W, ,^ einer Klemmstelle i (Kt ) gegenüber einer Klemmstelle i - 1 (E ) ist gegeben durch den Ausdruck v. - v ι-l w. ,_ , = ■ V ι-l
Im folgenden Text werden „Geschwindigkeit" und „Voreilung" synonym verwendet. Die Bahnkraft in einem Abschnitt i-1 , i wird als E,_, , bezeichnet. In zτ sind die
Änderungen des Εlastizitäts-Moduls und des Querschnitts der einlaufenden Bahn zusammengefasst.
Zum Regeln des Schnittregisters werden bestimmte Bildinformationen oder Messmarken mittels mindestens eines Sensors erfasst und einer Regeleinrichtung zugeführt. Der Gesamt-Schnittregisterfehler Yιs sei vor oder am Messerzylinder an der oberen, umhüllenden Bahn (Sensor SO, vgl. Fig. 2) messbar und steht als
Istwert für die Regelung Schnittregisterfehlers des Bahnbündels zur Verfügung. Der Registerfehler Yu oder y18 , also allgemein Yln an der Klemmstelle n ( Kn ), dem Messerzylinder, (vgl. Fig. 2 bis Fig. 8) sei als Gesamt-Schnittregisterfehler oder kurz als Schnittregisterfehler bezeichnet. Ein davor aufgelaufener Registerfehler y,* , gemessen an einer nicht druckenden Klemmstelle i, wird Teil-Schnittregisterfehler, kurz Teilregisterfehler genannt.
Ein Teil-Schnittregisterfehler Y*, gemessen an der Klemmstelle i ( Kl ) oder zwischen zwei Klemmstellen i-1 (- ,_„ ) und i (Kt ), ist die Positionsabweichung eines durch die Klemmstelle 1 gedruckten Punktes vom Messort bei instationärer Bewegung zu einem Zeitpunkt, an dem er bei stationärer Bewegung diesen Messort erreichen würde. Diese Definition ist eine zeitkontinuierliche Größe. Daraus ergibt sich speziell die Abweichung der Soll- Schnittlinie am Messort als zeitdiskrete Größe. Der Gesamt-Schnittregisterfehler Yln ist die Abweichung der zwischen zwei gedruckten Bildern liegenden Schnittlinie von ihrer korrekten Lage zum Schnittzeitpunkt der Klemmstelle n (Kn ), bezogen auf die Klemmstelle 1 ( K, ).
Das System von Fig. 1 wird als mechanische Regelstrecke mit zugehörigen Stellgliedern (geregelte Antriebe) aufgefasst. Die zwei Regelgrößen sind beispielsweise der Teil-Schnittregisterfehler y,* und die Bahnzugkraft F23. Stell- großen sind beispielsweise die Voreilung der Klemmstelle 3 [K3) und die Voreilung bzw. Lage der Klemmstelle 1 (K, ). Durch entsprechende Regelkreise sollen diese Größen gemäß eingestellter Sollwerte unabhängig voneinander vorgebbar sein. Die Stellglieder bilden die geregelten Antriebsmotoren , bis M (vgl. Fig. 1 ) bzw. j bis 8 (vgl. Fig. 2). Die in Fig. 1 dargestellten Eingangsgrößen *„, stehen für die Winkelgeschwindigkeits- (Drehzahl-) oder Winkelsollwerte der geregelten Antriebe M, bis 4.
Im Folgenden wird die Nummerierung der Klemmstelle 3 als erster Klemmstelle der Wendeeinheit beibehalten. Fig. 2 (System 1) beginnt wie alle folgenden mit der Klemmstelle 3, und die weitere Anlagenkonstellation ist bis zum Messerzylinder als Prinzip-Geräteplan dargestellt. Kurz vor der Klemmstelle 3 wird die vollbreite Bahn in zwei Bahnstränge BO und BU längsgeschnitten. Die Stränge (BO, BU) werden nach Durchlauf der Wendeeinheit 4 in der Trichterwalze 6 zusammengeführt. In diese können weitere Bahnen BE einlaufen. Die Stellwalze 5 dient zur Schnittregister-Voreinstellung der unteren Teilbahn. Beide zusammengeführten Bahnen laufen durch den Trichter 7 und die anschließenden Walzenpaare bis zum Messerzylinder 8. Nach Schnitt und Falzung verlassen die fertigen Exemplare die Druckmaschine. Die Klemmstellen 3 und 6 seien durch elektrische Antriebe angetrieben, die im Strom und in der Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) geregelt sind. Sie können auch zusätzlich mit einer überlagerten Winkelregelung ausgerüstet sein. Insbesondere sei der Antrieb der Klemmstelle 8 ström-, drehzahl- und winkelgeregelt
Es wird davon ausgegangen, dass es vorteilhaft ist, den Registerfehler Y* 3 der vollbreiten Bahn vor der Wendeeinheit mit einem dem Drehzahlregelkreis überlagerten Registerregelkreis auf den vorgeschriebenen Sollwert Y* 3w, beispielsweise Y* 3w = 0 , zu regeln. Damit wird der vor dieser Messstelle aufgelaufene Registerfehler beseitigt. Alle weiteren Maßnahmen bauen auf dieser Struktur auf.
2. Systeme mit einem Falztricher System 1 : Registerregelung am Messerzylinder wie in der früheren Patentanmeldung PB04637 beschrieben (Fig. 2).
Der Schnittregisterfehler wird unmittelbar vor dem Messerzylinder 8 gemessen und durch die Winkellage des Messerzylinders 8 korrigiert. Es sei möglich den
Fehler Y"s der oberen Bahn zu ermitteln. Dazu wird der Registerfehler y18 mit Hilfe des Sensors SO kurz vor oder an dem Messerzylinder 8 gemessen, über den
Block 8.5 dem Vergleichspunkt eines Schnittregisterreglers 8.1 zugeführt und mit einem vorgegebenen Sollwert yι8w , beispielsweise y,'" , =0 , verglichen. Der Registerregler gibt einen Lagesollwert Sw für den Winkelregler 8.2 vor.
Drehzahiregelkreis (Regler 8.3) und Stromregelkreis (nicht dargestellt) sind diesem unterlagert. Der numerische Differenzierer D bildet aus dem Winkelistwert den Istwert der Winkelgeschwindigkeit ωs . Bei diesem Konzept wird entweder der
Gesamt-Schnittregisterfehler y18 oder der Mittelwert yι8 geregelt, der im Block 8.5 (Mittelwertbildner) berechnet wird. Durch Mittelwertbildung, die vorwiegend auf empirischen Ergebnissen basiert, werden die unterschiedlichen Registerlagen der Bahnstränge dem vielbahnigem Betrieb berücksichtigt.
Bei Auftreten eines Schnittregisterfehlers, z.B. bei einem Rollenwechsel, wird der Registerfehler y0. oder y18 nach Maßgabe der Dynamik des unterlagerten
Winkelregelkreises kompensiert. Wegen der unmittelbar vor dem Messerzylinder liegenden Messung sind die Laufzeiten minimal. Mit dem Einzelantrieb des Messerzylinders 8 können kürzeste Ausregelzeiten erreicht werden.
Es wird die Möglichkeit vorgesehen, eine korrigierende Bewegung der Klemmstelle 3 (K3 ), also die damit verbundene Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω3κ dem Winkelgeschwindigkeitssollwert ω6w zuzuschalten. Diese Maßnahme dient zur Vorsteuerung der Klemmstelle 6 ( K6 ), um die Bahnzeitkonstante zwischen Klemmstellen 3 (K3 ) und 6 (K6) teilweise oder gänzlich auszuschalten. Ein Filter F63 berücksichtigt empirisch gewonnene Modifikationen der Vorsteuerung, die z.B. durch einen Gleitschlupf der Klemmstelle 6 ( K6 ) verursacht werden können.
Sind nur die Fehler Yζ und Y, vor der Trichterwalze 6, also nicht am Messerzylinder 8 messbar, so wird bei zweibahnigem Betrieb auf den Mittelwert ,6 * = ( 16 * + 1 )/2 dieser beiden Fehler bzw. im Falle des Vielbahnenbetriebs auf einen empirisch bestimmten Mittelwert Y™* geregelt, aus dem gegebenenfalls auch ein Schätzfehler y18 bestimmt werden kann, der als Ersatzwert für den Fehler y18" dienen kann.
Die Stellwalze 5 dient zur Voreinstellung des Schnittregisters Y* der Unterbahn
BU. Es besteht durch die Winkellage des Messerzylinders allein nicht die Möglichkeit, Ober- und Unterbahn getrennt zu beeinflussen. Zu diesem Zwecke müsste zusätzlich die Stellwalze 5 mit einem hochwertigen, dynamisch schnellen, positionsgeregelten Servoantrieb ausgestattet werden.
System 2: Registermessung am Messerzylinder mit Unterlagerung des Teilregisterfehlers an der Wendeeinheit, wie in der früheren Patentanmeldung PB04637 beschrieben (Fig. 3).
Der Messerzylinder ist nur winkelgeregelt Zur Regelung des Schnittregisters wird die Klemmstelle 3 mit ihrem bereits vorhandenen Antrieb genutzt. Der Registerfehler y18 oder Y" wird dem Registerregelkreis für Y* 3 überlagert. Sind die Registerfehler nur vor der Klemmstelle 6 messbar, so wird auf den Mittelwert Y"f* = (Y"* + γ )/2 dieser beiden Fehler bzw. im Falle des Vielbahnenbetriebs auf einen empirisch bestimmten Mittelwert y geregelt, aus dem gegebenenfalls auch ein Schätzfehler yl8" bestimmt werden kann, der als Ersatzwert für den Fehler y18 dienen kann. Im Falle einer einlaufenden Störung, z.B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der unterlagerte Registerregelkreis für Y" 3 (Regler 3.2) eine schnelle Vorkorrektur, während der Registerregler für y18 oder y18' (Regler 3.1 ) den Sollwert y,* u. nach des am Messerzylinder 8 gemessenen Registerfehlers yI8 nachführt, so dass der vorgeschriebene Sollwert yi8"„, , beispielsweise yi8 u, = 0 , erreicht wird. An die Stelle von yι8 kann auch der Fehler Y, treten.
Es wird die Möglichkeit vorgesehen, eine korrigierende Bewegung der Klemmstelle 3 (K3 ), also die damit verbundene Änderung der Winkelgeschwin- digkeit ω w dem Winkelgeschwindigkeitssollwert ω6w zuzuschalten. Diese Maßnahme dient zur Vorsteuerung der Klemmstelle 6 { K6), um die Bahnzeitkonstante zwischen Klemmstellen 3 (K3 ) und 6 (K6) teilweise oder gänzlich auszuschalten. Ein Filter E63 berücksichtigt empirisch gewonnene Modifikationen der Vorsteuerung, die z.B. durch einen Gleitschlupf der Klemmstelle 6 (K6 ) verursacht werden können.
Die Stellwalze 5 dient zur Voreinstellung des Schnittregisters der Unterbahn BU. Es besteht durch die Winkellage des Messerzylinders allein nicht die Möglichkeit, Ober- und Unterbahn getrennt zu beeinflussen. Zu diesem Zwecke müsste zusätzlich die Stellwalze 5 mit einem hochwertigen, dynamisch schnellen, positionsgeregelten Servoantrieb ausgestattet werden.
Diese Methode wird kombiniert mit der in der früheren Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft- Registerregelung wie in der früheren Patentanmeldung PB04638 oder PB04639 offenbart.
System 3: Registerregelkreis für den Schnittregisterfehler y18 und Regelkreis für die Differenz Y6 * der Teil-Schnittregisterfehler, wie in der früheren Patentanmeldung PB04637 beschrieben (Fig. 4) Es wird der Registerfehler y18 der oberen Bahn BO unmittelbar vor dem Messerzylinder 8 gemessen und einem Schnittregisterregler 6b.2 zugeführt, dessen Stellgröße die Winkelgeschwindigkeit ωib w der Trichterwalze 6b { κ6b) (Fig. 4) ist. Mit dieser Voreilung wird das Schnittregister beider Bahnen gleichzeitig gemäß y]8)ι, beeinflusst. Um einen Versatz beider Bahnen BU, BO auszuregeln, wird außerdem der Registerfehler Y"* der oberen Bahn BO und Y"* der unteren
Bahn vor der Klemmstelle 6 { K6) gemessen und die Differenz Y,d* = Y"* ~ γζ berechnet. Diese wird einem Schnittregisterdifferenz-Regler 6a.2 zugeführt, dessen Stellgröße die Winkelgeschwindigkeit ω6a>H, einer zusätzlichen Klemmstelle 6a {K6a ) der oberen Bahn BO vor der Trichterwalze ist. Diese Klemmstelle 6a
(K6a ) ist durch einen ström- und drehzahlgeregelten Antrieb, evtl. mit überlagerter
Winkelregelung, ausgerüstet. Die Stellwalze 5a ist nur für die Grob-Voreinstellung des Schnitttegisters der Oberbahn BO gedacht und wird selten betätigt. Eine Stellwalze 5b kann entfallen.
Im Falle einer einlaufenden Störung, z.B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der unterlagerte Registerregelkreis für Y* 3 (Regler 3.2) eine schnelle Vorkorrektur der vollbreiten Bahn und der Registerregler für yi8 (Regler 6a.2) korrigiert beide
Bahnen nach Maßgabe des Sollwertes Y° v . Der Registerregler für Y,d 6 * (Regler 6.a2) regelt die Differenz Y^ = Y°6 * -Y"6 * zwischen Oberbahn BO und Unterbahn
BU auf den Sollwert Y6 * = const , insbesondere auf den Wert Y6 * = 0.
An Stelle der Geschwindigkeit (Voreilung) der zusätzlichen Klemmstelle 6a (K6n ) kann auch die Lage der Stellwalze 5a treten. Zu diesem Zwecke müsste diese mit einem hochwertigen, dynamisch schnellen, positionsgeregelten Servoantrieb ausgestattet werden.
Bei dieser Lösung sind die Schnittregister yl8 der Oberbahn und Y"6 der
Unterbahn beeinflussbar. Die Klemmstelle 6a {K6a ) wird entweder mit vollbreiter Anpresswalze oder mit Trolleys und zusätzlicher Umschlingung ausgeführt, wodurch diese eine vollwertige und annähernd schlupffreie Klemmstelle ist. Bei der Trichterwalze 6b {K6b ) wird die Klemmung wegen mehrerer zu transportierender Bahnen mit Trolleys durchgeführt. Daher ist die übertragbare Kraftdifferenz beschränkt und vor allem bei schnellen Voreilungsänderungen mit Schlupf behaftet.
Es wird darauf hingewiesen, dass mit der Klemmstelle 6 (K6b) statt Yζ auch Yά* und mit der Klemmstelle 6a statt Yx d* auch yl8 geregelt werden können, d.h. die Zuordnung von Klemmstellen und Regelgrößen vertauscht werden kann.
Es wird die Möglichkeit vorgesehen, eine korrigierenden Bewegung der Klemmstelle 3 (K3 ), also die damit verbundene Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω3w den Winkelgeschwindigkeitssollwerten ω6π w und ω6b w zuzuschalten, wozu Anpassfilter F6a und F6b Verwendung finden müssen. Sie dienen einerseits als Symmetrierfilter, wie in der früheren Patentanmeldung PB04638 beschrieben, und können empirisch gewonnene Modifikationen der Vorsteuerung ermöglichen. Diese Maßnahme dient zur Vorsteuerung der Klemmstelle 6a (K6a) und 6b ( K6b ), um die Bahnzeitkonstante zwischen Klemmstellen 3 (K3 ) und 6 {K6a b) teilweise oder gänzlich auszuschalten.
Ist es nicht möglich, den Registerfehler der oberen Bahn BO direkt vor dem Messerzylinder 8 zu messen, so werden sie vor der Trichterwalze, so tritt an dessen Stelle Y"6.
Diese Methode wird kombiniert mit der in der früheren Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft- Registerregelung nach den früheren Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639. System 4: Regelkreis für den Schnittregisterfehler y18 der oberen Bahn mit unterlagertem Regelkreis für Y* 3 sowie Regelkreis für die Differenz Yd* der Teil-Schnittregisterfehler (Fig. 5) In diesem System übernimmt nicht die Trichterwalze, sondern die Klemmstelle 3 ( K3 ) die Korrektur des Schnittregisterfehlers y18 der umhüllenden Oberbahn.
Im Falle einer einlaufenden Störung, z.B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der
Regler 3.2 für den Registerfehler Y* 3 eine schnelle Vorkorrektur der vollbreiten Bahn. Mit Hilfe eines überlagerten Regelkreises (Regler 3.1) wird dieser Sollwert nach Maßgabe von Y"Sw = const , insbesondere Y" f = , nachgeführt und damit die Oberbahn BO unter gleichzeitiger Beeinflussung der Unterbahn BU schnittrichtig eingestellt. Mit der Zusatzklemmstelle 6a (K6a ) wird die
Registerdifferenz Yζ = YÜ -Y zwischen Oberbahn BO und Unterbahn BU nach Maßgabe des Differenz-Sollwertes Yd 6w = const , insbesondere ^^ = 0 , mit dem .
Regler 6a.2 nachgeregelt. Dabei werden die Teil-Schnittregisterfehler vor den Klemmstellen 6 a und 6b (K6a und K6b ) gemessenen. Es kann aber auch die
Differenz Yd* = y18 -Fj gebildet und diese geregelt werden. Die günstigste Lösung muss empirisch festgestellt werden.
Bei dieser Lösung sind vorteilhafterweise zwei vollwertige Klemmstellen im Einsatz, da die Trichterwalzenvoreilung mit ihrer schlupfbehafteten Kraftübertragung nicht mehr Stellgröße ist.
Es wird die Möglichkeit vorgesehen, eine korrigierenden Bewegung der Klemmstelle 3 {K3 ), also die damit verbundene Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω3w den Winkelgeschwindigkeitssollwerten ω6a w und ω6b V zuzuschalten, wozu Anpassfilter F6a und F6b Verwendung finden müssen. Sie dienen einerseits als Symmetrierfilter, wie in der Patentanmeldung PB04638 beschrieben, und können empirisch gewonnene Modifikationen der Vorsteuerung ermöglichen.
Diese Maßnahme dient zur Vorsteuerung der Klemmstelle 6a ( K6π ) und 6b { K b ), um die Bahnzeitkonstante zwischen Klemmstellen 3 { K3 ) und 6 { K6a b ) teilweise oder gänzlich auszuschalten.
An Stelle der Geschwindigkeit (Voreilung) der zusätzlichen Klemmstelle 6a (K6π ) kann auch die Lage einer Stellwalze 5a treten. Zu diesem Zwecke müsste diese mit einem hochwertigen, dynamisch schnellen, positionsgeregelten Servoantrieb ausgestattet werden. Eine Stellwalze 5b erübrigt sich.
Diese Methode wird kombiniert mit der in der früheren Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft- Registerregelung nach den früheren Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639.
System 5: Regelkreise für den Schnittregisterfehler Y"* der unteren und Yζ der oberen Bahn (Fig. 6).
Für die Unterbahn BU und die Oberbahn BO werden je eine Klemmstelle 6a und 6b (K6b) vorgesehen, mit denen die Registerfehler Y"* und Y"* getrennt voneinander korrigiert werden (Fig. 6). Im Falle einer einlaufenden Störung, z.B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der Regler 3.2 für den Registerfehler Y* 3 eine schnelle Vorkorrektur der vollbreiten Bahn. Mit der Zusatzklemmstelle 6b ( K6b) wird die Oberbahn BO mit dem Regler 6b.2 nach Maßgabe des Sollwertes Y"* w geregelt Mit der Zusatzklemmstelle 6a { K6a ) wird die Unterbahn BU mit den Regler 6a.2 nach Maßgabe desselben Sollwertes Y£W = Y W geregelt, so dass die
Differenz der Teil-Schnittregisterfehler zwischen Oberbahn BO und Unterbahn BU Null wird. Es ist auch möglich, ähnlich Fig. 5, die Oberbahn nach Maßgabe des Sollwertes Y"* w zu regeln und die Unterbahn gemäß der Differenz Y, = Y°* - Y;1* mit Yd* w = const , insbesondere Y * w = 0. Die Zuordnung der Klemmstellen und Sollwerte kann auch spiegelbildlich vertauscht werden. Die Schnittregister-Regler 6a.2 und 6b.2 werden den Drehzahlregelkreisen (Regler 6a.3 und Regler 6b,3) überlagert. Die Klemmstellen 6a ( K6rι ) und 6b ( κ b ) werden vorteilhafterweise entweder mit vollbreiten Anpresswalzen oder mit Trolleys und zusätzlicher Umschlingung ausgeführt, wodurch diese zu vollwertigen und annähernd schlupffreien Klemmstellen werden.
Es wird die Möglichkeit vorgesehen, eine korrigierenden Bewegung der Klemmstelle 3 (K3), also die damit verbundene Änderung der Winkelgeschwin- digkeit ω3w den Winkelgeschwindigkeitssollwerten ωba w und ω b w zuzuschalten, wozu Anpassfilter F6a und F6b Verwendung finden müssen. Sie dienen einerseits als Symmetrierfilter, wie in der früheren Patentanmeldung PB04638 beschrieben, und können empirisch gewonnene Modifikationen der Vorsteuerung ermöglichen. Diese Maßnahme dient zur Vorsteuerung der Klemmstelle 6a (K6a) und 6b (K6b), um die Bahnzeitkonstante zwischen Klemmstellen 3 (K3 ) und 6 { K6π b ) teilweise oder gänzlich auszuschalten.
Diese Methode wird kombiniert mit der in der früheren Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft- Registerregelung nach den früheren Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639.
System 6: Regelkreise für den Schnittregisterfehler yι8 der oberen Bahn und für die Schnittregisterfehlerdifferenz Y6 * (Fig. 7).
Für die Unterbahn BU und die Oberbahn BO werden je eine Klemmstelle 6a {K6n ) und 6b (K6b ) vorgesehen, mit denen jetzt die Schnittregisterfehler Y°s und die Schnittregisterfehlerdifferenz Yd 6 getrennt voneinander korrigiert werden (Fig. 7). Im Falle einer einlaufenden Störung, z.B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der Regler 3.2 für den Registerfehler y," eine schnelle Vorkorrektur der vollbreiten Bahn. Mit der Klemmstelle 6b (K6b ) wird die Oberbahn BO mit dem Regler 6b.2 nach Maßgabe des Sollwertes y18lι. = const , insbesondere Y"iw = 0 , geregelt. Mit der Klemmstelle 6a ( K6a ) wird die Unterbahn BU mit den Regler 6a.2 nach Maßgabe des Sollwertes Yd* w = const , insbesondere Y6w = 0 , geregelt. Es kann aber auch, ähnlich wie bei System 4, die Differenz Yd & * = γ -γ gebildet und diese geregelt werden. Die günstigste Lösung muss empirisch festgestellt werden. Die Register- Regler 6a.2 und 6b.2 werden den Drehzahlregelkreisen (Regler 6a.3 und Regler 6b.3) überlagert.
Die Klemmstellen 6a (K6a ) und 6b (K6b) werden vorteilhafterweise entweder mit vollbreiten Anpresswalzen oder mit Trolleys und zusätzlicher Umschlingung ausgeführt, wodurch diese zu vollwertigen und annähernd schlupffreien Klemmstellen werden.
Es wird die Möglichkeit vorgesehen, eine korrigierenden Bewegung der Klemmstelle 3 {K3), also die damit verbundene Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω3w den Winkelgeschwindigkeitssollwerten ω6a<w und ω6b w zuzuschalten, wozu Anpassfilter F6a und F6b Verwendung finden müssen. Sie dienen einerseits als Symmetrierfilter, wie in der früheren Patentanmeldung PB04638 beschrieben, und können empirisch gewonnene Modifikationen der Vorsteuerung ermöglichen. Diese Maßnahme dient zur Vorsteuerung der Klemmstelle 6a {K6a) und 6b ( K6b), um die Bahnzeitkonstante zwischen Klemmstellen 3 {K3 ) und 6 { K6π b ) teilweise oder gänzlich auszuschalten.
Diese Methode wird kombiniert mit der in der früheren Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft- Registerregelung nach den früheren Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639.
System 7: Regelkreise für den Gesamt-Schnittregisterfehler Y"* der oberen Bahn und der Differenz Y6 * Teil-Schnittregisterfehler mit überlagertem Regelkreis für den Schnittregisterfehler y18 der oberen Bahn sowie zusätzliche Bahnzugkraft-Regelkreise (Fig. 8) Gegenüber dem System 6 wird jetzt dem vollständigen Registerregelkreis von Klemmstelle 6b ( κ6b ) [Regler 6b.2] für den Registerfehler Y"* der Registerregler
6b.1 für den Registerfehler y18 überlagert. Die Regelung des Differenz- Schnittregisterfehiers ist identisch zu der in System 6. Im Falle einer einlaufenden Störung, z.B. bei einem Rollenwechsel, übernimmt der Regler 3.2 für den Registerfehler Y* 3 eine schnelle Vorkorrektur der vollbreiten Bahn. Wird die einlaufende Störung an den Klemmstellen 6a (K6a ) und 6b ( K6b) messbar, so werden die Geschwindigkeiten dieser Klemmstellen mit den Register-Reglern 6a.2 und 6b.2 nach Maßgabe der Sollwerte γ w und Y°* w korrigiert. Wird schließlich die eingelaufene Störung am Sensor SO am Messerzylinder 8 messbar, so wird der Sollwert Y°* w nach Maßgabe des Sollwertes y18lι, nachgeführt.
Gegenüber dem System 5 werden zusätzlich die zwischen Wendeaufbau und Messerzylinder 8 entstehenden Registerfehler korrigiert. Gegenüber dem System 6 werden alle innerhalb des Wendeaufbaus entstehenden Fehler im wesentlichen durch die unterlagerten Kreise (Regler 6a.2 und 6b.2) ausgeregelt. Der überlagerte Regler 6b.1 wird dadurch entlastet. Dieses System ist bei besonders langen Bahnen zwischen Wendeaufbau (erste Klemmstelle 3 (K3) der Wende- einrichtung 4 bis zur Trichterwalze 6c (K6c)) und Messerzylinder 8 von Vorteil.
Zur entkoppelten Vorgabe der Zugkräfte (E34ι„ ) und/oder (E34ιt ) in der Unterbahn
(BU) und/oder Oberbahn (BO) in den Bahnabschnitten 3-4a und/oder 3-4b - wegen der Eigenschaft der Selbstkompensation aber nicht in den Abschnitten 4a- 6a und 4b-6b - sind die geregelten Klemmstellen 4a (κia ) und 4b { Kib) vorgesehen. Den Drehzahlregelkreisen (Regler 4a,3 und/oder 4b.3) sind Zugkraftregelkreise überlagert. Sie verarbeiten die Differenz aus Zugkraftistwert (Sensor SFU und/oder SFO) und Zugkraftsollwert ( E34 Λ U. und/oder E^,,,. ).
Die Klemmstellen 4a ( K a ) und 4b {Kib) sowie 6a (K6tt ) und 6b {K6b ) werden entweder mit vollbreiten Anpresswalzen oder mit Trolleys und zusätzlicher Umschlingung ausgeführt, wodurch diese zu vollwertigen und annähernd schlupffreien Klemmstellen werden.
Diese Methode wird kombiniert mit der in der früheren Patentanmeldung PB04637 beschriebenen langsamen Nachstellung der Winkellage der Druckeinheiten, um zu große Voreilungen zu vermeiden, oder mit der kombinierten Zugkraft- Registerregelung nach den früheren Patentanmeldungen PB04638 oder PB04639 welche die vor der Klemmstelle 3 { K3 ) liegenden Bahnabschnitte betrifft.
3. Systeme mit mehreren Falztrichtern
Es wird jetzt angenommen, dass mehrere Bahnbündel aus verschiedenen Falztrichtern dem gemeinsamen Messerzylinder Klemmstelle 8 ( Ks ) zugeführt werden, wie dies Figur 9 am Beispiel von zwei Druckmaschinen L und R zeigt. Ist das Bündel jedes Systems für sich registerhaltig zur Klemmstelle M { KiL ) bzw. 1 R { K1R ), so gilt für den Differenz-Schnittregisterfehler Yγf Y^ -Y beider Bündel im Allgemeinen, dass dieser nicht Null ist. Die Aufgabe besteht darin, diese Differenz auf den Sollwert Y] d s B w = zu regeln. Dazu sind mindestens zwei
Stellgrößen notwendig, mit denen die Bahnbündel getrennt beeinflussbar sind. Außerdem sind nur Stellgrößen geeignet, die das gesamte Bündel der jeweiligen
Maschine beeinflussen können. Nachdem die gemeinsame Klemmstelle 8 { Ks ) auf beide Bündel wirkt, scheidet eine Regelung durch eine Winkelverstellung des Messerzylinders analog zu Fig. 2 (System 1 ) aus. Daher bieten sich entweder die Klemmstellen 3L { K3L ) und 3R { K3R ) an, welche den betreffenden Teil-Schnittre- gisterfehler der vollbreiten Bahn korrigieren oder auch die Trichterwalzen 6 und 6', bei denen allerdings zu berücksichtigen ist, dass sie im Regelfall mit Gleitschlupf behaftet sind. Die erste Variante wird im Folgenden als System 8 beschrieben.
System 8: Registermessung am Messerzylinder mit Unterlagerung des Teilregisterfehlers an den Wendeeinheiten (analog zu Fig. 3) Es sollen, wie in den Verfahren nach Abschnitt 2, vorteilhafterweise Voreilungen als Stellgrößen benutzt werden. Nachdem der Stellbereich von Voreilungsände- rungen wegen der damit verbundenen Kraftänderungen begrenzt ist, muss zunächst ein Anfangszustand hergestellt werden, so dass Ydjr γJ = θ ist. Dazu werden die Klemmstellen 1 L {K L ) und 1 R {K R ), also die Druckeinheiten der Maschine L und der Maschine R, in ihrer Winkellage entsprechend synchronisiert, indem beide elektronische Wellen miteinander gekuppelt werden. Es kann z.B. die Welle L Leitwelle für Welle R sein. Winkel-Zusatzsollwerte (z.B. a ,ιZ in Fig. 9) ermöglichen die Anpassung der Klemmstelle 1 R {KlR ) an die Klemmstelle 1 L {KlL) gemäß der Anfangsbedingung y,f = 0 . Es wird außerdem davon ausgegangen, dass jedes Bahnbündel in sich nach einem der Verfahren von Abschnitt 2 auf einen minimal erreichbaren Schnittregisterfehler der Stränge geregelt ist.
Die Schnittregisterfehler der Bahnbündel werden unmittelbar vor dem Messerzylinder 8 mit den Sensoren SL und SR erfasst, welche die Istwerte y18 und yI8 liefern. Aus diesen wird auch die Differenz Ys B = YL -Y^ gebildet und dem Regler 3.1 R zugeführt, der diese Differenz auf den Sollwert Y,fw = aus regelt.
Tritt nun eine Störung in einem der Systeme auf, z.B. ein Rollenwechsel, so wird ein Fehler Y,f ≠ Y,fw verursacht, der auszuregeln ist.
Tritt diese Störung in der Maschine L auf, so übernimmt der unterlagerte Registerregelkreis für y13 (Regler 3.2L) eine schnelle Vorkorrektur und der Regler 3.1 L regelt die Störung auf yι8u, = const , insbesondere auf den Wert Yliw = 0 , aus. Die während dieses Ausgleichsvorgangs entstehende Differenz Y, wird simultan durch den Regler 3.1 R auf den Wert y,^. = 0 zurückgeführt, d.h. das Schnittregister der Maschine R wird der Maschine L nachgeführt. Im Falle einer einlaufenden Störungin der Maschine R übernimmt der unterlagerte Registerregelkreis für Y* 3 (Regler 3.2R) eine schnelle Vorkorrektur, während der
Registerregler 3.1 R die entstehende Schnittregisterdifferenz YdB auf den Wert Y = 0 zurückführt. Der Schnittregisterfehler y18 wird theoretisch dadurch nicht beeinflussb Sollte dies wegen einer gewissen mechanischen Verkopplung der beiden Bündel trotzdem der Fall sein, so wird der Schnittregisterfehler y|8 simultan durch den Regler 3.1 L ausgeregelt.
An die Stelle der Klemmstellen 3 und 3' können auch die Klemmstellen 6 und 6' oder andere Klemmstellen treten, die durch ihre Voreilungen auf die vollbreite Bahn oder das gesamte Bündel einwirken.
Bezugszeichenliste: Diese muss nach den Figuren 1 bis 9 korrigiert und ergänzt werden. Einige Zeichen', die nur in den Patenten 1 bis 3 auftreten, können entfallen.
1 Mechanische Regelstrecke mit geregelten Antrieben 1a Mechanisches System (Regelstrecke) 1 b Geregelte Antriebe 1.1 Zugkraftregler 1.2 Antriebsmotor mit Drehzahlregelkreis/Winkelregelkreis einschließlich Stromregelkreis 1.3 Übertragungsfunktion (Zusatzsollwert für Bahnzugkraft) 1.4 Symmetrierfilter 1.5 Symmetrierfilter 1.6 Winkelregler 1.7 Übertragungsfunktion (Entkopplung) 1.8 Integralglied 1.9 Übertragungsfunktion (Entkopplung) 2 Regeleinrichtung 2.2 Drehzahlregelkreis 3 3.1 Registerregler 3.2 Drehzahlregelkreis 3.3 Übertragungsfunktion (Entkopplung) 3.4 Symmetrierfilter 3.5 DT1 -Glied 3.6 Schnittregister-Regler 4 4.1 Übertragungsfunktion (Entkopplung) 4.2 Antriebsmotor mit Drehzahlregelung 4.3 Symmetrierfilter 4.4 Winkelregler 5 Sensor für Schnittregisterfehler 6 Sensor für Registerfehler 8 Sensor für Bahnzugkraft K0 Klemmstelle 0 K-i Klemmstelle 1 K2 Klemmstelle 2 K3 Klemmstelle 3 K Klemmstelle 4 Kj Klemmstelle i Kk Klemmstelle k D Differenzierer Fjj Bahnzugkraft im Abschnitt i-j F0ι Eingangs-Bahnzugkraft Fotw Bahnzugkraft-Sollwert F23 Bahnzugkraft zwischen K2 und K3 F34 Bahnzugkraft zwischen K3 und K4 F23w Bahnzugkraft-Sollwert L Bezeichnung der linken Druckmaschine R Bezeichnung der rechten Druckmaschine w Index für Sollwert XjW Eingangsgröße Vj Umfangsgeschwindigkeit der Klemmstelle i ωj Winkelgeschwindigkeit / Drehzahl der Klemmstelle i ü)iw Winkelgeschwindigkeits-Sollwert αj Winkel der Klemmstelle i αiw Winkeisollwert / Lagesollwert der Klemmstelle i Y13 * Teil-(Schnitt-) Registerfehler zwischen K1 und K3
Y-i3w* Register-Sollwert Y14 (Gesamt-)Schnittregisterfehler
Y-i6° Teil-Schnittregisterfehler der oberen Bahn
Y-ι6 u Teil-Schnittregister der unteren Bahn
Y16 d* Differenz der Teil-Schnittregisterfehler der oberen und unteren Bahn
Y1 w Sollwert
Y18° Gesamt-Schnittregisterfehler der oberen Bahn RP Druckregler
RF Zugkraftregler
Rγ Registerregler
T Trockner
Mj Antriebsmotor für Klemmstelle i mit zugehöriger Regelung p Druck des Pneumatikzylinders z-r Änderungen des Querschnitts und des E-Moduls
Literatur
[Föl 88] Föllinger, O.: Regelungstechnik. Heidelberg: Hüthig-Verlag 1988
[Bra 96] Brandenburg, G.; Papiernik, W.: Feedforward and feedback strategies applying the principle of input balancing for minimal errors in CNC machine tools. Proc. 4th Int. Workshop on Advanced Motion Control, AMC '96-MIE, Vol. 2, pp. 612-618

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Regeln des Schnittregisters einer Rollendruckmaschine, bei der bestimmte Bildinformationen oder Messmarken von bedruckten Bahnen (BO, BU, BE) mittels Sensoren (SE; SO; SL; SR) erfasst und einer Regeleinrichtung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder am gemeinsamen Messerzylinder { Ks ) eine für die Abweichung der Lage des Druckbildes gegenüber seiner Sollage bezogen auf den Ort und Zeitpunkt des Schnittes, d.h. für den Schnittregisterfehler (y18 ), geeignete Bildinformation oder Messmarken mindestens einer der bedruckten Bahnen (BV, BO, BU, BE) mit Hilfe mindestens eines Sensors (SE; SO; SL; SR) erfasst, ausgewertet und/oder zu einem Istwert umgeformt wird, der für die Regelung des Schnittregisterfehlers (y18) mindestens einer Bahn (BV, BO, BU, BE) dient und dass zur Korrektur des Schnittregisterfehlers (y18) der mindestens einen Bahn (BO, BU, BE) entweder die Geschwindigkeit mindestens einer vor dem Messerzylinder ( Ks ) liegenden Klemmstelle (K0 bis K3 , Kj t Kk , K6 ) und/oder die Lage des Messerzylinders ( Ks ) verändert wird, so dass der Schnittregisterfehler (y18) der mindestens einen Bahn (BV, BO, BU, BE) nach Maßgabe des Istwertes auf einen vorgegebenen Sollwert (y18 korrigiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zu regelnde Bahnzugkraft ( Ft_,ιJt ) mindestens einer der Bahnen (BV, BE; BU; BO) an oder vor einer Klemmstelle ( Kk ) gemessen wird, wobei die Klemmstelle ( Kk ) vor dem Messerzylinder ( Ks ) liegt, und dass diese Bahnzugkraft { Fk_ k ) und ein Teil-Schnittregisterfehler (Y* m ) durch geeignete Stellgrößen von Klemmstellen {vk , vm ) entkoppelt voneinander und simultan anhand entsprechender Sollwerte ( y,*,. , Fk_l k w ) eingestellt und geregelt werden, so dass die Bahnzugkraft ihren Sollwert annimmt, der in einem vorgeschriebenen Bereich liegt, und der Schnittregisterfehler auf seinen vorgegebenen Sollwert korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgrößen Umfangsgeschwindigkeiten von nicht druckenden Klemmstellen und/oder Winkellagen von druckenden Klemmstellen und/oder der dem System zugeführte Massenstrom, der durch die Umfangsgeschwindigkeiten von Wickeleinrichtungen mit Hilfe von Tänzer- oder Pendelwalzen oder Zugkraftregeikreisen eingestellt wird, verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Istwert für die Regelung der Teil-Schnittregisterfehler und/oder des Gesamt-Schnittregisterfehlers aller Bahnen entweder aus der vollbreiten Bahn (BV) und/oder aus mindestens einer einzelnen Bahn (BE) und/oder der oberen Bahn (BO) und/oder der unteren Bahn (BU) oder aus allen Bahnen (BV, BE, BO, BU) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung oder Schätzung des für die Regelung des Gesamt- Schnittregisterfehlers mindestens einer Bahn notwendigen Istwertes entweder mindestens ein mathematisches Modell und/oder gemessene und gespeicherte Daten benutzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Bahnen um vollbreite Bahnen oder um teilbreite Bahnstränge oder eine Kombination von vollbreiten Bahnen und teilbreiten Bahnsträngen, insbesondere um die Kombination von Bahnbündeln, handelt, wobei die Teil- Schnittregisterfehler und die Bahnzugkräfte mittels Regelkreisen getrennt voneinander anhand entsprechender Sollwerte eingestellt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Bahnen, insbesondere Bahnbündeln, aus verschiedenen Falztrichtern handelt, die durch einen gemeinsamen Messerzylinder ( Ks ) geschnitten werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung von Teil-Schnittregisterfehlern und des Gesamt- Schnittregisterfehlers mit Hilfe der Geschwindigkeiten (Voreilungen) oder Winkellagen von Klemmstellen Regelkreise, insbesondere in Kaskadenstruktur, vorgesehen werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einer der Bahnen (BV, BE, BO, BU) ein Teil-Registerfehler (yι3) an einer Klemmstelle 3 (K3 ) mit einem Regler 3.2 geregelt wird, dem der Winkelgeschwindigkeitsregelkreis und, falls vorhanden, der Winkeiregelkreis der Klemmstelle 3 unterlagert ist, und dass die Regelung des Gesamt-Schnittregisterfehlers (yI8) aller Bahnen mit Hilfe der Veränderung der Lage des Messerzylinders (8) mittels eines Registerreglers (8.1), dem ein Winkelregelkreis (8.2) und ein Drehzahlregelkreis (Regler 8.3) sowie ein Stromregelkreis unterlagert sind, erfolgt und als Istwert entweder mindestens einer der vor oder am Messerzylinder (8) gemessenen Registerfehler {Y"6 * , Y°* , y18) oder der daraus berechnete Mittelwert (y. , γ£ ) dient, wobei eine Vorsteuerung des Reglers 6.3 über das Filter F6.3 erfolgt (Fig. 2).
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Gesamt-Schnittregisterfehlers (yls) aller Bahnen mit Hilfe der Veränderung der Geschwindigkeit ( v3 ) der Klemmstelle 3 ( K3 ) erfolgt, dass dem Registerregler (3.2) der Registerregler (3.1 ) überlagert wird und dass die Lage des Messerzylinders (8) nicht beeinflusst wird, wobei eine Vorsteuerung des Reglers 6.3 über das Filter F6.3 erfolgt (Fig. 3).
1 1 . Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Teil-Schnittregisterfehlers ( y13 ) mit Hilfe der Veränderung der Geschwindigkeit ( v3 ) der Klemmstelle 3 ( K3 ) erfolgt, dass die Lage des Messerzylinders (8) nicht beeinflusst wird, dass die Regelung der unteren Bahn (BU) mit Hilfe der Geschwindigkeit (v6i ) der Trichterwalze 6b {Kύb) erfolgt und als Istwert der vor oder am Messerzylinder (8) gemessene Registerfehler {Y"6 * , Y" ) verwendet wird und dass die Regelung der oberen Bahn (BO) mit Hilfe der Geschwindigkeit (v6fl ) einer weiteren Klemmstelle 6a { K6a ) erfolgt, wobei als Istwert die Differenz (Y * , Yd* ) aus dem Registerfehler {Y"* ) der unteren Bahn (BU) und dem Registerfehler (y16 * , y18 ) der oberen Bahn (BO) verwendet wird, wobei die Zuordnung der Sollwerte {Yd 6 , γ£w , Y° v ) zu den Klemmstellen 6a (K6a) und 6b (κ6b ) auch vertauscht werden kann, so dass die obere Bahn (BO) auf den Sollwert Y° v und die untere Bahn auf den Sollwert Y * w , Yd s * geregelt wird, wobei den Registerreglern (6b.2 bzw. 6a.2) die Drehzahl- bzw. Winkelregelkreise (Regler 6b.3 bzw. 6a.3) der Antriebsmotoren der Klemmstellen 6b bzw. 6a (K6b bzw. K6π ) unterlagert werden und eine Vorsteuerung des Reglers 6.a3 und 6.b3 über die Filter F6a und F6b erfolgt (Fig. 4).
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Teil-Schnittregisterfehlers der vollbreiten Bahn (Y* 3) mit Hilfe der Veränderung der Geschwindigkeit (v3) der Klemmstelle 3 ( K3 ) erfolgt, dass die Lage des Messerzylinders (8) und die Geschwindigkeit der Trichterwalze 6b (K6b ) nicht beeinflusst werden, sondern der Registerfehler der oberen Bahn ebenfalls durch die Geschwindigkeit ( v3 ) der Klemmstelle 3 ( K3 ) geregelt wird, wobei Istwert der gemessene Registerfehler (y18 ) der oberen Bahn vor oder am Messerzylinder (8) ist, und dass die Regelung der unteren Bahn (BU) mit Hilfe der Geschwindigkeit ( v6a ) einer weiteren Klemmstelle 6a ( K6a ) erfolgt, wobei als Istwert die Differenz ( γ " > γ χ's ) aus dem Fiegisterfehler {Y"* ) der unteren Bahn (BU) und einem der Registerfehler [Y"6 * , Y°s ) der oberen Bahn (BO) verwendet wird, wobei dem Registerregler (6a.2) der Drehzahl- und, falls vorhanden, der Winkelregelkreis (Regler 6a.3) des Antriebsmotors der Klemmstelle 6a (K6a ) unterlagert wird und eine Vorsteuerung der Regler 6.a3 und 6.b3 über die Filter F6a und F6b erfolgt (Fig. 5).
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Teil-Schnittregisterfehlers (yl3) mit Hilfe der Veränderung der Geschwindigkeit (v3) der Klemmstelle 3 {K3) erfolgt, dass die Lage des Messerzylinders (8) und die Geschwindigkeit der Trichterwalze 6c {K6c ) nicht beeinflusst werden, sondern die Registerregelung der unteren Bahn (BU) mit Hilfe der Geschwindigkeit einer Klemmstelle 6a (K6a ) und die Registerregelung der oberen Bahn (BO) mit Hilfe der Geschwindigkeit einer Klemmstelle 6b erfolgt, wobei dem Registerregler (6a.2 bzw. 6b.2) der Drehzahl- bzw. Winkelregelkreis (Regler 6a.3 bzw. 6b.3) des Antriebsmotors der Klemmstelle 6a bzw. 6b (K6a bzw. K6b) unterlagert wird, wobei als Istwerte die vor dem Messerzylinder (8) gemessenen Teil- Schnittregisterfehler {Y,u* , Y°*) oder der Differenz-Schnittregisterfehlers {Y, ) zwischen Oberbahn (BO) und Unterbahn (BU) und der Teil- Schnittregisterfehler {Y"*) dienen und eine Vorsteuerung der Regler 6a.3, 6b.3 und 6c.3 über die Vorfilter F6a, F6b, F6c erfolgt (Fig. 6).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Istwert am Regler 6b.2 der am Messerzylinder (8) gemessenen Gesamt-Schnittregisterfehler (γ°) statt Registerfehler {Y"* ) dient (Fig. 7).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Registerregelkreis für die obere Bahn (Regler 6b.2) der Registerregler 6b.1 überlagert wird, der den Sollwert (Y"* w ) für den unterlagerten Registerregler (Regler 6.b2) vorgibt, und als Istwert der am Messerzylinder gemessene Registerfehler (y18) verwendet wird (Fig. 8).
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Rollendruckmaschinen (L und R) mit Regelungen aus Fig. 3 bis 8 oder anderen geeigneten Strukturen ausgestattet sind und dass das Bahnbündel der Maschine R dem gemeinsamen Messerzylinder ( κs ) zugeführt wird, wobei die Druckeinheiten (Klemmstellen KlL und K[R) beider Maschinen über den gemeinsamen Sollwert (α8H ) unter Verwendung mindestens eines Zusatz-Winkelsollwertes (ör8u - ) synchronisiert sind, wobei eine der Maschinen Leitmaschine ist, der Gesamt- Schnittregisterfehler (y18 ) des Bahnbündels der Maschine L mit dem Regler 3.1 L und der Differenz-Schnittregisterfehler (Y, ) zwischen dem Bahnbündel L und R mit Hilfe der Regelung des Reglers 3.1 R der Maschine R ausgeregelt wird (Fig. 9).
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter (F6.3, F6a, F6b, F6c) beliebige Charakteristiken aufweisen, die theoretisch berechnet und/oder empirisch ermittelt werden.
18. Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters bei Mehrbahnenbetrieb an einer Rollendruckmaschine oder mehreren synchronisierten Rollendruckmaschinen mit gemeinsamem Messerzylinder {Ks), insbesondere nach Anspruch 1 bis 17, deren Klemmstellen (K{ bis E8 ) mit Antriebsmotoren mit zugeordneter Strom-, Drehzahl- und gegebenenfalls Winkelregelung unabhängig voneinander Steuer- und/oder regelbar sind und bei denen der Gesamt-Schnittregisterfehler (y18) und/oder damit verbundene weitere Teil-Schnittregisterfehler {Y* 3 , Y* , Y*) an oder vor einem Messerzylinder ( Ks ) und/oder an oder vor einer oder mehreren diesem Messerzylinder { Ks ) vorgeordneten Klemmstellen { Kt , Kk ) Kx bis K6) über eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahnen mittels mindestens eines Sensors (SE, SU, SO) erfassbar sind, die Bahnzugkräfte ( E^ ) mittels mindestens eines weiteren Sensors erfassbar sind und diese von den Sensoren (SΕ, SU, SO) erfassten Registerabweichungen (y13 , y,* , Yk *) und Bahnzugkräfte (FJ ) zur Beeinflussung der Teil-Schnittregisterfehler (y13 , y , yj") und des Gesamt-Schnittregisterfehlers (yl8) einer Regel- und/oder Steuerungseinrichtung zur Veränderung von Winkellagen oder Umfangsgeschwindigkeiten (v, bis v8 ι v, , vk ) der jeweiligen Klemmstelle (K bis Kz , Kt , Kk ) zuführbar sind, wobei die Bahnzugkräfte {Fjk ) in einem Bahnabschnitt (j-k) und die Registerfehler {Y*) in einem anderen oder demselben Bahnabschnitt entkoppelt voneinander durch Sollwerte ( FJkw , Y* ttW , y18lv ) einstellbar sind, wozu eine Mensch-Maschine- Schnittstelle, insbesondere ein Leitstand, mit entsprechender Visualisierung vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Abwickeleinrichtungen (K0) mittels Tänzerwalzen oder Bahnzugkraftregelkreisen derart steuerbar sind, dass mit Hilfe der Umfangsgeschwindig- keiten der Abwickeleinrichtungen der instationäre und stationäre, in das betreffende System eingeleitete Massenstrom, gemessen in kgs~x , veränderbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (SE, SO, SU) und zugehörige Auswerteeinrichtungen bei Nenngeschwindigkeit der Druckmaschine die Information über den oder die Registerfehler (y18 ; Y* 3 Y* , Y* k ) und die Bahnzugkraft ( FJk ) in minimaler Zeit zur Verfügung stellen und mit Schnittstellen ausgeführt sind, welche die Registerfehler ( y18 ; Y* 3 Y*, ; Y* k ) und Bahnzugkräfte (FJk ) über Feldbusse, Ethernet oder andere Kommunikationsbusse und -Schnittstellen übertragen. 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und/oder Steuerungseinrichtung als Zentralrechner, vorzugsweise im Leitstand, oder als eingebettete Rechner, vorzugsweise in Steuer- oder Reglerschränken, oder funktioneil dezentralisiert in den jeweiligen
Umrichtergeräten realisiert sind und alle Informationen (Istwerte, Sollwerte, Regelalgorithmen) in Echtzeit verarbeitbar sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass mathematische Modelle in Form von Filtern, Beobachtern, etc. und/oder als Kurven, Tabellen und Charakteristiken mit Hilfe von Algorithmen und/oder experimentell gewonnenen Daten in einer Rechen- und/oder Steuereinrichtung implementiert sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mehrbahnenbetrieb vorgesehen ist.
PCT/EP2004/008751 2003-08-06 2004-08-04 Verfahren und vorrichtung zur regelung des schnittregisters bei einer rollendruckmaschine mit mehrbahnigem betrieb WO2005016806A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04763798.8A EP1656315B1 (de) 2003-08-06 2004-08-04 Verfahren zur regelung des schnittregisters bei einer rollendruckmaschine mit mehrbahnigem betrieb
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