AT512098A2 - A method of calculating the initial diameter of a web winding on a roll after a roll change - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen des Ausgangsdurchmessers ( A ) einer Warenbahnwicklung (102) auf einer Rolle (103) nach einem Rollenwechsel, wobei die Warenbahn (101) von der Rolle (103) abgewickelt und einer Transporteinrichtung (110) der Bearbeitungsmaschine mit einer Bahntransportgeschwindigkeit (v2) zugeführt oder einer Transporteinrichtung (110) der Bearbeitungsmaschine mit einer Bahntransportgeschwindigkeit (v2) entnommen und auf die Rolle (103) aufgewickelt wird, wobei die Rolle (103) mit einer veränderlichenWickelgeschwindigkeit (v1) rotiert, die im Rahmen einer Regelung einer Regelgröße (xist) als Stellgröße vorgegeben wird, wobei der Ausgangsdurchmessers (D1) der Warenbahnwicklung (102) auf der Rolle (103) nach dem Rollenwechsel berechnet wird aus einer Veränderung der Regelgröße (xist) während einer vorgegebenen Zeitspanne unter Berücksichtigung von Wickelgeschwindigkeit (v1) und Bahntransportgeschwindigkeit (v2) während dieser Zeitspanne.The invention relates to a method for calculating the initial diameter (A) of a web winding (102) on a roll (103) after a roll change, wherein the web (101) from the roll (103) unwound and a transport device (110) of the processing machine with a Web transport speed (v2) or a transport device (110) of the processing machine with a web transport speed (v2) and wound on the roll (103), wherein the roller (103) with a variable winding speed (v1) rotates, in the context of a control of a Controlled variable (xist) is specified as a manipulated variable, wherein the output diameter (D1) of the web winding (102) on the roll (103) after the roll change is calculated from a change in the controlled variable (xist) during a predetermined period taking into account winding speed (v1) and web transport speed (v2) during this period.

Description

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Verfahren zum Berechnen des Ausgangsdurchmessers einer Warenbahnwicklung auf einer Rolle nach einem RollenwechselA method of calculating the initial diameter of a web winding on a roll after a roll change

Beschreibungdescription

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen des Ausgangsdurchmessers einer Warenbahnwicklung auf einer Rolle nach einem Rollenwechsel sowie eine Recheneinheit zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for calculating the initial diameter of a web winding on a roll after a roll change as well as a computing unit for its implementation.

Obwohl nachfolgend hauptsächlich auf Rollendruckmaschinen und deren Wickeleinrichtungen Bezug genommen wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern vielmehr auf alle Arten von Bearbeitungsmaschinen gerichtet, bei denen eine Warenbahn bzw. Materialbahn ab-oder aufgerollt wird. Die Erfindung ist aber insbesondere bei Rollendruckmaschinen, wie z.B. Zeitungsdruckmaschinen, Akzidenzdruckmaschinen, Tiefdruckmaschinen, Verpackungsdruckmaschinen, Digitaldruckmaschinen oder Wertpapierdruckmaschinen, sowie bei sonstigen Bahnbearbeitungsmaschinen, wie z.B. Beutelmaschinen, Briefumschlagsmaschinen oder Verpackungsmaschinen, einsetzbar. Die Warenbahn kann aus Papier, Stoff, Pappe, Kunststoff, Metall, Gummi, in Folienform usw. ausgebildet sein.Although reference will be made hereafter mainly to web-fed printing presses and their winding devices, the invention is not limited thereto, but rather directed to all types of machine tools in which a web or web is unwound or rolled up. However, the invention is particularly applicable to web-fed printing machines, such as e.g. Newspaper printing machines, commercial printing machines, gravure printing machines, packaging printing machines, digital printing machines or securities printing machines, as well as other web-processing machines, e.g. Pouch machines, envelope machines or packaging machines, can be used. The web can be made of paper, cloth, cardboard, plastic, metal, rubber, in foil form, etc.

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik sind warenbahnverarbeitende Maschinen, wie z.B. Druckmaschinen, bekannt, bei denen eine Wickeleinrichtung (Auf- oder Abwickler) einen Rollenwechsler aufweist, um zur Neige gehendes Material (d.h. eine gewickelte Warenbahn) auf einer ersten Rolle während des Betriebs durch eine Rolle mit neuem Material zu ersetzen bzw. umgekehrt. Eine Wickeleinrichtung mit Rollenwechsler weist üblicherweise zwei um eine Schwenkachse schwenkbare Schwenkarme auf, die jeweils eine Rolle zum Auf- oder Abwickeln einer Warenbahn tragen. Die Schwenkarme können mittels eines elektrischen Antriebs frei um die ύιλά-Λ. .:.In the prior art, web processing machines such as e.g. Printing machines, known in which a winder (winder or unwinder) comprises a roll changer to replace overhanging material (i.e., a wound web) on a first roll with a new material roll during operation, or vice versa. A winding device with roll changer usually has two pivotable about a pivot axis pivot arms, each carrying a roll for winding or unwinding of a web. The swivel arms can freely move around the ύιλά-Λ by means of an electric drive. .:.

Schwenkachse schwenkbar sein, um den Rollenwechsel zu ermöglichen. Ein solcher Rollen-wechsler ist in der EP 2 050 699 A2 gezeigt, auf die hinsichtlich weiterer technischer Details der zugrunde liegenden Wickler verwiesen sei. Dort wird ein Verfahren offenbart, um einen Ist-Durchmesser der Rolle während der Schwenkbewegung zu bestimmen. 5Swivel axis to be pivotable to allow the roll change. Such a roller changer is shown in EP 2 050 699 A2, to which reference is made for further technical details of the underlying winder. There, a method is disclosed for determining an actual diameter of the roll during the pivoting movement. 5

Ein Rollenwechsel findet entweder "fliegend" statt, d.h. erste und zweite Rolle rotieren und die Warenbahnen werden verbunden, üblicherweise mittels eines auf der Warenbahn der zweiten Rolle vorgesehenen Klebestreifens verklebt, oder im Stillstand, d.h, erste und zweite Rolle stehen, während die Warenbahnen verbunden werden. Um den Betrieb aufrechtzuerhalten, ist im 10 zweiten Fall ein Warenbahnspeicher (üblicherweise ein sog. Tänzer) vorhanden, der während des Verbindungsvorgangs geleert wird.A role change takes place either " flying " instead of, i. rotate the first and second rollers and the webs are connected, usually glued by means provided on the web of the second roll of adhesive strip, or standing at a standstill, that is, first and second roles, while the webs are connected. In order to maintain operation, in the second case there is a web store (usually a so-called dancer) which is emptied during the connection process.

Bei der normalen Bearbeitung steht eine der Rollen über die Warenbahn in Verbindung mit der Maschine, wobei die Warenbahn entweder dem Auszugswerk ("Outfeed") der Maschine mit 15 einer Bahntransportgeschwindigkeit entnommen und auf die Rolle aufgewickelt oder von derIn normal processing, one of the rolls is placed over the web in connection with the machine, the web being either taken out of the machine at the web outfeed (" outfeed ") at a web transport speed and taken up on or off the reel

Rolle abgewickelt und dem Einzugswerk ("Infeed") der Maschine mit einer Bahntransportgeschwindigkeit zugeführt wird. Die Rolle wird dabei von einem Antrieb, üblicherweise einem Zentrumsantrieb, Umfangsantrieb o.ä., mit einer Wickelgeschwindigkeit angetrieben. 20 Der Durchmesser der aufgewickelten Warenbahn auf der Rolle ändert sich während des Wi ckelvorgangs ständig und wird von einer Wickelsteuerung bspw. mittels des Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen der Wickelgeschwindigkeit und der Bahntransportgeschwindigkeit bestimmt. Die Bahntransportgeschwindigkeit wird an einer Referenzachse, insbesondere einer Bahntransportachse, abgenommen, wobei die Referenzachse eine Referenz zur Transportge-25 schwindigkeit der Warenbahn definiert. Die Referenzachse kann dabei auch eine simulierte bzw. emulierte Achse sein (sog. virtuelle Achse). Die Wickelgeschwindigkeit wird üblicherweise im Rahmen einer Regelung (d.h. im geschlossenen Regelkreis) oder auch einer Steuerung (d.h. im offenen Regelkreis) als Stellgröße vorgegeben, bspw. im Rahmen einer Tänzerlageregelung, einer Antriebsmomentregelung, einer Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsregelung, einer 30 Zugkraftregelung oder einer Zugkraftsteuerung, wie es weiter unten anhand der Figuren 1-3 erläutert wird. Es sei betont, dass im Rahmen dieser Erfindung sowohl eine Regelung (d.h. im geschlossenen Regelkreis) als auch eine Steuerung (d.h. im offenen Regelkreis) als "Regelung" bezeichnet werden und sowohl die Regelgröße einer Regelung als auch die zu steuernde Größe einer Steuerung als "Regelgröße" bezeichnet werden.Roll is unwound and the infeed ("Infeed") of the machine is supplied at a web transport speed. The role is driven by a drive, usually a center drive, peripheral drive or similar, with a winding speed. The diameter of the wound web on the roll is constantly changing during the winder operation and is determined by a winding control, for example, by means of the speed ratio between the winding speed and the web transport speed. The web transport speed is taken off at a reference axis, in particular a web transport axis, the reference axis defining a reference to the transport speed of the web. The reference axis can also be a simulated or emulated axis (so-called virtual axis). The winding speed is usually specified in the context of a control (ie in the closed loop) or a control (ie in the open loop) as a manipulated variable, eg. In the context of a Tänzerlageregelung, a drive torque control, a speed or speed control, 30 traction control or a Traction control, as will be explained below with reference to Figures 1-3. It should be emphasized that in the context of this invention, both closed-loop (closed-loop) control and open-loop ("open-loop") control are referred to as " control " and both the control variable of a control and the size of a control to be controlled as " controlled variable " be designated.

Eine Durchmesserberechnung ist jedoch unmittelbar nach einem Rollenwechsel nicht möglich, da die genannten Regelungen durch den Rollenwechsel gestört werden. Es ist daher im Stand der Technik üblich, den Ausgangsdurchmesser der neuen Rolle manuell in die Recheneinheit einzugeben, was fehlerträchtig ist, oder über aufwändige Apparaturen (z.B. Lichtschranken) messen zu lassen, was teuer ist. Die Kenntnis des Ausgangsdurchmessers ist jedoch notwendig, um eine passende (Anfangs-)Wickelgeschwindigkeit vorgeben zu können, bis eine herkömmliche Durchmesserberechnung wieder funktioniert.However, a diameter calculation is not possible immediately after a roll change, since the rules mentioned are disturbed by the roll change. It is therefore common in the art to manually input the output diameter of the new roll into the computing unit, which is error prone, or to measure through expensive equipment (e.g., photointerrupters), which is expensive. However, knowing the initial diameter is necessary in order to be able to specify a suitable (initial) winding speed until a conventional diameter calculation works again.

Es ist daher wünschenswert, eine einfache Möglichkeit zur Ermittlung des Ausgangsdurchmessers einer Rolle nach einem Rollenwechsel zur Verfügung zu haben.It is therefore desirable to have a simple way of determining the starting diameter of a roll after a roll change.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfmdungsgemäß werden ein Verfahren zum Berechnen des Ausgangsdurchmessers einer Warenbahnwicklung auf einer Rolle nach einem Rollenwechsel sowie eine Recheneinheit zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method is proposed for calculating the initial diameter of a product web winding on a roll after a roll change and a computing unit for carrying it out with the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung schafft die Möglichkeit, den Ausgangsdurchmesser einer neuen Rolle in der Maschine bzw. deren Steuereinrichtung zu berechnen. Eine manuelle und fehlerträchtige Eingabe durch den Bediener oder eine aufwändige Messung ist nicht notwendig. Dies führt insbesondere zu Zeit- und Kostenersparnis.The invention provides the ability to calculate the exit diameter of a new roll in the machine or its control device. A manual and error-prone input by the operator or a complex measurement is not necessary. This leads in particular to time and cost savings.

Im Rahmen der Erfindung wird der Ausgangsdurchmesser der Warenwicklung bestimmt aus Größen, die üblicherweise ohnehin in der Maschine bekannt sind oder leicht ermittelt werden können, nämlich einer Veränderung der Regelgröße während einer vorgegebenen Zeitspanne unter Berücksichtigung von Wickelgeschwindigkeit und Bahntransportgeschwindigkeit während dieser Zeitspanne. Als Regelgröße dient vorzugsweise eine Tänzerlage, ein Antriebsmoment, eine Drehzahl oder eine Tangentialgeschwindigkeit des Rollenantriebs oder eine Zugkraft zwischen Rolle und Einzugs- oder Auszugswerk.In the context of the invention, the initial diameter of the goods winding is determined from variables which are usually already known in the machine or can be easily determined, namely a change in the controlled variable during a predetermined period taking into account the winding speed and web transport speed during this period. As a controlled variable is preferably a dancer position, a drive torque, a speed or a tangential speed of the roller drive or a tensile force between the role and collection or withdrawal plant.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät einer Wickeleinrichtung (bspw. einer Druckmaschine), ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfmdungs-gemäßes Verfahren durchzuführen. 5An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device of a winding device (for example, a printing press) is, in particular programmatically, configured to perform a erfmdungs-related method. 5

Auch die Implementierung der Erfindung in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten ermöglicht, insbesondere wenn eine ausführende Recheneinheit noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-10 Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computemetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the invention in the form of software is advantageous because this allows very low cost, especially if an executing processing unit is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. 15Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings. 15

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, 20It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention, 20

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbei spielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. 25 FigurenbeschreibungThe invention is illustrated by Ausführungsbei play in the drawing shown schematically and will be described below in detail with reference to the drawings. 25 figure description

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Wickeleinrichtung zur Ver wendung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 30 Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Wickeleinrichtung zur Ver wendung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,1 shows a schematic representation of a first winding device for use with a preferred embodiment of the invention, FIG. 2 shows a schematic representation of a second winding device for use with a preferred embodiment of the invention,

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Wickeleinnchtung zur Ver- wendung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,FIG. 3 shows a schematic representation of a third winding device for use with a preferred embodiment of the invention,

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Wickeleinrichtung mit Größen, die für die Bestimmung des Ausgangsdurchmessers gemäß einer bevorzugten Aus-fuhrungsfoim der Erfindung relevant sind. 5FIG. 4 shows a schematic representation of a winding device with variables which are relevant for the determination of the exit diameter according to a preferred embodiment of the invention. 5

In den Figuren 1 bis 3 werden zunächst aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeiten zum Betrieb einer Wickeleinrichtung beschrieben, welche sich gleichsam für das Abwickeln einer Warenbahn von einer Rolle und das Zufuhren der abgewickelten Warenbahn in eine Bearbeitungsmaschine oder für das Entnehmen der Warenbahn aus der Bearbeitungsmaschine und 10 das Aufwickeln auf eine Rolle eignen. In den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht wiederholt beschrieben.FIGS. 1 to 3 first describe ways of operating a winding device which are known from the prior art and which are similar to the unwinding of a web from a roll and the feeding of the unwound web into a processing machine or for the removal of the web from the processing machine and 10 are suitable for winding on a roll. In the figures, the same or the same elements are provided with the same reference numerals and will not be described repeatedly.

Aus Vereinfachungsgründen werden die Figuren anhand eines Abwickelvorgangs erläutert.For reasons of simplification, the figures will be explained with reference to an unwinding process.

Dies ist jedoch rein beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. 15However, this is purely illustrative and not restrictive. 15

In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform einer für die Erfindung geeigneten Wickeleinrichtung 100 dargestellt. Es handelt sich dabei um eine sehr einfache Ausführungsform, bei welcher eine Warenbahn 101 von einer Warenbahnwicklung 102 abgewickelt und einem Einzugsweik 110 als Transporteinrichtung der Bearbeitungsmaschine zugeführt wird. Die Wicklung 102 befindet 20 sich auf einer Rolle 103, welche von einem Antrieb (üblicherweise einem Elektromotor; nicht gezeigt) angetrieben wird. Auf gleiche Weise wird das Einzugswerk 110 (üblicherweise ebenfalls von einem Elektromotor; nicht gezeigt) angetrieben. Auf diese Weise geben das Einzugswerk eine Bahntransportgeschwindigkeit V2 und die Rolle eine Wickelgeschwindigkeit vj vor (die Geschwindigkeiten v beschreiben Tangentialgeschwindigkeiten, mit der die Warenbahn 25 bewegt wird; die Umrechnung in eine Drehzahl ist selbstverständlich). Aus den Geschwindigkeiten vj und v2 ergibt sich in der Warenbahn 101 zwischen der Rolle 103 und dem Einzugswerk 110 eine Bahnzugkraft Fn. In der dargestellten Ausführungsform wird die Bahnzugkraft Fi2 im offenen Regelkreis ohne Rückführung als Regelgröße geregelt, indem von einer Recheneinheit 150 als Stellgröße die Wickelgeschwindigkeit V| vorgegeben bzw. beeinflusst wird. Die 30 für die Erfindung relevante Veränderung der Regelgröße "Bahnzugkraft" kann hier mittelbar über eine Veränderung des Ist-Antriebsmoments des Antriebs der Rolle 103 bestimmt werden. Das Ist-Antriebsmoment kann beispielsweise über die Stromaufnahme ermittelt werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist. 6M4FIG. 1 shows a first embodiment of a winding device 100 suitable for the invention. It is a very simple embodiment, in which a web 101 is unwound from a web winding 102 and fed to a collection process 110 as a transport device of the processing machine. The winding 102 is located on a roller 103, which is driven by a drive (usually an electric motor, not shown). In the same way, the feed train 110 is driven (usually also by an electric motor, not shown). In this way, the infeed system specifies a web transport speed V2 and the reel a winding speed vj (the velocities v describe tangential velocities with which the web 25 is moved, the conversion to a rotational speed is of course). From the speeds vj and v2, a web tension Fn is produced in the web 101 between the reel 103 and the infeed 110. In the illustrated embodiment, the web tension Fi2 is regulated in the open loop without feedback as a controlled variable by the winding speed of a computing unit 150 as the manipulated variable V | is specified or influenced. The 30 relevant to the invention change in the controlled variable "web tension". can be determined indirectly via a change of the actual drive torque of the drive of the roller 103 here. The actual drive torque can be determined, for example, via the current consumption, as is known in the prior art. 6M4

Eine weiter verbesserte Ausführungsform ist in Figur 2 dargestellt, in der die Wickeleinrichtung 200 über eine Rückführung der Bahnzugkraft Fn verfügt, so dass eine Regelung im geschlossenen Regelkreis realisiert ist. Zur Messung der Bahnzugkraft Fl2 ist eine sogenannte Kraftmessdose 210 vorgesehen, wie es im Stand der Technik bekannt ist. 5A further improved embodiment is shown in Figure 2, in which the winding device 200 has a return of the web tension Fn, so that a closed-loop control is realized. For measuring the web tension Fl2, a so-called load cell 210 is provided, as is known in the art. 5

Eine der Ausführungsform 200 vergleichbare Ausführungsform beinhaltet eine Regelung des Antriebsmoments des Antriebs der Rolle 103. Hierbei wird üblicherweise ein oberer Drehmo-mentschwellwert des Antriebs vorgegeben. Eine Regelung des Antriebsmoments entspricht im Prinzip einer Regelung der Bahnzugkraft- Eine weitere vergleichbare Ausführungsform bein-10 haltet die Regelung einer Tangentialgeschwindigkeit v* der Rolle 103 (bzw. der zugehörigen Drehzahl).An embodiment 200 comparable embodiment includes a control of the drive torque of the drive of the roller 103. In this case, an upper torque threshold value of the drive is usually specified. A control of the drive torque corresponds in principle to a regulation of the web tension force. Another comparable embodiment of FIG. 10 holds the control of a tangential velocity v * of the roller 103 (or the associated rotational speed).

Eine weiter verbesserte Ausführungsform ist in Figur 3 dargestellt, in der die Wickeleinrichtung 300 über eine Tänzerlageregelung verfügt. Dazu ist ein sogenannter Tänzer 310 vorgese-15 hen, bei dem eine Tänzerrolle 311 in einer Richtung x bewegbar ist. Die Ist-Tänzerlage :¾ wird an die Recheneinheit 1 SO übertragen, die durch Beeinflussung der Geschwindigkeit V| die Ist-Tänzerlage jcjst auf eine Soll-Tänzerlage xsou regelt.A further improved embodiment is shown in FIG. 3, in which the winding device 300 has a dancer position control. For this purpose, a so-called dancer 310 is provided, in which a dancer roller 311 can be moved in a direction x. The actual dancer position: ¾ is transmitted to the arithmetic unit 1 SO, which is influenced by the speed V | the actual dancer position jcjst on a target dancer position xsou regulates.

Die dargestellte Ausführungsform verfügt überdies über eine Zugkraftregelung, die in diesem 20 Fall jedoch für die Erfindung nicht relevant ist. Die von der Kraftmessdose 210 gemessene Zugkraft F12 wird an eine Recheneinheit 160 übermittelt, die entsprechend einer Regelabweichung beispielsweise den Tänzerdruck P eines Pneumatikzylinders einstellt.The illustrated embodiment also has a draft control, which in this case, however, is not relevant to the invention. The measured by the load cell 210 tensile force F12 is transmitted to a computing unit 160, which adjusts, for example, the dancer pressure P of a pneumatic cylinder according to a control deviation.

Solange die beschriebenen Regelungen aktiv sind, kann der Durchmesser der Wicklung 102 auf 25 der Rolle 102 durch Vergleich der Geschwindigkeiten v, und v2 berechnet werden, da derAs long as the described arrangements are active, the diameter of the winding 102 can be calculated 25 of the roller 102 by comparing the speeds v, and v2, since the

Durchmesser der angetriebenen Rolle des Einzugswerks bekannt ist. Die Wickelgeschwindigkeit setzt sich dann üblicherweise zusammen aus einem Anteil der Maschinensteuerung (üblicherweise entsprechend einer Leitachse) und einem Anteil der Regelung (üblicherweise eine additive Sollgeschwindigkeit). Der Anteil der Maschinensteuerung wird dabei in Abhängigkeit 30 vom momentanen Wicklungsdurchmesser verändert, üblicherweise durch einen sog. Feinab-gleich (entspricht einem Übersetzungsverhältnis). Während des Rollenwechsels wird jedoch die Durchmesserberechnung für die zu wechselnde Rolle deaktiviert und für die neue Rolle/Wicklung kann die Durchmesserberechnung auf dem üblichen Weg noch nicht erfolgen. Um währenddessen eine sinnvolle Winkelgeschwindigkeit vi vorgeben zu können, ist es im Stand der Technik üblich, den Ausgangsdurchmesser der neuen Wicklung durch den Bediener in die Recheneinheit eingeben zu lassen oder durch aufwändige Messvorrichtungen zu messen. 5Diameter of the driven roller of the intake is known. The winding speed is then usually composed of a portion of the machine control (usually corresponding to a master axis) and a portion of the control (usually an additive set speed). The proportion of the machine control is changed depending on the current 30 winding diameter, usually by a so-called. Feinab equal (corresponds to a gear ratio). During the roll change, however, the diameter calculation for the roll to be changed is deactivated and for the new roll / winding, the diameter calculation can not yet be carried out in the usual way. In order to be able to specify a meaningful angular velocity vi during this, it is customary in the prior art to have the starting diameter of the new winding entered by the operator into the arithmetic unit or to be measured by elaborate measuring devices. 5

Im Rahmen der Erfindung, welche im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbei-spiels erläutert wird, kann der Ausgangsdurchmesser nun anhand von ohnehin bekannten Größen berechnet werden. 10 In Figur 4 sind nur die für die nachfolgenden Überlegungen relevanten Elementen aus Figur 3 dargestellt. Ln beschreibt die Länge zwischen der Rolle 103 in dem Einzugswerk 110, Dx den Ausgangsdurchmesser der Wicklung 102, D2 den Durchmesser des angetriebenen Zylinders des Einzugswerks 110, Dt den Durchmesser der Tänzerrolle undjtist die Ist-Tänzerlage. 15 Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist die Gesamtlänge lges der Warenbahn 101 zwischen der Rolle 103 und dem Einzugswerk 110 zu bestimmen, welche von der Tänzerlage abhängt (je tiefer sich die Tänzerrolle 311 in Figur 4 befindet, desto länger ist die Warenbahn). Eine gegebenenfalls nicht rechtwinklige Geometrie wird der Fachmann entsprechend bei der Berechnung der Gesamtlänge lges berücksichtigen. 20In the context of the invention, which is explained below with reference to a preferred Ausführungsbei-game, the output diameter can now be calculated on the basis of already known sizes. FIG. 4 shows only the elements of FIG. 3 which are relevant for the following considerations. Ln describes the length between the roller 103 in the drafting unit 110, Dx the output diameter of the winding 102, D2 the diameter of the driven cylinder of the infeed 110, Dt the diameter of the dancer roller and the actual dancer position. In the present embodiment, the total length lges of the web 101 between the reel 103 and the infeed 110 is to be determined, which depends on the dancer position (the lower the dancer roller 311 in Figure 4, the longer the web). An optionally non-rectangular geometry will be considered by the skilled person in the calculation of the total length lges. 20

Aus dem Vergleich der beiden Geschwindigkeiten vi und v2 kann bei Kenntnis des Durchmessers Di, bei Kenntnis der Ist-Tänzerlage (welche hier die Regelgröße ist) und Berücksichtigung der geometrischen Zusammenhänge der Durchmesser Di der Wicklung 102 berechnet werden gemäß: 25 = ^2 "*"2·*ώί+0, i-iT-Dj. — £)7. ü) L[m], x [m], D [m]From the comparison of the two velocities vi and v2, knowing the diameter Di, knowing the actual dancer position (which is the controlled variable here) and taking into account the geometric relationships, the diameters Di of the winding 102 can be calculated according to: 25 = ^ 2 " * "2 * * ώί + 0, i-iT-Dj. - £) 7. ü) L [m], x [m], D [m]

Bei der Betrachtung während einer Zeitspanne T ergibt sich eine Veränderung Δχ&amp; der Ist-30 Tänzerlage und es ergeben sich aus den Geschwindigkeiten V| und v2 jeweils Drehungen der Rollen um einen Winkel Δφι bzw. Δφ2 und daraus: (2) 2 Αχ^=Δφ1·^--Αφ2·ψ • ♦ » « • · •-8Π4-· A&lt;p[rad], D[m], x[m] aus (1) und (2) folgt: _ 4·Δχ.,+Δ©, ·£),When viewed during a period of time T, a change Δχ &amp; the actual dancer position and it results from the velocities V | and v2 each rotation of the rollers by an angle Δφι or Δφ2 and therefrom: (2) 2 Αχ ^ = Δφ1 · ^ - Αφ2 · ψ • • «---8Π4- · A <p [rad], D [m], x [m] from (1) and (2) follows: _ 4 · Δχ., + Δ ©, · £),

Dl=-sa-23-2. (3) Δψι 5Dl = -sa-23-2. (3) Δψι 5

Somit kann der Ausgangsdurchmesser D\ der Wicklung 102 aus der Veränderung Axüi der Ist-Tänzerlage (=Regelgröße) während der Zeitspanne T unter Berücksichtigung von Wickelgeschwindigkeit vi und Bahntransportgeschwindigkeit v2 während dieser Zeitspanne berechnet werden. 10Thus, the initial diameter D \ of the winding 102 can be calculated from the change Axüi the actual dancer position (= controlled variable) during the period T taking into account the winding speed vi and web transport speed v2 during this period. 10

Im Stillstand der Warenbahn mit v2=0 bzw. Δφ2=0 ergibt sich folgende Vereinfachung: A =4-4^- (4) Δ&lt;ρ,At standstill of the web with v2 = 0 or Δφ2 = 0, the following simplification results: A = 4-4 ^ - (4) Δ <p,

In diesem Fall kann der Durchmesser durch Drehen der Rolle 103 und Beobachten der Auswirkung auf die Regelgröße bestimmt werden. Alternativ ist auch möglich, im Stillstand den Soll-15 wert für die Regelgröße (hier Tänzerlage) zu verändern und nach erfolgtem Ausgleichsvorgang des Reglers die Veränderung von Δφι zu ermitteln.In this case, the diameter can be determined by rotating the roller 103 and observing the effect on the controlled variable. Alternatively, it is also possible to change the nominal value for the controlled variable (here dancer position) at standstill and to determine the change of Δφι after the compensating process of the controller has taken place.

Eine analoge Vereinfachung für vi=0 bzw. Δφι=0 und v2&gt;0 bzw. Δφ2&gt;0 (Rolle 103 im Stillstand und Einzugswerk 110 in Bewegung) lässt sich ebenso ableiten und verwenden. 20An analogous simplification for vi = 0 or Δφι = 0 and v2> 0 or Δφ2> 0 (roll 103 at standstill and infeed 110 in motion) can also be derived and used. 20

Nachfolgend wird erläutert, wie der Ausgangsdurchmesser Di der Wicklung 102 bei einer Aus-fuhrungsform gemäß den Figuren 1 und 2 bestimmt wird.The following explains how the output diameter Di of the winding 102 is determined in the case of an embodiment according to FIGS. 1 and 2.

Aus dem Hooke’sehen Gesetz ergibt sich eine Veränderung AF der Bahnzugkraft aus einer 25 Veränderung Δε der Bahndehnung: AF = E-ΑΑε (5) F [N]j E-Modul E [N/m2], Querschnittsfläche A[m2], e [%]From the Hooke's law a change AF of the web tensile force results from a change Δε of the web elongation: AF = E-εε (5) F [N] j modulus E [N / m2], cross-sectional area A [m2], e [%]

Dabei können E-Modul und Querschnittsfläche ermittelt und als konstant angenommen werden. 30 Für die Veränderung Aeder Bahndehnung gilt: • m * · • · •-9Π4-* *E-modulus and cross-sectional area can be determined and assumed to be constant. 30 The following applies to the change in the aether extension: • m * · • · • -9Π4- * *

a A A A (6) Δψ^-γ-Δψι'γ l, ges F [rad], r [m], 1 [m], x [m] 5a A A A (6) Δψ ^ -γ-Δψι'γ l, tot F [rad], r [m], 1 [m], x [m] 5

Mit (5) und (6):A = (jrj · + δ^2 · A ] Ap, (7) 10With (5) and (6): A = (jrj * + δ ^ 2 · A] Ap, (7) 10

Somit kann der Ausgangsdurchmesser Di der Wicklung 102 aus der Veränderung AF der Zugkraft (=Regelgröße) während der Zeitspanne T unter Berücksichtigung von Wickelgeschwindigkeit V] und Bahntransportgeschwindigkeit v? während dieser Zeitspanne berechnet werden.Thus, the output diameter Di of the winding 102 can be calculated from the variation AF of the traction force (= controlled variable) during the period T taking into account the winding speed V] and the web transport speed v? be calculated during this period.

Im Stillstand der Warenbahn mit V2=0 bzw. Δφ2=0 ergibt sich dann folgende Vereinfachung: 2-AF C A =' (8) 15 E A Δφ} In diesem Fall kann der Durchmesser durch Drehen der Rolle 103 und Beobachten der Auswirkung auf die Regelgröße bestimmt werden. Alternativ ist auch möglich, im Stillstand den Sollwert für die Regelgröße (hier z.B. Zugkraft, Antriebsmoment oder Geschwindigkeit) zu verändern und nach erfolgtem Ausgleichsvorgang des Reglers die Veränderung von A&lt;p[ zu ermitteln. 20At standstill of the web with V2 = 0 or Δφ2 = 0, the following simplification results: 2-AF CA = '(8) 15 EA Δφ} In this case, the diameter can be adjusted by turning the roller 103 and observing the effect on the controlled variable be determined. Alternatively, it is also possible to change the setpoint value for the controlled variable (here, for example, tractive force, drive torque or speed) at standstill and to determine the change in A <p [p] after the compensating process has taken place. 20

Eine analoge Vereinfachung für vi=0 bzw. Δφι=0 und v2&gt;0 bzw. Δφ2&gt;0 (Rolle 103 im Stillstand und Einzugswerk 110 in Bewegung) lässt sich ebenso ableiten und verwenden.An analogous simplification for vi = 0 or Δφι = 0 and v2> 0 or Δφ2> 0 (roll 103 at standstill and infeed 110 in motion) can also be derived and used.

Bei einer sensorlosen Wickeleinrichtung, bspw. gemäß Figur 1, kann AF mittelbar aus der Veränderung ΔΜ[ des Ist-Antriebsmoments der Rolle 103 während der Zeitspanne T abgeleitet werden gemäß:In a sensorless winding device, for example according to FIG. 1, AF can be derived indirectly from the change ΔΜ [of the actual drive torque of the roller 103 during the time period T according to:

Es ergibt sich dann: (9) 25The result is then: (9) 25

(10) und(10) and

(11) 5 Es ist zweckmäßig, die Winkelveränderungen (und damit die Längenänderung) relativ klein zu wählen, um die Warenbahn nicht zu beschädigen und/oder die Tänzerrolle oder eine Kraftmessdose in einen Anschlag zu treiben. Andererseits wird das Berechnungsergebnis umso genauer, je größer die Winkelveränderung ist, da dann sich dann Fehler (z.B. Messfehler, Rauschen) geringer auswirken. Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems ist, mit einer nur 10 kleinen W inkelveränderung den Ausgangsdurchmesser zu bestimmen. Die nur kleine Winkelveränderung ergibt sich bspw. aus einer maximal zulässigen Längenänderung (diese kann bestimmt werden, da der Aufbau der Maschine ja bekannt ist) und der Annahme, der Ausgangsdurchmesser entspräche dem größtmöglichen Durchmesser. 15 In vorteilhafter Weiterbildung kann aus dem mit der nur kleinen Winkelveränderung bestimmten Ausgangsdurchmesser eine maximal zulässige Winkelveränderung bestimmt werden. In einem zweiten Schritt wird dann der Ausgangsdurchmesser genauer bestimmt durch eine größere Winkelveränderung, die höchstens der maximal zulässigen Winkelveränderung entspricht.(11) 5 It is appropriate to choose the angular changes (and thus the change in length) relatively small in order not to damage the web and / or to drive the dancer roll or a load cell into a stop. On the other hand, the larger the angular change, the more accurate the calculation result becomes, because then errors (e.g., measurement error, noise) will be less. One way of solving this problem is to determine the starting diameter with only a small change in diameter. The only small change in angle results, for example, from a maximum permissible change in length (this can be determined since the structure of the machine is known) and the assumption that the output diameter corresponds to the largest possible diameter. In an advantageous development, a maximum permissible change in angle can be determined from the output diameter determined with only a small angular change. In a second step, the starting diameter is then more accurately determined by a larger angle change, which corresponds at most to the maximum permissible angle change.

Claims (13)

'um-· Ρ4Τ£λ&gt;7 Ansprüche 1. Verfahren zum Berechnen des Ausgangsdurchmessers (A) einer Warenbahnwicklung (102) auf einer Rolle (103) nach einem Rollenwechsel, wobei die Warenbahn (101) von der Rolle (103) abgewickelt und einer Transporteinrichtung (110) der Bearbeitungsmaschine mit einer Bahntransportgeschwindigkeit (v2) zugefuhrt oder einer Transporteinrichtung (110) der Bearbeitungsmaschine mit einer Bahntransportge-10 schwindigkeit (¾) entnommen und auf die Rolle (103) aufgewickelt wird, wobei die Rolle (103) mit einer veränderlichen Wickelgeschwindigkeit (vj) rotiert, die im Rahmen einer Regelung einer Regelgröße (.xFl2) als Stellgröße vorgegeben wird, wobei der Ausgangsdurchmessers (D|) der Warenbahnwicklung (102) auf der Rolle (103) nach dem Rollenwechsel berechnet wird aus einer Veränderung der Regelgröße (xü„ F|2) wäh-15 rend einer vorgegebenen Zeitspanne unter Berücksichtigung von Wickelgeschwindigkeit (vi) und Bahntransportgeschwindigkeit (v2) während dieser Zeitspanne.Claims 1. Method for calculating the starting diameter (A) of a fabric winding (102) on a roll (103) after a roll change, wherein the fabric (101) is unwound from the roll (103) and a roll (103) Transport device (110) of the processing machine with a web transport speed (v2) fed or a transport device (110) of the processing machine with a Bahntransportge-10 speed (¾) and wound on the roll (103), wherein the roller (103) with a variable Winding speed (vj) rotates, which is specified as a control variable in the context of a control of a controlled variable (.xFl2), wherein the output diameter (D |) of the web winding (102) on the roller (103) after the roll change is calculated from a change in the controlled variable (xü "F | 2) during a given period taking into account winding speed (vi) and web transport speed (v2) w During this period of time. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Regelgröße eine Tänzerlage (xto), ein Antriebsmoment eines Antriebs der Rolle (103), eine Tangentialgeschwindigkeit oder eine Rotationsge- 20 schwindigkeit der Wicklung (102) oder eine Zugkraft (F|2) in der Warenbahn (101) zwischen Rolle (103) und Transporteinrichtung (110) ist.2. The method of claim 1, wherein the controlled variable a dancer position (xto), a drive torque of a drive of the roller (103), a tangential speed or a Rotationsge- 20 speed of the winding (102) or a tensile force (F | 2) in the web (101) between roller (103) and transport means (110). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Winkelveränderung der Rolle (103) und/oder eine Winkel Veränderung der Transporteinrichtung (110) bei der Berechnung des Aus- 25 gangsdurchmessers (D i) berücksichtigt werden.3. The method of claim 1 or 2, wherein an angular change of the roller (103) and / or an angle change of the transport device (110) in the calculation of the output gear 25 diameter (D i) are taken into account. 4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Sollwert für die Regelgröße verändert wird und der Ausgangsdurchmessers (Di) berechnet wird aus der sich dadurch ergebenden Veränderung der Regelgröße (xit/, F,2) während der vorgegebenen Zeitspanne unter Berücksichtigung der 30 Winkel Veränderung der Rolle (103) und/oder der Transporteinrichtung (110) während der vor gegebenen Zeitspanne.4. The method of claim 3, wherein the setpoint for the controlled variable is changed and the output diameter (Di) is calculated from the resulting change in the control variable (xit /, F, 2) during the predetermined time period taking into account the 30 angle change of Roller (103) and / or the transport device (110) during the pre-given period of time. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei eine erste Winkelveränderung durchgeführt wird, die sich aus einer maximal zulässigen Längenänderung der Warenbahn (101) zwischen5. The method of claim 3 or 4, wherein a first angular change is performed, resulting from a maximum allowable change in length of the web (101) between V · • · • · 12714’- Rolle (103) und Transporteinrichtung (110) und einem größtmöglichen Ausgangsdurchmesser ergibt.V · · · · · 12714'- roller (103) and transport device (110) and a maximum possible exit diameter results. 6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein erster Ausgangsdurchmesser unter Berücksich-5 tigung der ersten Winkelveränderung berechnet wird, eine zweite Winkelveränderung durchge- fuhrt wird, die sich aus der maximal zulässigen Längenänderung der Warenbahn (101) zwischen Rolle (103) und Transporteinrichtung (110) und dem ersten Ausgangsdurchmesser ergibt und ein zweiter Ausgangsdurchmesser unter Berücksichtigung der zweiten Winkelveränderung berechnet wird. 106. The method according to claim 5, wherein a first initial diameter is calculated taking into account the first angular change, a second angle change is carried out, resulting from the maximum permissible change in length of the web (101) between the roller (103) and the transport device ( 110) and the first exit diameter and a second exit diameter is calculated taking into account the second angle change. 10 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Länge der Warenbahn (101) zwischen Rolle (103) und Transporteinrichtung (110) bei der Berechnung des Ausgangsdurchmessers (Di) berücksichtigt wird.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the length of the web (101) between the roller (103) and transport means (110) in the calculation of the output diameter (Di) is taken into account. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Elastizitätsmodul und eine Querschnittsfläche der Warenbahn (101) zwischen Rolle (103) und Transporteinrichtung (110) bei der Berechnung des Ausgangsdurchmessers (DQ berücksichtigt werden.8. The method according to any one of the preceding claims, wherein a modulus of elasticity and a cross-sectional area of the web (101) between the roller (103) and transport means (110) in the calculation of the output diameter (DQ be considered. 9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Rollenwechsel bei Still-20 stand der Bearbeitungsmaschine durchgeführt wird.9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the roll change in Still-20 stood the processing machine is performed. 10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei während der vorgegebenen Zeitspanne die Wickelgeschwindigkeit (vi) Null ist und die Bahntransportgeschwindigkeit (v2) größer Null ist. 2510. The method according to any one of the preceding claims, wherein during the predetermined period of time, the winding speed (vi) is zero and the web transport speed (v2) is greater than zero. 25 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei während der vorgegebenen Zeitspanne die Wickelgeschwindigkeit (vi) größer Null ist und die Bahntransportgeschwindigkeit (v2) Null ist.11. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein during the predetermined period of time, the winding speed (vi) is greater than zero and the web transport speed (v2) is zero. 12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungsmaschine eine Druckmaschine, eine Rollendruckmaschine, Zeitungsdruckmaschine, eine Akzidenz-druckmaschine, eine Tiefdruckmaschine, eine Verpackungsdruckmaschine, eine Digitaldruckmaschine, eine Wertpapierdruckmaschine, eine Beutelmaschine, eine Briefumschlagsmaschine oder eine Verpackungsmaschine ist.12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the processing machine is a printing press, a web press, newspaper printing press, a commercial printing press, a gravure printing machine, a packaging printing machine, a digital printing press, a securities printing machine, a bag machine, an envelope machine or a packaging machine. • * · Μ • · · * • · « » · * · «· «· · «ft 13714·-*• * • Μ • · * • • 137 137 137 137 137 137 13714 · - * 13. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzufiihren.13. Arithmetic unit which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims. 5. Okt. 2012Oct 5, 2012