CN101811391A - 在加工机器中调节幅带张力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在加工机器中、尤其在无轴的印刷机(100)中调节幅带张力的方法，此加工机器用来加工物料幅带(101)，其中物料幅带(101)被分成至少两个幅带张力部段，其中由两个夹紧位置(110-115)限定一个幅带张力部段。此加工机器(100)具有至少一个幅带张力调节机构(115)和至少一个待打开和待闭合的夹紧位置(111-114)。在通过闭合所述至少一个夹紧位置(111-114)而夹住物料幅带时，给所述至少一个幅带张力调节机构(115)加载预控制变量。

Description

在加工机器中调节幅带张力的方法

技术领域

本发明涉及一种在加工机器中调节幅带张力的方法，还涉及一种计算单元、一种相应的计算机程序和一种相应的计算机程序产品。

尽管下面主要参照印刷机，但本发明并不局限于此，而是涉及到所有类型的加工物料幅带或材料幅带的加工机器。但本发明尤其可应用在印刷机中，例如报纸印刷机、零星印刷机、凹版印刷机、包装印刷机或有价证券印刷机，或应用在加工机器中，例如制袋机、信封机或包装机。物料幅带可由薄膜状的纸、布料、板纸、塑料、金属、橡胶等构成。

背景技术

在加工机器中，尤其在印刷机中，物料幅带沿着传动轴(物料幅带传输轴，例如牵引辊和进给辊)和非传动轴(例如换向辊、导辊、干燥辊或冷却辊)进行运动。物料幅带同时借助大多同样驱动的加工轴被加工，例如印刷、冲压、切割、折叠等。

物料幅带的幅带张力受所谓的夹紧位置影响，它形状配合或力锁合地夹住物料幅带。在此，这通常是指被驱动的传输机构或加工机构。在凹版印刷机中通常构成印刷机构，其中在驱动的印刷滚筒、承压滚筒和物料幅带之间产生力锁合的单元，进纸机构和出纸机构分别构成夹紧位置。物料幅带可分成幅带张力部段，其中由两个夹紧位置限定一个幅带张力部段。在幅带张力部段内，可设置多个传动轴和/或非传动轴。整个物料幅带经常分成多个幅带张力部段，有时也具有不同的幅带张力额定值。

在机器起动之后，首先在单个的幅带张力部段中调节幅带张力。为此，在进纸和出纸之间调节幅带张力，紧接着依次闭合夹紧位置。通过夹住物料幅带，通常会导致辊子与物料幅带缠绕，即改变(通常是延长)由物料幅带过度张紧的路段。这会导致幅带张力的提高，这必须补偿。夹紧位置必须依次闭合，因为幅带张力调节机构的动力特性不足以补偿幅带张力的提高，此幅带张力的提高是由多个夹紧位置的同时闭合引发的。因此，在经过了一定的运行时间后，要在机器中调节静止的幅带张力特性，即在单个的幅带张力部段中的幅带张力达到静止值。但此调节或校平过程需要一定的时间，加工机器在此期间主要生产废品或废纸。一旦达到静止的状态，此加工机器就能生产出质量足够好的产品。此外，还限制了夹紧位置的闭合速度(例如承压滚筒的靠合速度)，以避免撕破幅带。

在DE 10 2006 004 307 A1中公开了一种方法，此方法可缩短振动过程的持续时间。提到的措施是，给单个的幅带张力部段设置幅带张力测量装置，并在机器运行时调节幅带张力。此方法的缺点是，会产生一定数量的废纸，在加工过程中控制幅带张力的调节也很麻烦。因为尤其必须考虑印刷机构的角度位置，以确保对版套准性。此外，设置多个测量点也很麻烦且昂贵。

在未在先公开的DE 10 2007 053 527中描述了，在机器静止时调节单个幅带张力部段中的幅带张力。在这种构造方案中，确定每个单个的幅带张力部段中的幅带张力，这是相当麻烦的。此外，按照机器还希望，在靠合承压滚筒时可移动幅带，以便还可以调节侧面的幅带传导。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种更好的调节幅带张力的方法，此方法尤其可在幅带运动时应用，但生产出较少的废纸。

此目的通过具有独立权利要求的特征的一种调节幅带张力的方法、一种计算单元、一种计算机程序和一种计算机程序产品得以实现。有利的改进方案是从属权利要求和以下叙述的内容。

在按本发明的调节幅带张力的方法中，在用来加工物料幅带的加工机器中，尤其在无轴的印刷机中，物料幅带被分成至少两个幅带张力部段，其中由两个夹紧位置限定一个幅带张力部段。此加工机器具有至少一个幅带张力调节机构和至少一个待打开和待闭合的夹紧位置。在通过闭合所述至少一个夹紧位置而夹住物料幅带时，给所述至少一个幅带张力调节机构加载预控制变量。

因此，本发明尤其包含这样的理念，即同样地调整幅带张力调节机构，以避免由于夹紧位置的闭合而改变幅带张力。此调整这样进行，即补偿由于夹紧位置的闭合而引发的物料幅带的长度变化。优选在夹紧过程中或尽可能短地夹紧过程之后，对幅带张力调节机构进行调整，以避免或减少幅带张力的变化。

借助按本发明的解决方案，在夹紧位置的闭合过程中可使幅带张力基本保持不变。可提高夹紧位置的闭合速度，例如承压滚筒的靠合速度。因为不再需要在单个的部段中再调节幅带张力，可节省相应的幅带张力测量点。还可同时移动多个夹紧位置直至几乎闭合成夹紧部位，或者甚至完全闭合。因此，处理过程整体上明显加快，并减少废品。

符合目的的是，所述至少一个幅带张力调节机构构成为夹紧位置。尤其是使用本来存在的运送装置(例如进纸机构或出纸机构)，用来实现幅带张力的调节，可省下额外的元件。原则上，每个可调节的夹紧位置(例如加工装置、印刷机构等)都可起幅带张力调节机构的作用。在此通过加载或调整至少一个限定此幅带张力部段的夹紧位置，来调节幅带张力部段中的幅带张力。但也同样可以设置单独的幅带张力调节机构，例如跳动辊。

符合目的的是，通过调整角度、速度调节和/或限制界定了此幅带张力部段的夹紧位置的驱动矩，来调节幅带张力部段中的幅带张力。在此夹紧位置上起作用的预控制变量可包含这些变量中一个或多个。

在优选的构造方案中，借助估计和/或借助观察来在调节技术方面检测幅带张力部段中的幅带张力，因此可以省略测量部件。在应用模块化的控制回路或模块化的控制***时，可模拟出幅带张力的特性。

有利的是，所述预控制变量或者对所述至少一个用来调节幅带张力的夹紧位置进行的加载或调整，级联分配到另外至少一个夹紧位置和/或轴上。尤其有利的是，所述加载作为预控制或所属的预控制值级联分配到相邻的夹紧位置/轴上。可借助不同的系数，例如取反、成比例、配权重来实现此级联分配。此级联分配的方向(即分配到随后的夹紧位置或先前的夹紧位置)是按调节的方向来定。例如，出纸机构的预控制可在随后的轴上级联分配。卷取机通常接在出纸机构后。如果也相应地预控制它的位置或速度，则例如在具有跳动辊的卷取机中不会产生跳动运动，不必须再次通过调节过程来对此跳动运动作出反应。在预控制进纸机构时，这同样适用于(例如)退卷机。

在一种构造方案中，根据物料幅带部段的长度，来自动地确定与至少一个幅带张力调节机构有关的控制器参数。在印刷机中，例如调节纵向和/或侧面套准，以达到最佳的印刷效果。已知的控制器(例如P控制器、D控制器、I控制器等)以及它们的任意组合都包含这些需调节的控制器参数。常用的控制器参数是比例增益K_p、积分增益K_I、微分增益K_D、积分时间(Nachstellzeit)T_N、微分时间(Vorhaltezeit)T_V、延迟T等。幅带张力调节机构的参数与待调节的物料幅带长度相匹配。例如在PI控制器中，控制器增益K_P(比例增益)与幅带长度呈比例地进行调节。为此在现有技术中，可选择最短的幅带长度，因此由此得出的K_P是最小的。但按本发明的此处建议的构造方案，K_P自动地、尤其有规律地与各自存在的幅带长度相匹配。在往下游延续的夹紧过程中，通过夹紧来改变在最后的夹紧位置(进纸机构或最后靠合的承压滚筒)和出纸机构之间的有效的幅带长度。在调节过程开始时，存在着较大的幅带长度，它随着夹紧位置的闭合而变小。后来，例如K_P可先选择得较大，然后在每次闭合夹紧位置之后同样变小。可规定，控制器参数可与幅带长度成比例地变化。这可在每个时间点上达到最佳的调节动态特性，因为通过控制器参数化可使控制器的动态特性与有效的幅带长度相匹配。

有利的是，直接在夹住物料幅带之后，通过闭合所述至少一个夹紧位置来实施所述至少一个夹紧位置的套准控制。所述套准控制可提前开始，因为不必等待振动过程或补偿过程。就在闭合夹紧位置之后，可直接激活各自的套准控制器，因此幅带张力和幅带长度不会出现明显的变化。因此可立即开始实施纵向套准，这可明显节省时间。有利的是，在套准控制时应用后继颜色-套准控制法，因为这只与两个相邻的夹紧位置之间的套准长度或套准偏差有关。

已知两类基本的套准控制。在标准颜色调节时，所有印刷的套准标记与预定的、通常首次涂敷的标记相比较。为此，把第一和第三印刷图像之间的套准偏差传递给第三印刷机构的套准控制器，其由此计算出用于第三印刷机构的相应的控制变量。

在先前颜色和后继颜色调节时，每个套准标记与位于它们前面的各个印刷机构的套准标记相比较。为此，把第二和第三印刷图像之间的套准偏差传递给第三印刷机构的套准控制器，其由此计算出用于第三印刷机构的相应的控制变量。与标准颜色调节相比，先前颜色调节具有优点，即提前测量参考标记、套准偏差较小，在加速阶段可实现更好的预控制。

按优选的实施例，跟随物料幅带的进程，依次地闭合夹紧位置。可跟随物料幅带的进程，在进纸机构中开始此调节，并在出纸机构中终止此调节，其中按顺序闭合夹紧位置。同样，可在出纸机构中开始此调节，并在进纸机构中终止此调节，其中在这种情况下可预控制进纸机构。但这还可能是不利的，因为前面的夹紧位置的套准控制器的振动进行得较迟，这由于到卷取机的幅带行程较长，会相应地产生较多废纸。在优选的情况下，可开始调节已闭合的夹紧位置的套准控制器。

尤其有利的是，按本发明的方法应用在构成为印刷机的加工机器中，其中所述至少一个待打开和待闭合的夹紧位置构成为具有印刷滚筒和承压滚筒的印刷机构。

由于机器在机械方面的前提条件，在靠合承压滚筒时，在位于它前面的幅带张力部段中可能会出现幅带张力变化。由于新达到的夹紧位置，此变化不能通过出纸机构补偿。通常的补偿过程通过连续的幅带运输进行，因此很费时，并与幅带速度和印刷机构之间的幅带长度有关。为了避免这样的幅带张力变化，可预控制待闭合的印刷机构的印刷滚筒，以使位于它前面的幅带张力部段中的幅带张力保持恒定。这种另外的预控制可通过调整角度或改变速度来实现。符合目的的是，在预控制幅带张力调节机构时，考虑这种另外的预控制。

设置了按本发明的、尤其在程序技术方面的计算单元、以便实施按本发明的方法。此计算单元可尤其设计成印刷机的幅带张力调节机构。

此外，本发明还涉及一种具有程序代码段的计算机程序，当计算机程序在计算机或相应的计算单元上实施，用来执行按本发明方法的所有步骤，以便为所述至少一个幅带张力调节机构产生所述预控制变量。

本发明还涉及一种具有程序代码段的计算机程序产品，此程序代码段存储在计算机可读的数据载体上，当计算机程序在计算机或相应的计算单元上实施，用来执行按本发明方法的所有步骤，以便为所述至少一个幅带张力调节机构产生所述预控制变量。软盘、硬盘、闪存、EEPROM、CD-ROM、DVD等尤其是合适的数据载体。通过计算机网络(因特网、局域网等)下载程序也是可能的。

从描述和附图中得出本发明的其它优点和构造方案

应理解，上述和下面还将阐述的特征不仅能以在各自说明的结合进行应用，也能以其它的组合或单独地进行应用，而不会离开本发明的框架。

附图说明

借助实施例在附图中示意性地示出了本发明，并在下面参照附图进行详细描述。

图1至5    示出了按本发明的方法的优选实施例的时间流程图，在此方法中依次闭合了构成为印刷机的加工机器的印刷机构。

附图标记列表

100                                   印刷机

101                                   纸张/物料幅带

110                                   进纸机构

110”’                               驱动器

111、112、113、114                    印刷机构

111’、112’、113’、114’            印刷滚筒

111”、112”、113”、114”            承压滚筒

111”’、112”’、113”’、114”’    驱动器

115                                   出纸机构

115”’                               驱动器

200                                   控制装置

具体实施方式

下面总体上综合地描述了图1至5，其中相同的元件用相同的附图标记表示。

在图1中，设计成印刷机的加工机器整体上用100表示。印刷材料(例如纸张101)通过进纸机构(Infeed)110传输到此机器中。此纸张101通过构成为印刷机构111、112、113、114的夹紧位置进行传导并印刷，并通过出纸机构(Outfeed)115再次送出。这些进纸机构、出纸机构和印刷机构110至115设置得可定位，尤其可修正滚筒或角度。印刷机构111至114位于进纸机构110和出纸机构115之间的调节幅带张力的区域内。

印刷机构111至114分别具有印刷滚筒111’至114’，承压滚筒111”至114”以较强压力分别可它们靠合，印刷滚筒111’至114’可单独且独立地进行驱动。所属的驱动器111”’至114”’是示意地示出的。所属的驱动器111”’至114”’构成得可自由旋转。进纸机构和出纸机构110或115分别具有两个相对运行的滚筒，它们用来传导纸张101。进纸机构和出纸机构110或115也可通过驱动器110”’或115”’进行单独地驱动。进纸机构和出纸机构110、115以及印刷机构111至114分别与贯穿的纸张101一起形成一个力锁合地连接的单元。因此，进纸机构110、出纸机构115以及印刷机构111至114分别是一个夹紧位置。为了开始如图1所示的调节过程，将进纸机构110和出纸机构115闭合，并打开印刷机构111至114，即脱开承压滚筒111”至114”。

在单个的印刷机构111至114之间的幅带部段(幅带张力部段)中，纸张101通过未详细阐述的辊子传导，这些辊子用102表示。为了清晰，不是所有的辊子都用标上了附图标记102。这尤其可指换向辊、干燥装置、冷却装置或切割装置等。为了控制印刷机，并为了调节幅带张力，设置了计算单元200。另外，它控制着驱动器110”’至115”’。

下面借助附图1至5描述了，在印刷机的所示实施例中，在考虑承压滚筒111”至114”的靠合的情况下，来实施出纸机构115的预控制。

从图1所示的状态开始，首先在物料幅带101运动时，靠合印刷机构111的承压滚筒111”，即闭合印刷机构111并夹住物料幅带。在图2中描述了这种情况。在靠合印刷机构111的承压滚筒111”时，借助靠合行程和围绕着承压滚筒的幅带曲线的几何形状，检测到幅带行程的延长。例如在180°缠绕时，幅带延长可能是承压滚筒的双倍的移动行程或冲程。通过以下方式来影响出纸机构115的运动，即将相同的幅带长度往回输送到机器中或不从机器中输送出来，从而通过预控制(其由虚线箭头标出)在出纸机构115上补偿所述延长。按照幅带速度，此预控制会使出纸机构更缓慢的向前旋转、静止或向后旋转。出纸机构的预控制例如可以是角度预控制或速度预控制，其与承压滚筒的位置或运动速度相适配。

紧接着，依次靠合后继的承压滚筒112”至114”，其中分别再次相应地预控制出纸机构115。图3至5中示出了这种情况。结果是，幅带张力在机器中保持恒定。

可选地规定，直接在靠合承压滚筒后，就开始所属的印刷机构的套准控制。为此，后继颜色调节是尤其优选的。在所示的视图中，在靠合承压滚筒112”之后，开始印刷机构112的套准控制。(印刷机构111通常预先规定套准位置，因此不必调节。)套准控制可提前开始，因为不必等待振动过程或补偿过程，而是在幅带张力部段中的幅带张力在印刷机构111和印刷机构112之间保持基本恒定。因此，可立即开始进行纵向套准，这明显节省了时间。在承压滚筒113”靠合后，可激活印刷机构113的套准控制。

应理解，在所示的附图中只示出了本发明的尤其优选的实施例。除此之后，还可以考虑任何其它的实施例，而不会离开本发明的框架。

Claims (13)

1.一种在用来加工物料幅带(101)的加工机器中、尤其在无轴的印刷机(100)中调节幅带张力的方法，

其中物料幅带(101)被分成至少两个幅带张力部段，其中由两个夹紧位置(110-115)限定一个幅带张力部段，

其中此加工机器(100)具有至少一个幅带张力调节机构(115)和至少一个待打开和待闭合的夹紧位置(111-114)，

其中在通过闭合所述至少一个夹紧位置(111-114)而夹住物料幅带(101)时，给所述至少一个幅带张力调节机构(115)加载预控制变量。

2.按权利要求1所述的方法，其中所述至少一个幅带张力调节机构构成为夹紧位置(110-115)。

3.按权利要求2所述的方法，其中所述预控制变量包含角度值、速度值和/或驱动矩。

4.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述预控制变量级联分配到另外至少一个夹紧位置和/或轴上。

5.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中根据物料幅带部段的长度，自动地确定与所述至少一个幅带张力调节机构(115)有关的控制器参数。

6.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中直接在夹住物料幅带(101)之后，通过闭合所述至少一个夹紧位置(111-114)来实施所述至少一个夹紧位置(111-114)的套准控制。

7.按权利要求6所述的方法，其中在套准控制时实施后继颜色调节。

8.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中借助估计和/或借助观察来检测幅带张力部段中的幅带张力。

9.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述加工机器构成为印刷机(100)，所述至少一个待打开和待闭合的夹紧位置构成为具有印刷滚筒(111’-114’)和承压滚筒(111”-114”)的印刷机构(111-114)。

10.按权利要求9所述的方法，其中在通过闭合了所述至少一个印刷机构(111-114)而夹紧物料幅带(101)时，所述至少一个印刷机构的印刷滚筒(111’-114’)也加载另外的预控制变量。

11.计算单元(200)，其根据上述权利要求中任一项所述的方法，用于为所述至少一个幅带张力调节机构产生所述预控制变量。

12.一种具有程序代码段的计算机程序，当计算机程序在计算机或相应的计算单元上实施，则用来执行按权利要求1至10中任一项所述的所有步骤，以便为所述至少一个幅带张力调节机构产生所述预控制变量。

13.一种具有程序代码段的计算机程序产品，此程序代码段存储在计算机可读的数据载体上，当计算机程序在计算机或相应的计算单元上实施，则用来执行按权利要求1至10中任一项所述的所有步骤，以便为所述至少一个幅带张力调节机构产生所述预控制变量。

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