DE102004062110A1 - Sheet-fed rotary printing press, with a motor control, has a measurement of the rotary oscillation of the rotary components for compensation parameters to overlay the motor control and compensate for register deviations - Google Patents
Sheet-fed rotary printing press, with a motor control, has a measurement of the rotary oscillation of the rotary components for compensation parameters to overlay the motor control and compensate for register deviations Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von Rotationsschwingungen im Antriebsräderzug einer Bogenrotationsdruckmaschine, wobei der Antriebsräderzug eine Bogenanlage und Druck- und/oder Lackwerke verbindet und an einem ersten Druck- oder Lackwerk nach der Bogenanlage von einem Hauptantriebsmotor, dem eine Antriebsregelung zugeordnet ist, angetrieben wird.The The invention relates to a method for reducing rotational vibrations in the drive wheel train a sheet-fed rotary printing press, wherein the drive wheel a Sheetfed and Druck- and / or Lackwerke connects and at one first printing or coating unit after the sheet system of a main drive motor, which is associated with a drive control is driven.
Bei Bogenrotationsdruckmaschinen ist es Standard, zumindest die Druckzylinder der einzelnen Druckwerke sowie die zwischen den Druckwerken angeordneten Transport- oder Übergabezylinder mit einem Zahnräderzug mechanisch miteinander zu koppeln und diesen Antriebsräderzug mittels eines Hauptantriebes elektrisch anzutreiben. Gleichzeitig werden auch Bogenan- und -auslage vom Antriebsräderzug mit angetrieben. Der Antriebsräderzug einer Druckmaschine mit den daran angekoppelten Rotationskörpern bildet ein Schwingungssystem, dessen Dynamik durch Lastmomente, Federkonstanten, Trägheitsmomente usw. bestimmt wird. Die gleichmäßige Rotation der Elemente dieses Antriebsstranges kann durch Rotationsschwingungen gestört werden.at Sheet-fed rotary printing presses are standard, at least the impression cylinder the individual printing units and arranged between the printing units Transport or transfer cylinder with a gear train to mechanically couple with each other and this Antriebsräderzug means to electrically drive a main drive. At the same time also sheet delivery and delivery of the drive wheel train with driven. Of the drive wheel a printing machine forms with the rotational bodies coupled thereto a vibration system whose dynamics are characterized by load moments, spring constants, moments of inertia etc. is determined. The uniform rotation The elements of this drive train can be disturbed by rotational vibrations.
Je mehr Druckwerke eine Bogendruckmaschine aufweist, desto größer wird die Schwingungsneigung.ever more printing units has a sheet-fed press, the larger it gets the tendency to oscillate.
Entstehungsquellen von Rotationsschwingungen in Bogenrotationsdruckmaschinen sind Drehmomentschwankungen im Antriebsräderzug. Drehmomentschwankungen führen infolge der Elastizität der Antriebszahnräder zu individuell unterschiedlichen Abweichungen von der Solldrehwinkellage bzw. zu Abweichungen in der Synchronität der Rotationsbewegungen bis hin zu Zahnflankenwechseln an den ineinander greifenden Antriebszahnrädern. Die lokal erregten Rotationsschwingungen setzen sich über die ineinandergreifenden Zahnräder des Antriebsräderzuges über die gesamte Druckmaschine fort, wobei sie sich als ständig wechselnde Schwankungen der Drehwinkeldifferenz zwischen den benachbarten Rotationskörpern und somit als qualitätskritische Übergabepasserfehler/Dublierfehler bemerkbar machen.emergence sources of rotational vibrations in sheet-fed rotary printing presses are torque fluctuations in the drive wheel train. torque fluctuations to lead due to the elasticity the drive gears to individually different deviations from the desired angular position or to deviations in the synchronicity of the rotational movements until towards tooth flank changes on the meshing drive gears. The locally excited rotational vibrations settle over the interlocking gears of the Drive wheel train over the entire printing machine, where they are constantly changing fluctuations the rotational angle difference between the adjacent rotational bodies and thus as quality-critical transfer error / duplication error to make noticable.
Wesentliche Schwingungsquellen sind Bogenpositioniersysteme (Vorder- und Ziehmarken) und Bogenbeschleunigungssysteme (Schwinganlage, Stopptrommel) von Bogenanlagen, die infolge ihrer diskontinuierlichen Bewegungen Schwankungen im Antriebsmoment der Bogenanlage verursachen. Da die Bogenanlage vom Antriebsräderzug mit angetrieben wird, werden die von der Bogenanlage verursachten Schwingungen auf den Antriebsräderzug übertragen und breiten sich über die gesamte Druckmaschine aus.basics Vibration sources are Bogenpositioniersysteme (front and Ziehmarken) and Sheet acceleration systems (vibration system, stop drum) of sheetfed, as a result of their discontinuous movements fluctuations in the Cause drive moment of the sheet system. Since the bow plant of drive wheel is powered by those caused by the bow plant Transmit vibrations to the drive wheel train and spread over the entire printing press off.
Die Drehmomentschwankungen an der Bogenanlage nehmen mit der Erhöhung der Drehzahl zu und führen zu druckqualitätsgefährdenden Schwingungsamplituden im gesamten Antriebsräderzug, die bei hohen Druckgeschwindigkeiten unzulässig hohe Übergabepasserabweichungen zwischen den in den einzelnen Druck- oder Lackwerken aufgebrachten Teildruckbildern oder Lackschichten zur Folge haben. Weiterhin führen die lastwechselbedingten Rotationsschwingungen im Antrieb zu starken Belastungen der Antriebselemente und zur Verschleißförderung.The Torque variations at the bow plant increase with increasing Speed to and lead to pressure quality hazardous vibration amplitudes in the entire drive wheel train, at high printing speeds inadmissibly high transfer register deviations between the in the individual printing or coating units applied partial print images or lacquer layers result. Furthermore, the load change caused Rotational vibrations in the drive to heavy loads on the drive elements and for wear promotion.
Rotationsschwingungen können durch passive und aktive Zusatzsysteme kompensiert werden. Bisher bekannte Kompensationseinrichtungen sind auf die unspezifische Kompensation aller auftretenden, periodischen und nichtperiodischen Rotationsschwingungen gerichtet, wofür aufwendige Schwingungsaufnehmer und Regelkreise erforderlich sind.rotational vibration can be compensated by passive and active auxiliary systems. So far known compensation devices are based on the nonspecific compensation all occurring, periodic and non-periodic rotational vibrations directed, for what consuming vibration sensor and control loops are required.
In
der
Die
Die
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den Nachteilen aus dem Stand der Technik ein Verfahren zur Reduzierung von Rotationsschwingungen, die durch die Bogenanlage verursacht werden, auszugestalten, dass mit geringstem Aufwand eine Vermeidung druckqualitätsmindernder Passerabweichungen an allen Druck- oder Lackwerken einer Rotationsdruckmaschine ermöglicht.Of the Invention is based on the object, starting from the disadvantages from the prior art, a method for reducing rotational vibrations, that are caused by the bow plant, that design with minimal effort avoiding pressure quality-reducing register deviations on all printing or coating units of a rotary printing machine allows.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention Task by a method having the features of the first claim solved. Appropriate further education of the method are the subject of the dependent claims.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die einer Berechnung oder messtechnischen Ermittlung gut zugänglichen periodischen Drehmomentschwankungen im Antrieb einer Bogenanlage durch Gegenmomente eines in unmittelbarer Nähe zur Bogenanlage am ersten Druck- oder Lackwerk angeordneten Hauptantriebsmotors zu kompensieren, so dass der resultierende Antriebsmoment zum zweiten Druck- oder Lackwerk frei von Rotationsschwingungen der Bogenanlage ist. Die drehzahlabhängigen Kompensationsdrehmomente sind innerhalb der Antriebsregelung des Hauptantriebsmotors als Wertetabelle (Drehwinkel, normierter Kompensationsdrehmoment) oder als Kompensationsmomente mit ihren Fourierkoeffizienten gespeichert.Of the The basic idea of the invention is that of a calculation or metrological determination of easily accessible periodic torque fluctuations in the drive of a sheet system by counter moments of an immediate Close to Sheet feeder on the first printing or coating unit arranged main drive motor compensate, so that the resulting drive torque to the second Printing or coating unit free from rotational vibrations of the sheet system is. The speed-dependent Compensation torques are within the drive control of the Main drive motor as a value table (rotation angle, normalized compensation torque) or stored as compensation moments with their Fourier coefficients.
Die Kompensationsdrehmomente für die Erzeugung der Gegenmomente werden mit Hilfe bekannter Berechnungsmethoden exakt berechnet oder einmalig in Testläufen unter pra xisnahen Druckbedingungen ermittelt und drehzahlabhängig als permanent wirkender Algorithmus dem Antriebsmotorstrom im späteren Druckbetrieb überlagert.The Compensation torques for the generation of the counter-moments are determined by means of known calculation methods calculated exactly or once in test runs under near-pressure conditions determined and speed-dependent superimposed as a permanent-acting algorithm the drive motor current in the later printing operation.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat die wirtschaftlichen Vorteile, dass es mit dem vorhandenen Hauptantriebsmotor realisierbar ist und keine zusätzlichen Schwingungskompensatoren benötigt. Anstelle aufwändiger Regelkreise ist lediglich ein programmierbares Steuerungsmodul für den Hauptantriebsmotorstrom erforderlich. Weiterhin garantiert das vorgeschlagene Verfahren mit einem Minimum an Kompensationsmitteln die Sicherung der Druckqualität an allen Druck- oder Lackwerken.The inventive method has the economic benefits of having it with the existing main engine is feasible and no additional Vibration compensators needed. Instead of complex Control circuits is merely a programmable control module for the main drive motor current required. Furthermore, the proposed method guarantees with a minimum of compensation means the assurance of print quality at all Printing or coating plants.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll am Beispiel einer Bogenrotationsdruckmaschine näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen dabei inThe inventive method will be explained in more detail using the example of a sheet-fed rotary printing press. The associated Drawings show in
In
Der Hauptantriebsmotor M wird von einer Antriebsregelung A drehzahl- und drehmomentgeregelt. Die Antriebsregelung A für den Hauptantriebsmotor M ist ein bekannter programmierbarer Antriebsregler, der in die Maschinensteuerung eingebunden ist. Der Antriebsregler weist ein programmierbares Modul KM für die Speicherung der Kompensationsmomente MAK auf.The main drive motor M is controlled by a drive control A speed and torque. The drive control A for the main drive motor M is a known programmable drive controller, which is integrated in the machine control. The drive controller has a programmable module KM for storing the compensation moments M AK .
In
einer Bogenanlage laufen eine Vielzahl von taktgebundenen Arbeitsbewegungen
ab, die dem Bogentransport und der genauen Bogenausrichtung dienen.
Die Bewegungen laufen mit periodischer Beschleunigung und Bremsung
der Arbeitsorgane ab und sind aufgrund dessen mit Lastwechseln im
Antriebssystem der Bogenanlage AN verbunden. Da die Bogenanlage
AN antriebsseitig mit dem Antriebsräderzug ARZ am benachbarten ersten
Druckwerk DW1 gekoppelt ist, werden diese periodischen (synchronen)
Drehmomentschwankungen bzw. Drehmomentschwingungen MAN zunächst auf
den Antriebsräderzug
ARZ im ersten Druckwerk übertragen
und dann über
die Zahnflankenkontakte der im Eingriff stehenden Zahnräder auf
die nachfolgenden Druck- und/oder Lackwerke weitergeleitet. Infolge der
Elastizität
der Antriebszahnräder
und der Massenträgheit
der angetriebenen Rotationskörper
DZ, ÜT
würden
dadurch Rotationsschwingungen über der
gesamten Länge
des Antriebsräderzuges
ARZ angeregt. Diese für
die Druckqualität
kritischen Drehmomentschwingungen MAN der
Bogenanlage AN werden nun erfindungsgemäß an der Stelle, an der sie
auf den Antriebsräderzug
ARZ übertragen
werden – das
ist das erste Druckwerk DW1 – mit
dem ebenfalls an dieser Stelle eintreibenden Hauptantriebsmotor
M kompensiert, indem dessen Antriebsmoment MA den
störenden
Drehmomentschwingungen MAN entgegengerichtete
Kompensationsmomente MAK aufgeprägt werden.
Die Drehmomentschwingungen MAN von der Bogenanlage
AN werden an der Eintriebsstelle des Hauptantriebsmotors M getilgt. Der
zum zweiten Druckwerk fließende
Drehmoment ist somit schwingungsfrei (
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt den Vorteil, dass die innerhalb von Bogenanlagen erzeugten Drehmomentschwingungen durch bekannte Berechnungsmethoden recht genau bestimmt werden können. Es handelt sich um geschlossene Systeme mit bekannten Massen und Bewegungsabläufen, die exakt modellierbar sind und weitgehend unbeeinflusst von den Eigenschaften der zu verarbeitenden Bogen ablaufen.The inventive method takes advantage of being produced within sheetfed systems Torque oscillations by known calculation methods right can be determined exactly. These are closed systems with known masses and Movements, which are exactly modelable and largely unaffected by the Properties of the sheets to be processed proceed.
Die Drehmomentschwankungen MAN werden als Drehmomentschwingungen behandelt und einer Fourier-Analyse unterworfen, die Fourierkoeffizienten einer kontinuierlichen MAN(φ)-Funktion liefert.The torque fluctuations M AN are treated as torque oscillations and subjected to Fourier analysis which yields Fourier coefficients of a continuous M AN (φ) function.
Danach
lassen sich Schwingungen als Summe von i diskreten harmonischen
Schwingungen mit unterschiedlichen Anteilen ai,
Frequenzen i·n
und Phasenlagen bi beschreiben:
Die Kompensationsmomente MAK des Hauptantriebsmotors M werden in diesem Fall als Fourierfunktion mit entgegengesetzten Phasenlagen im Modul KM der Antriebsregelung A gespeichert.The compensation moments M AK of the main drive motor M are stored in this case as a Fourier function with opposite phase angles in the module KM of the drive control A.
Die periodischen Drehmomentschwankungen MAN können im Ergebnis der Fourierkoeffizientenbestimmung oder einer Drehmomentmessung auch als diskrete (φ, MAK) – Wertepaare mit entgegengesetzter Phasenlage im Speichermodul für die Kompensationsmomente KM abgelegt werden.As a result of the Fourier coefficient determination or a torque measurement, the periodic torque fluctuations M AN can also be stored as discrete (φ, M AK ) value pairs with opposite phase positions in the memory module for the compensation moments KM.
Da die Kompensationsmomente MAK ebenso wie die Antriebsmomente MA von der vorgegebenen Drehzahl n abhängen und daher für jede mögliche Drehzahl separat gespeichert werden müssten, ist es zweckmäßig, sie als auf den Antriebsmoment MA des Hauptantriebsmotors M bezogene (normierte) Größe MAK/MA zu speichern.Since the compensation moments M AK as well as the drive torques M A depend on the given rotational speed n and therefore have to be stored separately for each possible rotational speed, it is expedient to use them as a (normalized) quantity M AK / related to the drive torque M A of the main drive motor M. M A to save.
Sollte eine Berechnung der Kompensationsmomente nicht vorgesehen sein, besteht die alternative Möglichkeit zur Messung der Drehmomentschwankungen MAN mittels geeigneter Drehmomentsensoren an der Antriebswelle der Bogenanlage AN oder die Möglichkeit zur Erfassung der Drehwinkelabhängigkeit des Antriebsmotorstromes IM des Hauptantriebsmotors M bei abgekoppelten Druck- und Lackwerken DW.If a calculation of the compensation moments is not provided, there is the alternative possibility of measuring the torque fluctuations M AN by means of suitable torque sensors on the drive shaft of the sheet system AN or the possibility of detecting the rotation angle dependence of the drive motor current I M of the main drive motor M at decoupled printing and coating units DW.
Zur Kompensation der Drehmomentschwingungen MAN der Bogenanlage AN wird drehzahlabhängig das der jeweils eingestellten Drehzahl (Druckgeschwindigkeit) zugeordnete normierte Kompensationsmoment MAK/ MA(φ), bzw. alle zugeordneten (φ, MAK/MA)-Wertepaare im Modul KM aufgerufen und der Antriebsmotorstrom IM des Hauptantriebsmotors M mit Hilfe der in der Antriebsregelung A implementierten M-I-Übertragungsfunktionen dementsprechend moduliert.For compensation of the torque oscillations M AN of the sheet system AN, the normalized compensation torque M AK / M A (φ) assigned to the respectively set rotational speed (printing speed) or all associated (φ, M AK / M A ) value pairs in the module KM are called up and the drive motor current I M of the main drive motor M is modulated accordingly by means of the MI transfer functions implemented in the drive control A.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anstelle der Antriebsstrommodulation am Hauptantriebsmotor M ebenso durchführbar mit einer Drehmomentüberlagerung durch einen zweiten Antrieb, der ein wesentlich kleinerer, nahezu verzögerungsfrei auf den Antriebsräderzug ARZ am ersten Druckwerk DW1 wirkender Motor sein kann, dessen Antriebs- oder Bremsmoment die Kompensationsmomente MAK in den Antriebsräderzug ARZ einprägt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einfachen Mitteln ein Druckmaschinenantrieb geschaffen werden, der schwingungsfrei den Antriebsräderzug antreibt und nicht von der Gesamtkonfiguration beeinflusst wird. Ohne zusätzliche mechanischen Getriebe wird ein Leistungsausgleich an der Eintriebsstelle des Hauptantriebsmotors am ersten Druckwerk nach der Bogenanlage erreicht. Dadurch werden höhere Druckgeschwindigkeiten ermöglicht, ohne dass Störungen aus der Bogenanlage bemerkbar werden. Der schwingungsbedingte Verschleiß wird reduziert und das Druckergebnis verbessert.The inventive method is instead of Antriebsstromomodulation on the main drive motor M also feasible with a torque overlay by a second drive, which may be a much smaller, almost instantaneous acting on the drive wheel ARZ on the first printing unit DW1 motor whose drive or braking torque, the compensation moments M AK in impresses the drive wheel train ARZ. By means of the method according to the invention, a printing machine drive can be created by simple means, which drives the drive wheel train in a vibration-free manner and is not influenced by the overall configuration. Without additional mechanical gear, power compensation is achieved at the input point of the main drive motor at the first printing unit after the sheet feeder. As a result, higher printing speeds are possible, without disturbances from the sheet system noticeable. The vibration-related wear is reduced and the printing result improved.
- AA
- Antriebsregelungdrive control
- ANAT
- Bogenanlagesheet feeder
- ARZARZ
- Antriebsräderzugdrive wheel
- AUAU
- BogenauslageStacker
- DW, DW1, 2DW, DW1, 2
- Druck- oder LackwerkePrint- or coating plants
- DZ, DZ1DZ, DZ1
- Druckzylinderpressure cylinder
- GG
- DrehwinkelgeberRotary encoder
- MM
- HauptantriebsmotorMain drive motor
- IM I M
- AntriebsmotorstromDrive motor power
- KMKM
- Modul für Kompensationsmomentemodule for compensation moments
- MA M A
- Antriebsmomentdrive torque
- MAK M AK
- Kompensationsmomentcompensation torque
- MAN M AN
- Drehmomentschwingung der Bogenanlagetorque vibration the bow plant
- ÜTUT
- ÜbergabetrommelTransfer drum
- ai a i
- Amplitude der i-ten harmonischen Schwingungamplitude the ith harmonic vibration
- bi b i
- Phasenlage der i-ten harmonischen Schwingungphasing the ith harmonic vibration
- ii
- Ordnung des diskreten harmonischen Schwingungsanteiles,order the discrete harmonic component of vibration,
- nn
- Drehzahlrotation speed
- tt
- ZeitTime
- φφ
- Drehwinkelangle of rotation
Claims (5)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006050208A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-04-30 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Method for compensating vibration-based circumferential register errors in a sheet-fed press |
-
2004
- 2004-12-23 DE DE102004062110A patent/DE102004062110A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102006050208A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-04-30 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Method for compensating vibration-based circumferential register errors in a sheet-fed press |
US8763529B2 (en) | 2006-10-25 | 2014-07-01 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Method of compensating for vibration-induced circumferential register errors in a sheet-fed printing press and sheet-fed printing press carrying out the method |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KOENIG & BAUER AKTIENGESELLSCHAFT, 97080 WUERZB, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |