DE102008062531A1

DE102008062531A1 - Verfahren zur Registerregelung bei einer Bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE102008062531A1
Application number: DE200810062531
Authority: DE
Inventors: Stephan Schultze; Holger Schnabel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-06-17
Also published as: ITMI20092179A1; IT1397206B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Registerregelung bei einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn, insbesondere bei einer wellenlosen Druckmaschine, wobei die Warenbahn wenigstens einen von zwei Klemmstellen begrenzten Bahnspannungsabschnitt umfasst, wobei eine Registerabweichung (e) wenigstens einer ersten Klemmstelle bestimmt wird, wobei die erste und/oder wenigstens eine zweite Klemmstelle zur Korrektur der Registerabweichung mit einem Korrekturwert (u) beaufschlagt wird. Erfindungsgemäß wird die Bahnspannung in wenigstens einem Bahnspannungsabschnitt vor der Registerkorrektur bestimmt und die Registerkorrektur in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung (b) ausgeführt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Registerregelung bei einer Bearbeitungsmaschine, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Obwohl nachfolgend hauptsächlich auf Druckmaschinen Bezug genommen wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern vielmehr auf alle Arten von Bearbeitungsmaschinen gerichtet, bei denen eine Warenbahn bzw. Materialbahn bearbeitet wird. Die Erfindung ist aber insbesondere bei Druckmaschinen, wie z. B. Zeitungsdruckmaschinen, Akzidenzdruckmaschinen, Tiefdruckmaschinen, Verpackungsdruckmaschinen oder Wertpapierdruckmaschinen, sowie bei Verarbeitungsmaschinen, wie z. B. Beutelmaschinen, Briefumschlagsmaschinen oder Verpackungsmaschinen, einsetzbar. Die Warenbahn kann aus Papier, Stoff, Pappe, Kunststoff, Metall, Gummi, in Folienform usw. ausgebildet sein.
Stand der Technik
Bei betreffenden Bearbeitungsmaschinen, insbesondere bei Druckmaschinen, wird eine Warenbahn entlang von angetriebenen Bahntransportachsen bzw. -einrichtungen, wie z. B. Zugwalzen oder Vorschubwalzen, und nicht angetriebenen Achsen, wie z. B. Umlenk-, Leit-, Trocknungs- oder Kühlwalzen, bewegt. Die Warenbahn wird gleichzeitig mittels meist ebenfalls angetriebener Bearbeitungsachsen bzw. -einrichtungen bearbeitet, beispielsweise bedruckt, gestanzt, geschnitten, gefalzt usw. Die angetriebenen Achsen (Klemmstellen) beeinflussen sowohl die Bahnspannung als auch die jeweilige Längsabweichung einzelner Bearbeitungseinrichtungen, beispielsweise ein Farb- oder Längsregister.
Ein Registerregler greift über geeignete Stellglieder in den Druckprozess ein, um erkannte Registerabweichungen auszugleichen. Die Ursache für Abweichungen zwischen den einzelnen Drucken sind neben der relativen Position der Druckwerke zueinander Änderungen in der Geometrie des Bedruckstoffes. Diese Geometrieänderungen werden zum Beispiel durch den Einfluss von Feuchtigkeit oder durch zwischen den Druckwerken angeordnete Trocknungseinrichtungen hervorgerufen.
Die Registerregelung ist üblicherweise so aufgebaut, dass die einzelnen Regler unabhängig voneinander arbeiten, im Falle von Tiefdruck- bzw. Inline-Flexodruckmaschinen kann den Reglern nachfolgend ein Verkopplungsnetzwerk (bzw. Entkopplungsnetzwerk) angeordnet sein, das die Stellvorgänge der einzelnen Regler derartig verkoppelt, dass die einzelnen Längsregister der gedruckten Warenbahn entkoppelt werden (nur so können die einzelnen Längsregisterregler entkoppelt voneinander arbeiten).
Durch die reibschlüssige Verbindung zwischen Druckwerk, Presseur und Warenbahn im Beispiel einer Tiefdruckmaschine führt jeder Stellvorgang eines Längsregisterreglers auch zu einer Bahnspannungsänderung. Diese Bahnspannungsänderung tritt beispielsweise bei Folgefarbenregelung des Längsregisters (Längsregister wird zwischen zwei aufeinanderfolgenden Druckwerken geregelt) in den beiden Warenbahnabschnitten auf, die von der geregelten Klemmstelle begrenzt werden. Bei optimaler Entkopplung werden die Längsregister in den übrigen Warenbahnabschnitten nicht beeinflusst. Bei der Regelung auf eine Referenzfarbe (in der Regel eine erste Marke), bei der alle anderen gedruckten Marken mit dieser Marke verglichen und relativ zu dieser geregelt werden, kann durch eine optimale Entkopplung erreicht werden, dass die Längsregister in den übrigen Warenbahnabschnitten nicht beeinflusst werden. Bei einer Vorgängerfarbenregelung wird die von der der Registerverstellung verursachte Bahnspannungsänderung mit der entsprechenden Verzögerung des jeweiligen Materialbahnabschnitts durch die Maschine transportiert.
Der physikalische Zusammenhang zwischen Längsregisterverstellung und Bahnspannungsänderung ist systemimmanent vorhanden. Dennoch sollten Bahnspannungsänderungen u. a. aus nachfolgend erläuterten Gründen so gering wie möglich gehalten werden.
Bei einer Verringerung der Bahnspannung besteht die Gefahr, dass die Warenbahn seitlich in der Maschine verläuft. Dies führt zu Seitenregisterfehlern oder im schlimmsten Falle zu einer vollständigen Entspannung der Bahn mit Durchhängen der Warenbahn. Eine durchhängende Warenbahn kann in der Maschine jedoch nicht mehr transportiert werden.
Eine übermäßige Erhöhung der Bahnspannung führt zu Längsfalten und im Grenzfall zum Bahnriss. Die seitliche Ausrichtung der Warenbahn kann auch bei einer starken Erhöhung der Bahnspannung negativ beeinflusst werden. Weiterhin kann eine Erhöhung der Bahnspannung zu einer dauerhaften Verformung der Warenbahn führen (z. B. plastische Verformung von PE-Material). Dies kann negative Auswirkungen auf die nachfolgende Weiterverarbeitung der Warenbahn haben (z. B. Bahnverschmälerung durch Ziehen des Materials, Dickenverringerung des Materials, welches zu verringerter Bahnrissgrenze des Materials führen kann).
Im Grenzfall kann auch eine durchhängende Warenbahn ebenso wie eine zu straffe Warenbahn zum Riss der Bahn führen. Ein Bahnriss bedeutet Maschinenstillstand mit signifikanten Auswirkungen auf die Produktionsdauer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Achskorrektur von Bearbeitungseinrichtungen einer bahnverarbeitenden Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer bahnverarbeitenden Druckmaschine, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Registerregelung bei einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn, insbesondere bei einer wellenlosen Druckmaschine, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Registerregelung bei einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn, insbesondere bei einer wellenlosen Druckmaschine, umfasst die Warenbahn wenigstens einen von zwei, bspw. als Transport- oder Bearbeitungseinrichtungen ausgebildeten, Klemmstellen begrenzten Bahnspannungsabschnitt. Eine Registerabweichung wenigstens einer ersten Klemmstelle wird bestimmt, wobei die erste und/oder wenigstens eine zweite Klemmstelle zur Korrektur der Registerabweichung mit einem Korrekturwert, d. h. insbesondere einer Stellgröße wie z. B. einer Winkelverstellung, einem Feinabgleich, einem Getriebefaktor, einer Geschwindigkeitsverstellung usw., beaufschlagt wird. Ausdrücklich sei an dieser Stelle erwähnt, dass nicht zwangsläufig auch diejenige Klemmstelle mit einer Stellgröße beaufschlagt wird, an der eine Registerabweichung vorliegt. Abhängig von der gewählten Regelstrategie kann nämlich eine Registerabweichung an einer ersten Klemmstelle bspw. auch durch Beaufschlagung einer oder mehrerer (stromaufwärtiger und/oder stromabwärtiger) zweiter Klemmstellen (optional inkl. Ein- und/oder Auszugswerke) erfolgen. Erfindungsgemäß wird die Bahnspannung in wenigstens einem Bahnspannungsabschnitt vor der Registerkorrektur bestimmt und die Registerkorrektur in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung ausgeführt.
Vorteile der Erfindung
Durch die erfindungsgemäße Lösung können übermäßige Bahnspannungsänderungen während der Registerkorrektur verhindert werden. Damit werden die oben genannten Nachteile, die im Stand der Technik auftreten, wie z. B. Bahnverzug, Faltenwurf, Reifen usw., vermieden. Erstmalig wird bei der Registerregelung auch die Auswirkung auf die Bahnspannung beachtet, wobei insbesondere eine Verkopplung der physikalischen Bahnspannungsvorgänge zwischen den einzelnen Klemmstellen, insbesondere Druckwerken, berücksichtigt wird.
Zweckmäßigerweise wird die Bahnspannung in wenigstens einem von der wenigstens einen zu beaufschlagenden Klemmstelle beeinflussten, insbesondere begrenzten, Bahnspannungsabschnitt vor der Registerkorrektur bestimmt. Je nach Ausgestaltung bzw. Entkopplung der Maschine beeinflusst eine Registerverstellung nur die Bahnspannung in den von der Klemmstelle begrenzten Bahnspannungsabschnitten oder auch in weiter entfernt liegenden Abschnitten. Vorteilhafterweise wird die Erfindung entsprechend diesen zugrunde liegenden Voraussetzungen eingesetzt, so dass während einer Registerverstellung einer Klemmstelle die Bahnspannung in einigen oder allen Bahnspannungsabschnitten berücksichtigt wird, die von dieser Klemmstelle beeinflusst werden.
Vorzugsweise wird in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung eine Ablöseregelung durchgeführt, sodass ein Registerregelkreis geöffnet und ein Bahnspannungsregelkreis geschlossen wird. Mit anderen Worten übernimmt die Bahnspannungsregelung die Kontrolle über die eine oder die mehreren zu beaufschlagenden Klemmstellen, wenn eine zu hohe oder zu niedrige Bahnspannung festgestellt wird, um diese wieder einzuregeln. Es ist alternativ möglich, diese Regelung mittels einer Umschaltung zu projektieren, die über logische Verknüpfungen aus einer Grenzwertüberwachung der Bahnspannung betätigt wird.
In Ausgestaltung wird in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung ein additiver Wert bzw. eine adaptive Vorsteuergröße an wenigstens einer Stelle des Registerregelkreises eingespeist. Die Vorsteuergröße kann positiv oder negativ sein. Die Einspeisung kann z. B. am Reglerausgang, am Reglereingang, beim Sollwert oder beim Istwert erfolgen. Dem Fachmann sind darüber hinaus weitere Stellen zur Einspeisung geläufig.
Zweckmäßigerweise wird der zulässige Wert des Registerkorrekturwerts in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung beschränkt. Insbesondere ist die Beschränkung derart einzurichten, dass sie dem festgestellten, unerwünschten Bahnspannungsverhalten entgegenwirkt bzw. diese zumindest nicht verstärkt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird ein Zulässigkeitsbereich für den Registerkorrekturwert vorgegeben und der untere und/oder obere Grenzwert des Zulässigkeitsbereich in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung verändert. Bspw. wird für einen Bahnspannungsabschnitt, der durch zwei geregelte Klemmstellen begrenzt wird, eine optimale Bahnspannung definiert. Entspricht der Bahnspannungs-Istwert dieser optimalen Bahnspannung, so sind die Reglerbegrenzungen in ihrem vordefinierten Rahmen geöffnet, d. h. es ist eine optimale Dynamik bei der Registerregelung möglich. Steigt die Bahnspannung nun in diesem Abschnitt an, so wird die Reglerbegrenzung des ersten Registerreglers in negativer Richtung begrenzt, d. h. es sind keine oder nur noch sehr kleine Verstellungen in dieser Richtung möglich. Der zweite Registerregler wird in seiner positiven Stellrichtung begrenzt, so dass in dieser Richtung keine oder nur noch sehr kleine Verstellungen möglich sind. Somit wird verhindert, dass die Bahnspannung durch Registerreglerverstellungen weiter ansteigt. Die Beschränkungen, die auf eine Klemmstelle wirken, können von mehreren Bahnspannungsabschnitten stammen.
Vorteilhafterweise ist eine Steilheitsbegrenzung und/oder eine Tiefpassfilterung am Registerreglerausgang vorgesehen. Damit kann das Auftreten von unerwünschtem Bahnspannungsverhalten weiter gegrenzt werden, da große Stellwertsprünge vermieden werden. Der Stellwertverlauf ist dann im Wesentlichen stetig.
In weiterer Ausgestaltung wird die bestimmte Bahnspannung auf Plausibilität hin überwacht, um eine fehlerhafte Bahnspannungsmessung bzw. -bestimmung zu erkennen und fehlerhafte Werte in der Folge nicht zu beachten. Bspw. kann vorgesehen sein, aufeinander folgende Messwerte zu vergleichen und den zweiten Messwert zu verwerfen, wenn er sich um mehr als einen vorgebbaren Schwellwert vom ersten Messwert unterscheidet. Dieser Schwellwert wird zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Messfrequenz vorgeben.
Es ist vorteilhaft, wenn in Abhängigkeit von einem Maschinenzustand unterschiedliche Sätze von Reglerparametern für den Registerregler verwendet werden. Es ist möglich, Reglerparameter in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebszustand auszuwählen. Insbesondere kann bei einem großen Sprung am Reglereingang, d. h. einem großen Sprung der Regelabweichung oder der Führungsgröße, ein auf Führungsverhalten hin optimierter Satz von Reglerparametern verwendet werden, wohingegen im Normalbetrieb, bei dem üblicherweise die Führungsgröße konstant bleibt, ein auf Störverhalten hin optimierter Satz von Reglerparametern verwendet wird. Es ist möglich, ebenso spezifische Reglerparameter für die Vorregisterung, den Zuschaltzeitpunkt des Registerreglers oder andere Betriebszustände vorzusehen, die jeweils an das dann zu erwartende Verhalten angepasst sind.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Bahnspannung in dem wenigstens einen Bahnspannungsabschnitt mittels Messgliedern, vorzugsweise Kraftmessdosen, mittels des Antriebsmomentes einer diesen Bahnspannungsabschnitt begrenzenden Klemmstelle und/oder mittels Beobachtern (Regelungstechnik) ermittelt.
Es bietet sich an, die Bahnspannung in dem wenigstens einen Bahnspannungsabschnitt mittels einer Modellrechnung zu bestimmen, wobei dem Modell die Reglerausgänge der Längsregisterregler zugeführt werden. Somit ist eine rechnerische Bestimmung der Bahnspannung möglich, ohne dass Messgeräte vorgesehen werden müssen. Zweckmäßigerweise werden dem Modell physikalische Daten der Bearbeitungsmaschine und des Materials, insbesondere die Maschinengeschwindigkeit, die Materialbahnlängen zwischen den Druckwerken, ein E-Modul, Temperatur der Trockner (falls vorhanden), Querschnitt, Dämpfung usw. zugeführt, um die Qualität der Berechnung zu verbessern.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft bei einer als Druckmaschine ausgebildeten Bearbeitungsmaschine einzusetzen, wobei die Klemmstellen als Einzugs-, Auszugs- und/oder Druckwerke ausgebildet sind. Das Verfahren kann hierbei in besonders günstiger Weise dazu beitragen, ein unerwünschtes oder gar schädigendes Bahnspannungsverhalten zu vermeiden.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Die Erfindung betrifft zudem ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit ausgeführt wird.
Das erfindungsgemäß vorgesehene Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ist zum Durchführen aller Schritte gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit ausgeführt wird. Geeignete Datenträger sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u. a. m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figurenbeschreibung
1 zeigt eine schematische Darstellung einer als Druckmaschine ausgebildeten Bearbeitungsmaschine, die für das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform geeignet ist,
2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines schematischen Regelkreises und
3 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand schematischer Stellwertsgrenzen.
In 1 ist eine als Druckmaschine ausgestaltete Bearbeitungsmaschine insgesamt mit 100 bezeichnet. Ein Bedruckmaterial, beispielsweise Papier 101, wird der Maschine über ein Einzugswerk (Infeed) 110 zugeführt. Das Papier 101 wird durch als Druckwerke 111, 112, 113, 114 ausgebildete Bearbeitungseinrichtungen geführt und bedruckt und durch ein Auszugswerk (Outfeed) 115 wieder ausgegeben. Die Ein-, Auszugs- und Druckwerke sind positionierbar, insbesondere zylinder- bzw. winkelkorrigierbar, angeordnet.
Die Druckwerke 111 bis 114 liegen in bahnspannungsgeregelten Bereichen zwischen dem Einzugswerk 110 und dem Auszugswerk 115.
Die Druckwerke 111 bis 114 weisen jeweils einen Druckzylinder 111' bis 114' auf, gegen den jeweils ein Presseur 111'' bis 114'' mit starkem Druck angestellt ist. Die Druckzylinder sind einzeln und unabhängig antreibbar. Die zugehörigen Antriebe 111''' bis 114''' sind schematisch dargestellt. Die Presseure sind frei drehbar ausgebildet. Die Druckwerke 111 bis 114 bilden jeweils zusammen mit dem durchlaufenden Papier 101 eine reibschlüssig verbundene Einheit (Klemmstelle). Die Antriebe der einzelnen Werke sind über eine Datenverbindung 151 mit einer Steuerung 150 verbunden.
Weiterhin befinden sich zwischen den Druckwerken mehrere Sensoren 132, 133, 134 zur Erfassung von Registermarken, die ebenfalls mit der Steuerung 150 verbunden sind. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist nur ein Sensor 134 mit der Steuerung verbunden gezeigt. Die Steuerung 150 ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet.
In den Bahnabschnitten zwischen den einzelnen Druckwerken 111 bis 114 wird das Papier 101 über nicht näher erläuterte Rollen geführt, die teilweise mit 102 bezeichnet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nicht alle Rollen mit Bezugszeichen 102 versehen. Es kann sich insbesondere um Umlenkrollen, Trocknungs-, Kühlungs-, oder Beschneideeinrichtungen usw. handeln.
Nachfolgend wird beschrieben, wie bei der dargestellten Druckmaschine eine Register- und/oder Bahnspannungsregelung durchgeführt wird. In den einzelnen Bahnabschnitten zwischen den Druckwerken 112 bis 114 sind die Sensoren 132, 133, 134 angeordnet, die die Registerlage der Warenbahn 101 bestimmen und dazu bspw. als Markenleser ausgebildet sind. Beim Durchlauf der Warenbahn 101, z. B. Papier, wird jeweils von einem Markenleser erfasst, wann eine Druckmarke (nicht gezeigt), die vorzugsweise vom ersten Druckwerk 111 aufgebracht wird, den Markenleser erreicht. Der Messwert wird einer Einrichtung zur Registerregelung (Registerregler) zugeführt. Anschließend wird die Position des entsprechenden Druckzylinders 112' bis 114' festgestellt und dieser Messwert ebenfalls dem Registerregler zugeführt. Daraus kann eine jeweilige Registerabweichung berechnet werden (Bahn/Zylinder-Korrektur). Die festgestellten Registerabweichungen werden zur Positionierung der Druckwerke 112 bis 114 und bevorzugterweise auch für die Positionierung des Einzugswerks 110 und des Auszugswerks 115 verwendet.
Alternativ kann der Markenleser Positionen bzw. Markenabstände aller zuvor aufgebrachten Registermarken vermessen und der Einrichtung zur Registerregelung zuführen. Daraus kann eine jeweilige Registerabweichung zwischen aufgebrachten Registermarken berechnet werden (Bahn/Bahn-Korrektur) und zur Positionierung der Druckwerk 111 bis 114 und bevorzugterweise auch für die Positionierung des Einzugswerks 110 und des Auszugswerks 115 verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich ist die Bahn vorzugsweise in jedem Bahnspannungsabschnitt mit einem Sensor versehen, der als Bahnspannungssensor ausgeführt ist. Von den Sensoren (nicht gezeigt) erfasste Bahnspannungswerte werden einer Einrichtung zur Bahntransportregelung (Zugregler) zugeführt. Alternativ können die Bahnspannungswerte auch unter Verwendung eines theoretischen Modells berechnet werden, in das die Fördergeschwindigkeiten der einzelnen Werke 110 bis 115 sowie Materialparameter wie Elastizitätsmodul, Querschnittsfläche usw. eingehen.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Ablöseregelung durchgeführt. Somit werden die Bahnspannungswerte überwacht und bei Über- oder Unterschreiten von zulässigen Grenzwerten wird die Kontrolle der Druckwerke von der Registerregelung auf die Bahnspannungsregelung übertragen. Der Zugregler steuert dann in Abhängigkeit von den Bahnspannungswerten zumindest die betreffenden Antriebe, die den problematischen Bahnspannungsabschnitt begrenzen. Es versteht sich, dass die bisher genannten Zugregler und Registerregler in einer gemeinsamen Recheneinheit 150, beispielsweise einem Computer, verkörpert sein können.
In 2 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines schematischen Regelkreises erläutert. Bei der Ausgestaltung gemäß 2 werden additive Werte in einen Registerregelkreis eingespeist, wenn die Bahnspannung außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, d. h. zu niedrig oder zu hoch ist.
Ein Registerregelkreis ist schematisch dargestellt und insgesamt mit 200 bezeichnet. Dem Registerregelkreis 200 kann beispielsweise eine Druckmaschine gemäß 1 zugrunde liegen. Der Regelkreis 200 umfasst ein Vergleichsglied 201, dem eine Führungsgröße bzw. ein Sollwert w zugeführt wird. Das Vergleichsglied 201 berechnet aus der Führungsgröße w und einer rückgeführten Regelgröße y eine Regelabweichung e, die dem eigentlichen Regelglied 202 zugeführt wird. Bei der Führungsgröße w kann es sich am Beispiel einer Registerregelung um den Sollwert einer Registerlage handeln, wobei es sich dann bei der Regelgröße y um den gemessenen Istwert der Registerlage handelt. Das Vergleichsglied 201 berechnet in diesem Fall den Registerfehler bzw. die Registerabweichung e.
Das Regelglied 202 ist im gezeigten Beispiel als PI-Glied ausgebildet und umfasst als Reglerparameter die Proportionalverstärkung K_R und eine Nachstellzeit T_N. Das Regelglied 202 berechnet eine Reglerausgangsgröße u_R, die direkt oder wie im gezeigten Beispiel über ein Entkoppelungsnetzwerk 203 der Regelstrecke (G) 204 zugeführt wird. Nach der Regelstrecke wirkt eine Störgröße d (im gezeigten Beispiel ebenfalls additiv über ein Addierglied 205) ein, die die Regelgröße bzw. den Istwert y verändert. Dieser wird schließlich wieder an das Vergleichsglied 201 rückgeführt. Die Aufgabe des Entkoppelungsnetzwerkes 203 besteht darin, die Reglerausgangsgrößen aller Registerregler derartig zu verkoppeln, dass die einzelnen Längsregister der gedruckten Warenbahn entkoppelt werden.
Dem Registerregelkreis 200 ist eine Bahnspannungsüberwachung 250 überlagert. Ein Bahnspannungs-Istwert b wird einem Beobachter 251 zugeführt. Der Bahnspannungs-Istwert b kann bspw. gemessen oder anhand eines Modells berechnet werden, wie es weiter oben erläutert wurde. Dem Beobachter 251 ist ein Glied 252 nachgeordnet, welches die Eingriffe in den Registerregelkreis 200 vornimmt. Unter Normalbedingungen soll der Registerregelkreis 200 selbständig arbeiten, so dass der Block 252 erst ab einer gewissen Bahnspannungsabweichung eine Reaktion einleitet. Es werden dabei zweckmäßigerweise sowohl ein oberer als auch ein unterer Schwellwert verwendet, die einen Normalbereich definieren.
Bei dem Eingriff des Blocks 252 in den Registerregelkreis 200 kann an einer oder an mehreren Stellen bspw. ein additiver Wert eingespeist werden. Der Eingriff ist durch die Pfeile 253 dargestellt, die die Führungsgröße w, die Regelgröße y, die Registerabweichung e und/oder im Sinne einer Vorsteuerung die Reglerausgangsgröße u_R oder eine Stellgröße verändern können.
In 3 ist eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand schematischer Stellwertsgrenzen erläutert. Der Abbildung gemäß 3 liegt ein Bahnspannungsabschnitt zugrunde, wie er beispielsweise anhand 1 durch die Druckwerke 112 und 113 begrenzt wird.
Auf der linken Seite der 3 ist die Bahnspannung s auf einer y-Achse 301 dargestellt. Für den ausgewählten Bahnspannungsabschnitt wird eine optimale Bahnspannung definiert, die durch die Gerade 302 gekennzeichnet ist. Weiterhin werden ein zulässiger oberer Bahnspannungswert 303 sowie ein zulässiger unterer Bahnspannungswert 304 definiert. Die Bahnspannung in dem ausgewählten Bahnspannungsabschnitt soll während der gesamten Maschinenlaufzeit innerhalb dieses definierten Bereiches liegen. Dazu werden gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die zulässigen. Werte der Registerkorrekturwerte für die Druckwerke 112 und 113 in Abhängigkeit von einem Bahnspannungs-Istwert beschränkt. Dies ist anhand der beiden Spalten 310 und 320 näher dargestellt, wobei die Spalte 310 dem Druckwert 112 und die Spalte 320 dem Druckwerk 113 zugeordnet ist.
In jeder Spalte 310 und 320 sind jeweils drei Diagramme 311, 312 und 313 bzw. 321, 322 und 323 enthalten, die den zulässigen Registerkorrekturwert bzw. die Stellgröße für das Druckwerk 112 bzw. 113 in Abhängigkeit von dem Bahnspannungs-Istwert darstellen. So sind einem Bahnspannungs-Istwert, der sich nahe beim zulässigen oberen Bahnspannungswert 303 bewegt, die Diagramme 311 und 321 zugeordnet. Weiterhin sind einem Bahnspannungs-Istwert, der sich in der Nähe des optimalen Bahnspannungswertes 302 bewegt, die Diagramme 312 und 322 zugeordnet. Schließlich sind einem Bahnspannungs-Istwert, der sich nahe beim zulässigen unteren Bahnspannungswert 304, die Diagramme 313 und 323 zugeordnet.
Die Diagramme 311 bis 313 bzw. 321 bis 323 zeigen ausgehend von einer mit ”0” bezeichneten Nulllage die zulässigen Stellwege für das Druckwerk 112 bzw. 113. Die Diagramme 312 und 322 sind symmetrisch, sodass eine Stellbewegung der Druckwerke 112 bzw. 113 sowohl in positiver als auch in negativer Richtung möglich ist. Das Diagramm 311 ist in negativer Richtung beschränkt, sodass eine Stellbewegung des Druckwerks 112 im Wesentlichen nur in positiver Richtung möglich ist. Das Diagramm 321 ist in positiver Richtung beschränkt, sodass eine Stellbewegung des Druckwerks 113 im Wesentlichen nur in negativer Richtung möglich ist. Insgesamt können somit bei einem Bahnspannungs-Istwert, der sich im Bereich des zulässigen oberen Bahnspannungswerts 303 bewegt, die Druckwerke 112 und 113 nur so verstellt werden, dass eine Verringerung der Bahnspannung in dem Bahnspannungsabschnitt erreicht wird.
In analoger Weise ist das Diagramm 313 in positiver Richtung beschränkt, sodass eine Stellbewegung des Druckwerks 112 in wesentlichen nur in negativer Richtung möglich ist. Das Diagramm 323 ist in negativer Richtung beschränkt, sodass eine Stellbewegung des Druckwerks 113 im wesentlichen nur in positiver Richtung möglich ist. Insgesamt können somit bei einem Bahnspannungs-Istwert, der sich im Bereich des unteren zulässigen Bahnspannungswert 304 bewegt, die Druckwerke 112 und 113 nur so verstellt werden, dass eine Erhöhung der Bahnspannung in dem Bahnspannungsabschnitt erreicht wird.
Die dargestellte Beschränkung der möglichen Stellwege bzw. Korrekturwerte der einzelnen Druckwerte wird während des Bearbeitungsvorganges zweckmäßigerweise in Echtzeit an die jeweilig aktuellen Bahnspannungs-Istwerte adaptiert. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sich die Bahnspannung in einem Bahnspannungsabschnitt immer in einem zulässigen Bereich bewegt.
Sind, wie beispielsweise in 1, mehrere Druckwerke bzw. Klemmstellen vorhanden, beeinflusst eine Klemmstelle die Bahnspannung üblicherweise in wenigstens zwei (angrenzenden) Bahnspannungsabschnitten. Somit wird der zulässige Stellweg einer Klemmstelle zweckmäßigerweise auch von beiden Bahnspannungs-Istwerten beeinflusst. Die Beeinflussung kann dazu führen, dass der Stellweg einer Klemmstelle sowohl in positiver als auch in negativer Richtung beschränkt wird.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann erreicht werden, dass die Auswirkung von Registerregelvorgängen auf die Bahnspannung in einem zulässigen Bereich gehalten wird.
Es versteht sich, dass in den dargestellten Figuren nur beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Daneben ist jede andere Ausführungsform denkbar, ohne den Rahmen dieser Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zur Registerregelung bei einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn (101), insbesondere bei einer wellenlosen Druckmaschine (100), wobei die Warenbahn (101) wenigstens einen von zwei Klemmstellen (110–115) begrenzten Bahnspannungsabschnitt umfasst, wobei eine Registerabweichung (e) wenigstens einer ersten Klemmstelle (111–114) bestimmt wird, wobei die erste und/oder wenigstens eine zweite Klemmstelle (110–115) zur Korrektur der Registerabweichung mit einem Korrekturwert (u_R) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnspannung in wenigstens einem Bahnspannungsabschnitt vor der Registerkorrektur bestimmt wird und die Registerkorrektur in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung (b) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bahnspannung in wenigstens einem von der wenigstens einen zu beaufschlagenden Klemmstelle (111–114) beeinflussten, insbesondere begrenzten, Bahnspannungsabschnitt vor der Registerkorrektur bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung eine Ablöseregelung durchgeführt wird, sodass ein Registerregelkreis (200) geöffnet und ein Bahnspannungsregelkreis geschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung (b) ein additiver Wert an wenigstens einer Stelle eines Registerregelkreises (200) eingespeist wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zulässige Wert des Registerkorrekturwerts in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung beschränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Zulässigkeitsbereich für den Registerkorrekturwert vorgegeben wird und der untere und/oder obere Grenzwert des Zulässigkeitsbereich in Abhängigkeit von der bestimmten Bahnspannung verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei eine Steilheitsbegrenzung und/oder eine Tiefpassfilterung am Registerreglerausgang vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die bestimmte Bahnspannung auf Plausibilität hin überwacht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit von einem Maschinenzustand unterschiedliche Sätze von Reglerparametern für den Registerregler verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Bahnspannung in dem wenigstens einen Bahnspannungsabschnitt mittels Messgliedern, vorzugsweise Kraftmessdosen, mittels des Antriebsmomentes wenigstens einer diesen Bahnspannungsabschnitt begrenzenden Klemmstelle (110–115) und/oder mittels Beobachtern ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Bahnspannung in dem wenigstens einen Bahnspannungsabschnitt mittels einer Modellrechnung bestimmt wird, wobei dem Modell die Reglerausgänge der Längsregisterregler zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei dem Modell physikalische Daten der Bearbeitungsmaschine und des Materials zugeführt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungsmaschine als Druckmaschine (100) und die Klemmstellen als Einzugs- (110), Auszugs- (115) und/oder Druckwerke (111–114) ausgebildet sind.
Recheneinheit mit Berechnungsmitteln, um die Schritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Bearbeitungsmaschine, ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Bearbeitungsmaschine, ausgeführt wird.