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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Registerkorrektur
bei einer Bearbeitungsmaschine sowie eine entsprechende Bearbeitungsmaschine,
ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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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.
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Stand der Technik
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Bei
Druckmaschinen, wie z. B. Tiefdruckmaschinen, wird bspw. das Längsregister
geregelt, um ein optimales Druckergebnis zu erzielen. Als Stellachse
für die Registerkorrektur wird bei wellenlosen Maschinen
die Bearbeitungsachse selbst verwendet. Der angetriebene Druckzylinder
und der nicht angetriebene Presseur, der mit großem Druck
aufgebracht wird, bilden zusammen mit der Materialbahn eine reibschlüssige
Einheit. Somit verschiebt eine Verstellung eines Druckzylinders
die Materialbahn und den nicht angetriebenen Presseur und beeinflusst
somit gleichzeitig das nachfolgende Register. Um dies zu verhindern,
wurden sogenannte Entkopplungsnetzwerke entwickelt, die die Stellgröße
des Druckwerks an nachfolgende Druckwerke so vorsteuern, dass nachfolgende
Materialbahnabschnitte von dieser Verstellung entkoppelt sind.
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Die
Verstellung eines Registers kann durch zwei unterschiedliche Strategien
erfolgen. Downstream bedeutet, dass der Druckzylinder, an dem die
Registerabweichung auftritt, verstellt wird und zur Entkopplung auch
nachfolgende Druckzylinder und optional weitere nachfolgende Klemmstellen,
wie z. B. Outfeed und Aufwickler. Upstream bedeutet, dass der Druckzylinder,
an dem die Registerabweichung auftritt, nicht verstellt wird. Dafür
werden alle davor liegenden Druckzylinder und der Infeed, optional
auch weiter davorliegende Klemmstellen und der Abwickler verstellt.
Zur Entkopplung können auch alle dem Druckzylinder nachfolgenden
Druckzylinder verstellt werden und optional weitere nachfolgende
Klemmstellen und der Aufwickler.
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Es
sind zwei grundsätzliche Arten der Registerregelung bekannt.
Bei der Standfarbenregelung werden alle gedruckten Registermarken
mit einer vorgegebenen, meist der ersten aufgebrachten, Marke verglichen. Dazu
wird beispielsweise dem Registerregler des dritten Druckwerks die
Registerabweichung zwischen dem ersten und dem dritten Druckbild übermittelt,
der daraus die entsprechende Stellgröße für
das dritte Druckwerk berechnet.
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Bei
der Vorgänger- oder Folgefarbenregelung wird jede Registermarke
mit der Registermarke des jeweils davorliegenden Druckwerks verglichen.
Dazu wird beispielsweise dem Registerregler des dritten Druckwerks
die Registerabweichung zwischen dem zweiten und dem dritten Druckbild übermittelt,
der daraus die entsprechende Stellgröße für
das dritte Druckwerk berechnet. Die Vorgängerfarbenregelung
weist gegenüber der Standfarbenregelung Vorteile auf (u.
a. frühzeitiges Vermessen der Referenzmarke, kleine Registerabweichung
und bessere Vorsteuerung während einer Beschleunigungsphase).
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Im
Stand der Technik wird häufig auf die Vorgängerfarbenregelung
und die damit verbundenen Vorteile bei der Einzelantriebsverstellung
verzichtet und statt dessen eine Standfarbenregelung durchgeführt,
da hier die nachfolgenden Materialbahnabschnitte bei einer Registerverstellung
weniger beeinflusst werden und somit eine Entkopplung einfacher
bereitzustellen ist.
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Für
die Standfarbenregelung wurde in der
DE 197 23 059 A1 ein DT1-Glied für
Entkopplungszwecke bei Zeitungsdruckmaschinen vorgeschlagen. Ein
DT1-Glied bildet aber nur für die Standfarbenregelung eine ausreichende Entkopplung.
Für die Vorgängerfarbenregelung ist diese Entkopplungsstrategie
nicht ausreichend.
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In
der
DE 10 2007
017 096 A1 und in der
DE 10 2007 024 323 A1 sind erstmals Entkopplungsstrategien
für die Vorgängerfarbenregelung beschrieben, mit
denen es möglich ist, eine Einzelantriebsverstellung für nachfolgende
Materialbahnabschnitte zu entkoppeln. Die dort vorgeschlagenen Entkopplungsstrategien
gelten jedoch nur für gleiche Bahnlängen zwischen
allen Druckwerken. Eine Entkopplung für Bearbeitungsmaschinen
bzw. Druckmaschinen mit unterschiedlichen Bahnlängen zwischen
den Bearbeitungswerken bzw. Druckwerken bei einer Vorgängerfarbenregelung
ist nicht bekannt. In der Folge muss für eine ausreichende Stabilität
des Regelkreises die Regelkreisdynamik geringer gewählt
werden. Es steht keine Entkopplungsstrategie zur Verfügung
steht, falls Druckwerke in einem Druckprozess ausgelassen werden
oder Druckwerke defekt sind und sich dadurch die Bahnlänge ändert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Registerkorrektur bei
Bearbeitungsmaschinen zu verbessern, insbesondere eine Entkopplung
bei unterschiedlichen Bahnlängen zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Registerkorrektur,
eine Recheneinheit, eine Bearbeitungsmaschine, ein Computerprogramm
sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand
der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Registerkorrektur
bei einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn,
insbesondere einer wellenlosen Druckmaschine, wird die Warenbahn
von wenigstens zwei jeweils separat angetriebenen Bearbeitungseinrichtungen
bearbeitet, zur Einstellung ihrer Registerlage jeweils mit einem
Stellbefehl beaufschlagbar sind. Zur Entkopplung der Einstellung
der Registerlage einer ersten Bearbeitungseinrichtung wird die Registerlage
wenigstens einer zweiten Bearbeitungseinrichtung eingestellt, wobei
der Stellbefehl für die wenigstens eine zweite Bearbeitungseinrichtung
unter Verwendung eines Totzeit-Glieds, das mittels eines dynamischen
Glieds mit nicht-konstanter Übertragungsfunktion modifiziert
ist, aus dem Stellbefehl zur Einstellung der Registerlage der ersten
Bearbeitungseinrichtung erzeugt wird. Es versteht sich, dass unter
dem Begriff ”Stellbefehl” insbesondere auch eine
Reglerausgangsgröße oder eine Stellgröße
zu verstehen ist.
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Die
mittels modifiziertem Totzeit-Glied angesteuerten zweiten Bearbeitungseinrichtungen
befinden sich hinter der ersten Bearbeitungseinrichtung. Die Angaben ”vor” und ”hinter” einer
Bearbeitungseinrichtung bzw. einem Warenbahnabschnitt beziehen sich
auf die Transportrichtung der Warenbahn, d. h. den Warenbahnverlauf.
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Die
Einstellung der Registerlage einer ersten Bearbeitungseinrichtung
kann entweder (downstream) durch Einstellung der Registerlage der
betroffenen Bearbeitungseinrichtung selbst erfolgen oder (upstream) durch
Einstellung der Registerlage aller vor und ggfs. auch hinter der
betroffenen Bearbeitungseinrichtung angeordneten Bearbeitungseinrichtungen.
Die betroffene Einrichtung wird in diesem Fall nicht verstellt.
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Ein
dynamisches Glied weist eine nicht-konstante Übertragungsfunktion
auf. Eine nicht-konstante Übertragungsfunktion ist jede Übertragungsfunktion,
die nicht die Form G(s) = k aufweist, sondern die stattdessen eine
Abhängigkeit von s zeigt. Beispielsweise weisen ein D-,
I-, PI, PID-, PT1-, DT1-, PTn-, DTn-, Totzeit-Glied jeweils eine
nicht-konstante Übertragungsfunktion auf, wohingegen ein
P-Glied eine konstante Übertragungsfunktion aufweist. Glieder
mit einer nicht-konstante Übertragungsfunktion werden in
dieser Anmeldung als dynamische Glieder bezeichnet, wohingegen Glieder
mit einer konstanten Übertragungsfunktion als statische
Glieder bezeichnet werden.
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Eine
erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine weist insbesondere
alle Mittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen
Verfahrens auf.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung beinhaltet insbesondere die Lehre, während der
Einstellung einer Bearbeitungseinrichtung zur Entkopplung dieser
Einstellung auch andere Bearbeitungseinrichtungen definiert über
ein Totzeit-Glied mitzuverstellen. Unterschiedliche Abstände
von Bearbeitungseinrichtungen werden berücksichtigt, indem
das Totzeit-Glied mittels eines dynamischen Glieds modifiziert wird,
d. h. insbesondere eine Parallelschaltung von Totzeit-Glied und
dynamischem Glied stattfindet.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung können
Stellbewegungen eines Registerreglers für nachfolgende
Materialbahnabschnitte bei unterschiedlichen Bahnlängen
entkoppelt werden. Die Reglerauslegung kann mit einer höheren
Regelkreisdynamik erfolgen, da die einzelnen Materialbahnabschnitte
unabhängig voneinander betrachtet werden können.
Bspw. können defekte oder für unterschiedliche
Produktionen nicht notwendige Druckwerke ohne Einfluss auf die Entkopplung
ausgelassen werden. In der Folge lassen sich Maschinenkonzepte flexibler
gestalten, da nicht mehr auf gleiche Bahnlängen zwischen
den Druckwerken geachtet werden muss. Die dynamische Entkopplung
kann sowohl in Downstream- als auch in Upstream-Richtung erfolgen.
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Vorteilhafterweise
wird eine Registerregelung durchgeführt. Es versteht sich
für den Fachmann, dass die erfindungsgemäße
Einstellung als Teil einer Regelung einsetzbar ist.
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Zweckmäßigerweise
gehen die Längen der Warenbahnabschnitte in den Modifikationsterm,
d. h. das dynamische Glied mit nicht-konstanter Übertragungsfunktion,
ein.
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Vorzugsweise
umfasst die nicht-konstante Übertragungsfunktion die Übertragungsfunktion
eines ersten Differenzial-Glieds, insbesondere mit Verzögerung,
insbesondere eines DT1-Glieds. Es versteht sich, dass auch andere
DTn-Glieder in Frage kommen und der Fachmann die Auswahl dem zugrunde
liegenden Maschinenmodell anpassen wird. Die Strecke zwischen zwei
Druckwerken wird aufgrund der dominanten Streckenzeitkonstante,
die sich aus dem Quotienten der Materialbahnlänge zwischen
den Druckwerken und der Materialbahngeschwindigkeit berechnet, in
der Regel mit PT1-Verhalten angenähert. Wird die Strecke
als PT2, PT3, PTn angenähert, so kann die entsprechende
Entkopplungsstruktur ebenfalls angewendet werden, ohne dass dies
den Rahmen der Erfindung verlassen würde. Beispielsweise
würde bei einem PTn-Glied anstatt eines PT1-Glieds eine
Modifikation ebenfalls mit einem DTn-Glieds anstatt eines DT1-Glieds
erfolgen.
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In
einer Ausgestaltung, die insbesondere für eine Downstream-Regelung
geeignet ist, wird der Stellbefehl für die wenigstens eine
zweite, im Warenbahnverlauf hinter der ersten angeordnete Bearbeitungseinrichtung
unter Verwendung eines zweiten Differenzial-Glieds, insbesondere
eines zweiten DT1-Glieds, erzeugt. Vorzugsweise werden alle zweiten,
im Warenbahnverlauf hinter der ersten angeordneten Bearbeitungseinrichtungen
mitverstellt.
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In
einer Ausgestaltung, die insbesondere für eine Upstream-Regelung
geeignet ist, wird der Stellbefehl für wenigstens eine
dritte, im Warenbahnverlauf vor der ersten angeordnete Bearbeitungseinrichtung
unter Verwendung eines Proportionalglieds, insbesondere eines P-Glieds,
und der Stellbefehl für die wenigstens eine zweite, im
Warenbahnverlauf hinter der ersten angeordnete Bearbeitungseinrichtung
unter Verwendung eines Proportionalglieds mit Verzögerung,
insbesondere eines PT1-Glieds, erzeugt. Es versteht sich, dass auch
andere PTn-Glieder in Frage kommen und der Fachmann die Auswahl
dem zugrundeliegenden Maschinenmodell anpassen wird. Die Strecke
zwischen zwei Druckwerken wird aufgrund der dominanten Streckenzeitkonstante,
die sich aus dem Quotienten der Materialbahnlänge zwischen
den Druckwerken und der Materialbahngeschwindigkeit berechnet, in
der Regel mit PT1-Verhalten angenähert. Wird die Strecke
als PT2, PT3, PTn angenähert, so kann die entsprechende
Entkopplungsstruktur ebenfalls angewendet werden, ohne dass dies
den Rahmen der Erfindung verlassen würde. Beispielsweise
würde bei einem PTn-Glied anstatt eines PT1 Glieds eine
Entkopplung ebenfalls mit einem PTn-Glieds anstatt eines PT1-Glieds
erfolgen. Vorzugsweise werden alle dritten, im Warenbahnverlauf
vor der ersten angeordneten Bearbeitungseinrichtungen und/oder alle
zweiten, im Warenbahnverlauf hinter der ersten angeordneten Bearbeitungseinrichtungen
mitverstellt. Die betroffene Bearbeitungseinrichtung selbst wird
bei einer Upstream-Regelung nicht verstellt.
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Vorteilhafterweise
werden die in die Reglerparameter eingehenden Warenbahnlängen
geschätzt oder modellbasiert berechnet. Die Maße
der Bearbeitungsmaschine, wie z. B. Umfänge der Rollen,
Abstände der Rollen usw., sowie die Stellung der Bearbeitungseinrichtungen
(z. B. Winkelstellung) sind bekannt oder zumindest bestimmbar, so
dass daraus die Länge der einzelnen Warenbahnabschnitte
bestimmt werden kann.
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Eine
erfindungsgemäße Recheneinheit ist, insbesondere
programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes
Verfahren durchzuführen.
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Die
Erfindung betrifft zudem ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln,
um alle Schritte zur Bestimmung eines Stellbefehls für
die wenigstens eine zweite Bearbeitungseinrichtung gemäß einem
erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen,
wenn das Computerprogramm auf ei nem Computer oder einer entsprechenden
Recheneinheit ausgeführt wird.
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Das
erfindungsgemäß vorgesehene Computerprogrammprodukt
mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger
gespeichert sind, ist zum Durchführen aller Schritte zur
Bestimmung eines Stellbefehls für die wenigstens eine zweite
Bearbeitungseinrichtung 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.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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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.
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Die
Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf
die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform
einer als Druckmaschine ausgebildeten erfindungsgemäßen
Bearbeitungsmaschine.
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2 zeigt
schematisch einen Signalflussplan bei einer Downstream-Regelung
gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der
Erfindung.
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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 einem bahnspannungsgeregelten Bereich zwischen dem Einzugswerk 110 und
dem Auszugswerk 115.
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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 umfasst
insbesondere eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Recheneinheit.
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In
den Bahnabschnitten zwischen den einzelnen Druckwerken 111 bis 114 wird
das Papier 101 über nicht näher erläuterte
Rollen geführt, die 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.
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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;
Standfarbenreglung). 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.
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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; Vorgängerfarbenregelung) und
zur Positionierung der Druckwerk 111 bis 114 und
bevorzugterweise auch für die Positionierung des Einzugswerks 110 und
des Auszugswerks 115 verwendet werden.
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In 2 ist
die Vorsteuerung der Reglerausgangsgrößen uR abgebildet, um die Stellgrößen
u für die Bearbeitungseinrichtungen zu erhalten. uR,i bezeichnet die Reglerausgangsgröße
für die Bearbeitungseinrichtung bzw. das Druckwerk i. ui bezeichnet die Stellgröße
für die Bearbeitungseinrichtung bzw. das Druckwerk i. Li,i+1 bezeichnet bezeichnet die Länge
der Warenbahn zwischen den Druckwerken i und i + 1.
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In 2 ist
ein Signalflussplan für eine Downstream-Vorgängerfarbenregelung
gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der
Erfindung schematisch und ausschnittsweise dargestellt und insgesamt
mit 200 bezeichnet. Die Reglerausgangsgrößen
uR werden jeweils einem Addierglied 201 zugeführt.
Auf das Addierglied 201 wirkt ebenfalls eine Vorsteuergröße
ein, die aus der Reglerausgangsgröße uR des jeweils vorhergehenden Druckwerks erzeugt
wird. Diese Vorsteuergröße betrifft den Abtransport
einer hervorgerufenen Bahnspannungsänderung bei der Vorgängerfarbenregelung.
Die Reglerausgangsgrößen uR werden
dazu jeweils über ein Totzeit-Glied 205, 206 geführt,
um die Vorsteuergröße zu erzeugen. Beispielsweise
wird die Reglerausgangsgröße uR,i-1 über
das Totzeit-Glied 205 geführt, um als Vorsteuergröße
in den Stellbefehl u,i über das
Addierglied 201 einzugehen. Das Totzeit-Glied 205 weist
eine Totzeit Tt = Li-1,i/v
auf. Das Totzeit-Glied 206 weist eine Totzeit Tt = Li,i+1/v auf
usw.
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Zur
Berücksichtigung unterschiedlicher Längen der
Warenbahnabschnitte zwischen den einzelnen Druckwerken werden die
Totzeit-Glieder 205, 206 mittels Differenzial-Glieder,
genauer DT1-Glieder 203, 204, modifiziert. Dazu
geht in jedes Addierglied 202 die Reglerausgangsgröße
uR des vorhergehenden Druckwerks ein, die über
ein DT1-Glied 203, 204 geführt wird.
Das DT1-Glied 203 weist die Verstärkung KD = (Li-1,i – Li-2,i-1)/v und die Zeitkonstante T1 = Li-2,i-1/v auf.
Das DT1-Glied 204 weist die Verstärkung KD = (Li,i+1 – Li-1,i)/v und die Zeitkonstante T1 =
Li-1,i/v auf usw.
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Die
vorgesteuerten Größen werden von den Addiergliedern 201 an
Addierglieder 207 weitergeführt. Auf jedes Addierglied 207 wirkt
ebenfalls eine Vorsteuergröße ein, die aus einem
Stellbefehl des jeweils vorhergehenden Druckwerks erzeugt wird.
Diese Vorsteuergröße betrifft die Entkopplung
einer hervorgerufenen Bahnspannungsänderung bei der Vorgängerfarbenregelung.
Dazu wird jedem Addierglied 207 der Ausgang eines Addierglieds 208 zugeführt.
In das Addierglied 208 geht ein Stellbefehl des vorhergehenden
Druckwerks über ein DT1-Glied 209, 210 und
ebenso der Ausgang des vorhergehenden Addierglieds 208 ein.
Das DT1-Glied 209 weist die Verstärkung KD = Li-2,i-1/v und
die Zeitkonstante T1 = Li-2,i-1/v
auf. Das DT1-Glied 210 weist die Verstärkung KD = Li-1,i/v und
die Zeitkonstante T1 = Li-1,i/v
auf usw.
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Man
erkennt, dass eine Verstellung eines Druckwerks sofort mit DT1-Verhalten
an alle nachfolgenden Druckzylinder vorgesteuert wird. Nach einer
entsprechenden Totzeit wird die Verstellung selbst an dem nachfolgenden
Druckzylinder ebenfalls durchgeführt, jedoch wird diese
Verstellung in Abhängigkeit von der Bahnlänge
der beiden angrenzenden Materialbahnabschnitte über ein
zusätzliches DT1-Glied modifiziert. Sind die beiden Bahnlängen
gleich, so ist die Differenz Null und der Spezialfall gleicher Längen
tritt ein, d. h. das jeweilig untere DT1-Glied 203, 204 wird
unwirksam.
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Bei
der Downstream-Vorgängerfarbenregelung wird eine beispielhafte
Verstellung eines beliebigen Druckwerks i auf nachfolgende Druckwerke
vorgesteuert. Zur Entkopplung erfolgt zunächst eine DT1-Verstellung
(vgl. 209, 210) der nachfolgenden Druckzylinder.
Da jedoch die durch die Verstellung erzeugte Bahnspannungsänderung
nicht wie bei der Standfarbenregelung selbst entkoppelt, muss diese Änderung
von allen nachfolgenden Druckzylindern mit der entsprechenden Verzögerung
durch die Maschine transportiert werden. Die nachfolgenden Druckzylinder
müssen dieselbe Änderung des Bahnspannungs- bzw.
Dehnungsverhaltens erzeugen wie davorliegende Druckzylinder, da
eine Änderung der Dehnung immer eine Änderung
des Registers bedingt. Dazu wird der nachfolgende Druckzylinder
i + 1 nach einer ersten Totzeit, nach einer weiteren Totzeit der
Druckzylinder i + 2 verstellt usw.
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Der
Verlauf einer Dehnungsänderung ist immer von der Materialbahnlänge
und der Materialbahngeschwindigkeit abhängig. Existieren
unterschiedliche Materialbahnlängen zwischen den Druckwerken,
erzeugt eine Verstellung nicht mehr dasselbe Registerverhalten.
Somit muss eine Verstellung mit einem DT1-Glied entsprechend modifiziert
werden. Eine Verstellung erzeugt bei der angenäherten PT1-Strecke
genau dann dasselbe Dehnungsverhalten, wenn gilt:
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Dies
bedeutet, dass eine Verstellung in Materialbahnabschnitten mit unterschiedlichen
Bahnlängen zusätzlich über ein DT1-Glied
mit den Zeitkonstanten KD = (Li,i+1 – Li-1,i)/v und T1 =
Li-1,i/v modifiziert werden muss.
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Alternativ
zur Downstream-Vorgängerfarbenregelung, kann eine Upstream-Vorgängerfarbenregelung für
unterschiedliche Längen durchgeführt werden. Upstream
bedeutet somit, dass eine auftretende Registerabweichung von x mm
an Druckwerk i nicht durch eine Verstellung des Druckwerks i um
x mm, sondern durch eine Verstellung aller davorliegenden Druckwerke,
optional des Infeeds und weiterer Klemmstellen um –x mm erfolgt.
Somit wird die Reglerausgangsgröße über
ein Proportionalglied mit Verstärkung –1 an alle
davorliegenden Druckwerke vorgesteuert. Das Druckwerk i wird selbst
nicht verstellt. Da die Entkopplung nachfolgender Klemmstellen beibehalten
werden soll, müssen diese ebenfalls verstellt werden.
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Die
Upstream-Verstellung kann aus der Downstream-Verstellung durch Rechnung
abgeleitet werden, indem zu allen an der Regelung beteiligten Klemmstellen
eine Verstellung –u addiert wird. Daraus ergibt sich eine
Verstellung von –u für die davorliegenden Druckwerke
und eine Verstellung u – u = 0 des betroffenen Druckwerks.
Addiert man ebenfalls –u zu der Verstellung der nachfolgenden
Druckwerke gemäß 2, werden
die DT1-Glieder 209, 210 zu PT1-Gliedern mit negativer
Verstärkung modifiziert. Die Totzeit-Glieder 205, 206 sowie
deren Modifikation mittels der DT1-Glieder 203, 204 bleiben
unverändert erhalten.
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Somit
ergibt sich in Upstream-Richtung bei einer gemessen Registerabweichung
an Druckwerk i von x mm folgende Entkopplungsstrategie:
- 1) Alle davorliegenden Druckwerke (optional der Infeed und/oder
weitere Klemmstellen wie beispielsweise der Abwickler) werden mit
einem Proportionalglied mit negativer Verstärkung sofort
verstellt (also um –x mm)
- 2) Das Druckwerk i wird nicht verstellt.
- 3) Alle nachfolgenden Druckwerke i + 1, i + 2, ... (optional
der Outfeed und weitere Klemmstellen wie auch der Aufwickler) werden
zunächst mit PT1-Verhalten mit negativer Verstärkung
verstellt, um nach der entsprechenden Totzeit um x mm verstellt
zu werden. Diese Totzeit-Verstellung wird ebenfalls bei unterschiedlichen
Längen über ein DT1-Glied modifiziert.
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Vorteilhaft
an der Upstream-Regelung ist, dass das PT1-Glied für die
Entkopplungsstruktur besonders in Systemen mit starkem Rauschen
ein robusteres Verhalten als die Downstream-Entkopplung mit dem DT1-Glied
zeigen kann.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung kann eine
Reduzierung der Makulatur durch eine größere Regelkreisdynamik
aufgrund der Entkopplung der Teilsysteme (Kosten von Material und
Druckfarbe) erzielt werden. Weiterhin kann der Anfahrvorgang verkürzt
werden, da aufgrund der Entkopplungsstrategie die Registerregler
zeitgleich zugeschaltet werden können, da sie unabhängig
voneinander arbeiten. Durch die Berücksichtigung unterschiedlicher
Bahnlängen zwischen den Druckwerken sind flexiblere Maschinenkonzepte
möglich. Insbesondere können defekte oder für
bestimmte Produkte nicht benötigte Druckwerke ausgelassen
werden.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19723059
A1 [0008]
- - DE 102007017096 A1 [0009]
- - DE 102007024323 A1 [0009]
