DE102012013636A1 - Steuerung von Farbwerken bei Druckgeschwindig-keitsänderungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Druckgeschwindigkeit (V) und Temperatur (T) einer Druckmaschine (1) zum Erreichen einer vorgegebenen Stellgröße, wobei die Druckmaschine (1) einen Steuerungsrechner (15) aufweist. Die Erfindung zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus: Berechnung einer Solltemperatur (TSoll) zum Erreichen der vorgegebenen Stellgröße bei einer gewünschten Druckgeschwindigkeit (V) und Einleitung der Stellvorgänge zum Erreichen der Solltemperatur (TSoll) durch den Steuerungsrechner (15), Verändern der Ist-Druckgeschwindigkeit (Vist) mit einer ersten Beschleunigung (a) innerhalb einer Toleranzgrenze in Bezug auf Schwankungen um die vorgegebene Stellgröße, Abbrechen des ersten Beschleunigungsvorgangs, wenn dabei die gewünschte Druckgeschwindigkeit (V) erreicht wird, Verändern der ersten Beschleunigung (a), falls die Toleranzgrenze erreicht wird und die gewünschte Druckgeschwindigkeit (V) noch nicht erreicht wird und Führen der Druckgeschwindigkeit (V) mit veränderter zweiter Beschleunigung (a) entlang der Toleranzgrenzen bis die gewünschte Druckgeschwindigkeit (V) erreicht wird.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Druckgeschwindigkeit und Temperatur einer Druckmaschine zum Erreichen einer vorgegebenen Stellgröße, wobei die Druckmaschine einen Steuerungsrechner aufweist.
• Bei Offsetdruckmaschinen erfolgt die Farbdosierung im Druckwerk üblicherweise über ein Farbwerk mit mehreren Farbzonen, wobei jede Farbzone einen Farbzonenschieber zur Einstellung der benötigten Öffnungen und damit der Farbdosierung aufweist. Es gibt aber auch sogenannte Kurzfarbwerke, insbesondere Anilox-Farbwerke, welche keine Farbzonen und Farbzonenschieber zur zonalen Dosierung aufweisen. Bei Druckmaschinen mit Kurzfarbwerken kann daher die Farbmenge nicht durch das Öffnen und Schließen der zonalen Dosierelemente erreicht werden, sondern es müssen andere Stellgrößen beeinflusst werden. Es ist bekannt, dass bei Offsetdruckmaschinen die Farbdosierung und damit die eingestellte Färbung von der Temperatur und der Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine abhängig ist. Somit ist es möglich, über die Änderung der Temperatur und der Druckgeschwindigkeit die Färbung bei Druckmaschinen mit Anilox-Farbwerken einzustellen. Üblicherweise möchte der Drucker jedoch eine bestimmte Druckgeschwindigkeit einstellen, um in der gewünschten Zeit die gewünschte Anzahl von Bedruckstoffen herstellen zu können. Demzufolge muss dann zu der gewünschten Druckgeschwindigkeit die gewünschte Solltemperatur berechnet und erreicht werden. Problematisch an der Einstellung der Farbwerkstemperatur ist jedoch, dass das Farbwerk sehr träge auf Temperaturänderungen reagiert, so dass die Nachführung der Temperatur im Verhältnis zur Änderung der Druckgeschwindigkeit viel langsamer verläuft.
• Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 54 501 A1 ist der Zusammenhang von Temperatur und Druckgeschwindigkeit bekannt. Bei dem dort offenbarten Verfahren zum Betrieb einer Rotationsdruckmaschine wird die Temperatur des Farbwerks in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit eingestellt.
• Aus der Entgegenhaltung DE 10 2008 001 309 A1 ist ein Verfahren bekannt, welches dafür sorgen soll, dass die Farbdichte auf dem Druckprodukt konstant gehalten wird, indem Druckgeschwindigkeit und Temperatur im Farbwerk passend zueinander angesteuert werden. Dies soll dafür sorgen, dass die Dynamik des Drehzahlverlaufs und die Dynamik des Temperaturverlaufs besser zusammenpassen, so dass sich auch bei dynamischen Fällen ein statischer Farbkurvenzusammenhang ergibt.
• Farbmesseinrichtungen sind aus den Patenten US 7,884,926 B2 , US 7,894,065 B2 und US 7,515,267 B2 bekannt.
• Problematisch an den Lösungen im Stand der Technik ist jedoch, dass aufgrund der langsamen Veränderung der Temperatur die Druckgeschwindigkeit nur sehr langsam geändert werden kann, um die Färbung annähernd konstant zu halten. Ebenso ist es problematisch, dass die Geschwindigkeit in Stufen angefahren wird. Dadurch entsteht ein Vorzeichenwechsel der Antriebskräfte, was sich negativ auf das Druckbild auswirkt.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung der Druckgeschwindigkeit bei Kurzfarbwerken in Offsetdruckmaschinen zu schaffen, welches eine möglichst schnelle Geschwindigkeitsänderung bei möglichst wenig Auswirkungen auf die Färbung erlaubt.
• Erfindungsgemäß wird die vorliegende Aufgabe durch Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Ansteuerung in Offsetdruckmaschinen mit Anilox-Farbwerken, die keine zonalen Farbdosiereinrichtungen aufweisen, es kann aber auch bei Druckmaschinen mit zonalen Farbwerken angewendet werden. Der Ablauf bei Änderung der Druckgeschwindigkeit wird dabei vollautomatisch von einem Steuerungsrechner bewerkstelligt, welcher auch die Temperierung der Druckmaschine steuert. Bei der gewünschten Stellgröße handelt es sich bevorzugterweise um die Sollfärbung, es kann sich aber auch um andere Stellgrößen der Druckmaschine handeln, welche von der Temperatur abhängig sind, oder es kann sich auch um die Temperatur selbst als Stellgröße handeln. All diese Stellgrößen, welche von der Temperatur abhängig sind, unterliegen der Problematik, dass Temperaturänderungen nur sehr langsam vor sich gehen und somit temperaturabhängige Stellgrößen schnell zu einer Änderung des Zustands der Maschine führen. Dies gilt insbesondere bei der Einstellung der gewünschten Sollfärbung, um in der Druckmaschine Bedruckstoffe mit derselben Farbgebung wie in der Druckvorlage zu produzieren. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Steuerungsrechner zunächst die benötigte Solltemperatur berechnet, welche zum Erreichen der vorgegebenen Stellgröße bei einer gewünschten Druckgeschwindigkeit benötigt wird. So wird bei der gewünschten Farbgebung und der gewünschten Druckgeschwindigkeit die dazu passende Solltemperatur im Farbwerk der Druckmaschine berechnet. Dann leitet der Steuerungsrechner die nötigen Stellvorgänge in der Druckmaschine ein, um vom Istwert der Stellgröße zum berechneten vorgegebenen Sollwert der Stellgröße zu gelangen. Bei der Einstellung der Sollfärbung soll dabei z. B. so vorgegangen werden, dass Änderungen der Färbung nicht sichtbar oder gerade noch tolerierbar sind, da sonst während des Stellvorgangs unverkäufliche Makulatur gedruckt wird. Dazu sind im Steuerungsrechner der Druckmaschine entsprechende Toleranzgrenzen hinterlegt. Bis zum Erreichen dieser Toleranzgrenzen kann die Druckmaschine mit dem maximalen Betrag der Beschleunigung gefahren werden. Wird bei dieser Beschleunigung bereits die gewünschte Druckgeschwindigkeit erreicht, so wird der Beschleunigungsvorgang abgebrochen und der Druckbetrieb mit der erreichten gewünschten Druckgeschwindigkeit fortgesetzt. Werden jedoch vor Erreichen der gewünschten Druckgeschwindigkeit die Toleranzgrenzen erreicht, so wird der Betrag der Beschleunigung so weit verringert, dass sich die Stellgröße, insbesondere die Sollfärbung, innerhalb der Toleranzgrenzen nicht verändert. Die Druckmaschine wird dann somit entlang der Toleranzgrenzen auf die gewünschte Druckgeschwindigkeit beschleunigt und zwar so lange, bis die gewünschte Druckgeschwindigkeit erreicht wird.
• Dieses Verfahren hat den großen Vorteil, dass immer mit dem maximal möglichen Betrag der Beschleunigung gearbeitet wird und so die gewünschte Druckgeschwindigkeit so schnell wie möglich erreicht wird, ohne jedoch dass die gewünschte Stellgröße außerhalb zulässiger Toleranzgrenzen liegt, so dass z. B. die gewünschte Sollfärbung nicht verlassen wird und auch bei der Geschwindigkeitsänderung keine Makulatur erzeugt wird. Bei der Sollfärbung handelt es sich bevorzugterweise um eine Sollfarbdichte, welche von der digitalen Druckvorlage aus der Druckvorstufe stammt.
• In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Berechnung der Beschleunigung und der gewünschten Druckgeschwindigkeit Eigenschaften der Druckmaschine und Eigenschaften der verwendeten Druckfarbe und es Druckmaterials vom Steuerungsrechner berücksichtigt werden. Insbesondere zur Einstellung der Sollfärbung ist es wichtig, die Eigenschaften der verwendeten Druckfarben, wie Zügigkeit und Viskosität, zu berücksichtigen. Ebenso sind Eigenschaften der Druckmaschine, wie Empfindlichkeiten hinsichtlich der Temperatur, zu berücksichtigen. Insbesondere sind bei der Festlegung der Toleranzgrenzen die Temperaturschwellen von den Eigenschaften der Druckfarbe und von den Eigenschaften der Druckmaschine und auch vom Druckmaterial abhängig.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Beschleunigung jeweils konstant ist. Alternativ kann vorgesehen werden, dass die Beschleunigung jeweils stufenweise durch den Steuerungsrechner verändert wird. Bei der Ausführungsform mit konstanter Beschleunigung wird zunächst mit maximalem Betrag der Beschleunigung bis zur Toleranzgrenze beschleunigt und dann wiederum mit dem maximal möglichen Betrag der Beschleunigung entlang der Toleranzgrenze gefahren. In beiden Fällen ist dann die Beschleunigung konstant. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung werden vom Steuerungsrechner Beschleunigungsstufen berechnet, so dass die Druckmaschine innerhalb der Toleranzgrenzen in Stufen beschleunigt, wobei die Toleranzgrenzen die Obergrenzen der Beschleunigungsstufen sind, so dass die Beschleunigungsstufen nicht außerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen liegen.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Toleranzgrenzen so gewählt sind, dass gerade noch tolerierbare Farbschwankungen aufziehen. Dies ist eine Alternative zu der Wahl der Toleranzgrenzen, bei der bei Erreichen der Toleranzgrenzen gerade noch keine sichtbaren Schwankungen in der Färbung auftreten. Bei manchen Druckprodukten sind kleine sichtbare Schwankungen in der Farbgebung zulässig, da hier keine so hohe Druckqualität verlangt wird. Bei diesen Druckprodukten können somit auch Druckerzeugnisse, welche gerade noch tolerierbare Farbschwankungen aufweisen, verkauft werden, so dass die Toleranzgrenzen größer gewählt und damit die Beschleunigung erhöht werden kann und somit wiederum das Erreichen der gewünschten Druckgeschwindigkeit schneller möglich ist.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass während des Verstellvorgangs keine Solldrehzahlen, sondern eine Sollbeschleunigung in Abhängigkeit der Temperatur der Druckmaschine vorgegeben ist. Bei dieser Ansteuerung des Antriebsmotors der Druckmaschine werden während des Beschleunigungsvorgangs nicht jeweils Solldrehzahlen übermittelt, sondern dem Antriebsmotor ein Moment für eine Sollbeschleunigung vorgegeben und der Motor mit dieser Sollbeschleunigung geführt. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Figuren näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
• 1 eine Mehrfarben-Offsetbogenrotationsdruckmaschine mit Kurzfarbwerken und einem Steuerungsrechner,
• 2 das Prinzip der Geschwindigkeitskompensation bei Offsetdruckmaschinen,
• 3 den Temperaturverlauf über der Zeit sowie zugehörige Temperatur-Toleranzgrenzen der Färbung,
• 4 die Abhängigkeit von Druckgeschwindigkeit und Temperatur und die zugehörigen Toleranzgrenzen der Färbung,
• 5 die Erhöhung der Druckgeschwindigkeit von 6000 auf 12000 Bogen pro Stunde bei gleicher Färbung,
• 6 den Druckgeschwindigkeitsverlauf in Abhängigkeit von der Zeit bei der Erhöhung der Druckgeschwindigkeit von 6000 auf 12000 Bogen pro Stunde bei gleicher Färbung,
• 7 die Abhängigkeit von Temperatur und Druckgeschwindigkeit bei der Erhöhung der Druckgeschwindigkeit von 6000 auf 8000 Bogen pro Stunde bei gleicher Färbung,
• 8 den Geschwindigkeitsverlauf in Abhängigkeit der Zeit bei der Erhöhung der Druckgeschwindigkeit von 6000 auf 8000 Bogen pro Stunde bei gleicher Färbung,
• 9 Erhöhung der Druckgeschwindigkeit von 6000 auf 12000 Drucke pro Stunde und Absenkung der Färbung,
• 10 der Geschwindigkeitsverlauf in Abhängigkeit der Zeit bei der Erhöhung der Druckgeschwindigkeit von 6000 auf 12000 Bogen pro Stunde bei Absenkung der Färbung,
• 11 die Abhängigkeit der Temperatur von der Druckgeschwindigkeit bei Erhöhung der Druckgeschwindigkeit von 6000 auf 12000 und Erhöhung der Färbung,
• 12 die Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit von der Zeit bei Erhöhung der Druckgeschwindigkeit von 6000 auf 12000 Bogen pro Stunde bei Erhöhung der Färbung,
• 13 Verlauf der Druckgeschwindigkeit über der Zeit und der Beschleunigung über der Zeit bei einer Änderung der Druckgeschwindigkeit von 10000 auf 18000 Bogen pro Stunde,
• 14 Geschwindigkeit und Beschleunigung in Abhängigkeit der Zeit bei einer Erhöhung der Druckgeschwindigkeit von 10000 auf 12000 Druck pro Stunde und
• 15 Temperaturverlauf in Abhängigkeit der Zeit bei Änderung der Druckgeschwindigkeit bei einer maximal zulässigen dT von 6%.
• Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Steuerung der Färbung in zonenlosen Offsetdruckmaschinen 1 mit Anilox-Kurzfarbwerken 14. Diese Anilox-Kurzfarbwerke 14 werden sowohl bei Bogenoffsetdruckmaschinen 1 als auch bei Rollenrotationsdruckmaschinen insbesondere im Zeitungsbereich eingesetzt. In 1 ist beispielhaft eine Vier-Farben-Anilox-Bogenoffsetdruckmaschine 1 abgebildet, welche vier Druckwerke 2 aufweist. Prinzipiell sind alle Druckwerke 2 gleichartig aufgebaut, so dass jedes Druckwerk 2 einen Plattenzylinder 5 mit der Druckplatte des jeweiligen Farbauszugs, einen Gummituchzylinder 4 zur Übertragung der Farbe vom Plattenzylinder auf den Bedruckstoff 7 sowie einen Druckzylinder 3 aufweist, welcher zusammen mit dem Gummituchzylinder 4 den Druckspalt bildet. Ebenso verfügt jedes Druckwerk 2 über ein Farbwerk 14, welches als Anilox-Kurzfarbwerk ausgebildet ist. Die Farbwerke 14 bestehen daher im Wesentlichen aus Rasterwalzen und Farbauftragswalzen. Zusätzlich weist jedes Druckwerk 2 einen Temperierkreislauf 16 auf, womit in jedem Farbwerk 14 die Temperatur der Druckfarbe separat eingestellt werden kann.
• Die Temperierkreisläufe 16 sind wie alle anderen elektrisch einstellbaren Maschinenkomponenten an einen Steuerungsrechner 15 angeschlossen. Sämtliche Druckwerke 2 sind über einen nicht gezeigten mechanischen Zahnräderzug verbunden und werden von einem gemeinsamen Antriebsmotor 13 angetrieben. Die bogenförmigen Bedruckstoffe 7 werden dem Anleger 6 entnommen und dem ersten Druckwerk der Bogenoffsetdruckmaschine 1 zugeführt. Nachdem die Bogen 7 in den vier Druckwerken 2 sukzessive mit den vier Farbauszügen Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb bedruckt worden sind, werden die fertigen Bogen 7 im Ausleger 11 abgelegt. Neben der Druckmaschine 1 ist der Steuerungsrechner 15 über eine Kommunikationsverbindung 8 auch mit einem Farbmessgerät 10 verbunden. Auf diesem Farbmessgerät 10 können dem Ausleger 11 entnommene Probebogen 7 abgelegt und farblich vermessen werden. Die so ermittelten Istfarbwerte werden über die Kommunikationsverbindung 8 an den Steuerungsrechner 15 übertragen und mit Sollfarbwerten der Druckvorlage aus der Druckvorstufe verglichen. Stellt der Steuerungsrechner 15 unzulässige Abweichungen zwischen Istfarbwerten und Sollfarbwerten fest, so liegt eine Färbungsdifferenz vor, die ausgeregelt werden muss. Dazu berechnet der Steuerungsrechner 15 die für jedes Farbwerk 14 benötigte Temperaturänderung sowie die benötigte Geschwindigkeitsänderung, um die festgestellten Färbungsdifferenzen möglichst schnell ausregeln zu können.
• Um die Geschwindigkeitsänderung durchzuführen, gibt der Steuerungsrechner 15 ein entsprechendes Steuerungssignal über die Kommunikationsverbindung 8 an den Antriebsmotor 13 der Bogenoffsetdruckmaschine 1 ab. Da die Bogenoffsetdruckmaschine 1 nur einen Antriebsmotor 13 aufweist, kann die Färbung über Geschwindigkeitsänderung in allen Druckwerken 2 nur zugleich geändert werden. Bei der Temperaturveränderung ist der Spielraum größer, da hier jedes Druckwerk 2 einen eigenen Temperierkreislauf 16 aufweist, welcher vom Steuerungsrechner 15 individuell angesteuert werden kann. Somit kann jedes Anilox-Farbwerk 14 separat temperiert werden. Die Druckmaschine 1 wird über einen als Touchscreen ausgebildeten Bildschirm 12, welcher wiederum an den Steuerungsrechner 15 angeschlossen ist, bedient. Über diesen Touchscreen 12 kann der Bediener der Druckmaschine 1 auch von Hand Färbungsänderungen vornehmen, wenn dies gewünscht ist.
• In 2 ist der Zusammenhang der gewünschten Solltemperatur T_Soll in Prozentwerten in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit V in Bogen/Stunde angegeben. Die Angabe der Temperatur T_Soll in Prozentwerten bedeutet, dass der Bezug zu der Minimaltemperatur und Maximaltemperatur in Prozent angegeben wird. In 2 entspricht bei konstanter Druckgeschwindigkeit v der zugehörige Temperaturwert T_Soll einer gewünschten Färbung in Prozentwerten eines Druckbogens 7. In 2 ist zu erkennen, dass einer gewünschten Sollfärbung von 30% der Maximalfärbung bei der Druckgeschwindigkeit V = 3000 Bogen/Stunde eine Solltemperatur von 20% entspricht. Bei einer Druckgeschwindigkeit V = 6000 Bogen/Stunde und einer gewünschten Sollfärbung von 30% beträgt die Solltemperatur bereits 25%, bei einer Druckgeschwindigkeit V = 9000 Bogen/Stunde und einer Sollfärbung von 30% sind es 30% Solltemperatur, bei einer Druckgeschwindigkeit V = 12000 Bogen/Stunde und einer Färbung von 30% sind es bereits 35% Solltemperatur und bei V = 15000 Bogen/Stunde und einer Färbung von 30% sind es 40% Solltemperatur. Darüber ist in 2 als weitere Gerade die Abhängigkeit von Solltemperatur T und Druckgeschwindigkeit V für eine Färbung von 70% eingezeichnet, wobei bei einer Druckgeschwindigkeit V = 3000 Bogen/Stunde die Solltemperatur bei 60% liegt und bei V = 15000 Bogen/Stunde die Gerade einen Wert von 80% Solltemperatur schneidet.
• Für jede Solltemperatur T_Soll gibt es Temperaturschwellen, unterhalb welcher keine sichtbaren Farbschwankungen auftreten, wenn die Druckgeschwindigkeit verändert wird, und Temperaturschwellen, unterhalb welcher zwar sichtbare aber gerade noch tolerierbare Farbschwankungen auftreten. Die beiden Temperaturschwellen können entweder über Druckversuche oder über Modellberechnungen ermittelt werden. Die Temperaturschwellen sind farb- und materialabhängig, sie können aber auch als Mittelwert für eine Klasse von Farben und Materialien angegeben werden.
• In 3 ist als mittlerer Graph der Verlauf der gewünschten Temperatur T_Soll angegeben. Oberhalb und unterhalb dieses Graphs sind außerdem Toleranzgrenzen eingezeichnet, welche den Werten T + dT und T – dT entsprechen, welche die jeweils obere und untere Grenztemperatur sind, welche gerade noch zulässige Änderungen der Färbung anzeigen. In 3 wird dT als 5% angenommen. Das Anlaufen der Druckmaschine 1 erfolgt so, dass die Druckgeschwindigkeit V nur so verändert wird, dass sich die Temperatur T_Soll innerhalb der Temperaturgrenzen T + dT und T – dT bewegt. Die Abweichung dT wird auf Basis der Solltemperatur T_Soll und der gewünschten Druckgeschwindigkeit V_Soll im Steuerungsrechner 15 berechnet.
• In 4 ist zum Einen der Verlauf der 30% Färbungslinie in Abhängigkeit von Druckgeschwindigkeit V und eingestelltem Temperaturwert T in % angegeben sowie die Ober- und Untergrenzen T_PLUS und T_MINUS. Abgeleitet aus diesen Temperaturgrenzen ergeben sich folgende Regeln für die Geschwindigkeitsänderungen. Ist die gewünschte Druckgeschwindigkeit V_Soll zwischen den zulässigen Grenzen V_min und V_max, welche zu den Temperaturgrenzen T_PLUS und T_MINUS gehören, so kann die Druckmaschine 1 sofort auf die gewünschte Druckgeschwindigkeit V_Soll gefahren werden. Befindet sich die derzeitige Druckgeschwindigkeit V_Ist unterhalb der Obergrenze V_max, welche sich wiederum unterhalb der gewünschten Druckgeschwindigkeit V_Soll befindet, so wird die Druckmaschine zunächst auf V_max beschleunigt und dann langsam auf V_Soll. Befinden sich sowohl die tatsächliche Druckgeschwindigkeit V_Ist als auch die gewünschte Geschwindigkeit V_Soll oberhalb zu Geschwindigkeit V_max, so wird mit der derzeitigen Druckgeschwindigkeit V_Ist weitergefahren, bis die Färbung wieder in den Toleranzgrenzen liegt.
• Für den Fall, dass die derzeitige Druckgeschwindigkeit V_Ist größer als V_min und größer als V_Soll ist, so wird auf die Druckgeschwindigkeit V_min abgebremst. Falls die Druckgeschwindigkeit V_min größer als V_Ist und größer als V_Soll ist, so wird die Druckmaschine mit der Geschwindigkeit V_Ist weiterbetrieben, bis die Färbung wieder in den Toleranzgrenzen liegt. Nach all diesen Einstellungen wird dann falls noch notwendig jeweils die Druckgeschwindigkeit V langsam innerhalb der Temperaturgrenzen und Geschwindigkeitsgrenzen in Abhängigkeit der Temperatur T in Richtung der Sollgeschwindigkeit V_Soll beschleunigt. Dies hat zur Folge, dass die Druckmaschine 1 möglichst schnell auf die Sollgeschwindigkeit V_Soll gebracht wird, sich aber Färbungsabweichungen innerhalb der tolerierbaren Färbungsabweichungen bewegen. Dabei verharrt die Geschwindigkeit V bei der Istgeschwindigkeit V_Ist so lange, bis die eingetretene Temperatur T_Ist eine weitere Veränderung der Druckgeschwindigkeit in Richtung der Sollgeschwindigkeit V_Soll zulässt. Neben dem langsamen und gleichmäßigen Nachführen der Druckgeschwindigkeit V kann auch ein stufenweises Nachführen der Druckgeschwindigkeit V z. B. in Geschwindigkeitsstufen von 1000 Bogen/Stunde erfolgen. Alternativ wäre es auch möglich, von Anfang an langsamer zu beschleunigen, dies führt jedoch zu einer Verlängerung des dynamischen Zustands.
• In 5 ist ein erster beispielhafter Verlauf der Temperatur T in % über der Druckgeschwindigkeit V aufgetragen, wobei die Druckgeschwindigkeit V von 6000 auf 12000 Bogen/Stunde erhöht wird. Der Färbungssollwert soll sich dabei nicht verändern und liegt am Anfang und am Ende bei 30%, die Ausgangstemperatur bei V_Ist = 6000 Bogen/Stunde liegt bei T_Ist = 25% und die Temperaturtoleranzgrenzen bei 5%. Dies bedeutet, dass die untere Temperaturgrenze T_minus 20% entspricht, was einer Geschwindigkeit V = 3000 Bogen/Stunde bei gleicher Färbung von 30% entspricht. Die obere Temperaturgrenz T_PLUS liegt demzufolge bei 30%, was einer Sollgeschwindigkeit V_Soll = 9000 Bogen/Stunde bei einer 30% Färbung entspricht. Daraus ergibt sich eine minimal zulässige Geschwindigkeit V_min = 3000 Bogen/Stunde und V_max = 9000 Bogen/Stunde. Die Istgeschwindigkeit V_Ist beträgt 6000 Bogen/Stunde, die Sollgeschwindigkeit V_Soll = 12000 Bogen/Stunde. Demzufolge kann der Steuerungsrechner 15 der Druckmaschine 1 sofort auf V = 9000 Bogen/Stunde beschleunigen und danach langsam entlang der Toleranzgrenze T = 30% auf V = 12000 Bogen/Stunde beschleunigen. Wenn die Sollgeschwindigkeit V_Soll = 12000 Bogen/Stunde erreicht ist, wird das Farbwerk 14 über den Temperierkreislauf 16 weiter aufgeheizt, bis die optimale Temperatur T = 35% bei V = 12000 Bogen/Stunde erreicht ist.
• 6 zeigt dabei den Geschwindigkeitsverlauf V_Ist über der Zeit t beim Beschleunigen der Druckmaschine 1 von 6000 auf 12000 Bogen/Stunde. Dabei ist zu erkennen, dass die Druckmaschine 1 zunächst sehr schnell auf 9000 Bogen/Stunde beschleunigt und dann entlang der Toleranzgrenze langsamer mit einer zweiten Beschleunigung auf 12000 Bogen/Stunde beschleunigt.
• In 7 ist ein zweites Beispiel gezeigt. Hier wird die Druckmaschine 1 von einer Druckgeschwindigkeit V_Ist = 6000 Bogen/Stunde auf V_Soll = 8000 Bogen/Stunde erhöht. Auch hier ist die Sollfärbung wieder mit 30% vorgegeben, die Temperatur T_Ist beträgt bei V_Ist gleich 25%, die Toleranzgrenze der Temperatur T beträgt wieder 5%. Dies bedeutet, dass die untere Grenze T_minus bei 20% liegt und damit V_min bei 3000 Bogen/Stunde. Die obere Grenze T_plus liegt bei 30%, was einer maximalen Geschwindigkeit V_max = 9000 Bogen pro Stunde entspricht. Da hier die Sollgeschwindigkeit V_Soll = 8000 Bogen/Stunde unterhalb V_max = 9000 Bogen/Stunde liegt, kann die Druckmaschine 1 sofort auf V_Soll = 8000 Bogen/Stunde beschleunigt werden. Nach dem Erreichen von V_Soll = 8000 Bogen/Stunde, wird das Farbwerk 14 weiter aufgeheizt, bis T_Soll = 28,5% erreicht wird. In 8 ist wiederum der Geschwindigkeitsverlauf V über der Zeit t aufgetragen, und es ist zu erkennen, dass die Druckmaschine 1 sofort und in einem Schritt schnell von 6000 auf 8000 Bogen/Stunde beschleunigt werden kann.
• Ein weiteres Beispiel für eine Geschwindigkeitsänderung ist in 9 zu sehen. Hierbei soll die Druckgeschwindigkeit V_Ist = 6000 Bogen/Stunde auf V_Soll = 12000 Bogen/Stunde erhöht werden. Dabei liegt bei V_Ist = 6000 Bogen/Stunde der Färbungsistwert bei 30% und soll jedoch auf 25% bei V_Soll = 12000 Bogen/Stunde abgesenkt werden. Die Temperatur T_Ist beträgt bei 30% Sollfärbung 25%, die Toleranzgrenzen liegen wiederum bei 5%. Dem Verlauf in 9 ist zu entnehmen, dass die untere Grenze T_minus = 20% zu V_min = 6000 Bogen/Stunde bei der Zielfärbung von 25% führt. Die obere Grenze T_plus = 30% entspricht V_max = 12000 Bogen/Stunde bei einer Zielfärbung von 25%. Dies bedeutet, V_max = V_Soll = 12000 Bogen/Stunde, so dass in diesem Bespiel wiederum sofort auf V = 12000 Bogen/Stunde beschleunigt werden kann. Aufgrund der Änderung der Zielfärbung auf einen abgesenkten Wert ist somit im vorliegenden Fall auch bei einer Verdoppelung der Druckgeschwindigkeit V das Beschleunigen in einem schnellen Schritt möglich. Bei Erreichen von V_Soll = 12000 Bogen/Stunde wird das Farbwerk 14 weiterhin aufgeheizt, bis T = 30% erreicht ist.
• 11 zeigt ein weiteres Beispiel für Geschwindigkeitsänderung, wobei ebenfalls wiederum die Druckgeschwindigkeit von V_Ist = 6000 Bogen/Stunde auf V_Soll = 12000 Bogen/Stunde erhöht werden soll. Bei V_Ist = 6000 Bogen/Stunde soll die Sollfärbung 30% betragen, bei V_Soll = 12000 Bogen/Stunde soll die Sollfärbung dagegen 40% betragen. T_Ist liegt bei V_Ist = 6000 Bogen/Stunde wiederum bei 25%, die Toleranzgrenze dT liegt wiederum bei 5%. Aus 11 ergibt sich, dass bei der unteren Toleranzgrenze T_minus = 20% bei der Zielfärbung von 40% V_min bei 0 liegt. Bei der oberen Grenze T_plus = 30% liegt V_max bei 3000 Bogen/Stunde. Dies bedeutet, dass die Druckmaschine 1 zunächst bei einer Geschwindigkeit V = 6000 Bogen/Stunde solange verharren muss, bis das Farbwerk 14 auf T = 30% aufgeheizt wurde. Danach wird die Druckgeschwindigkeit V langsam erhöht und die Druckmaschine auf V = 12000 Bogen/Stunde entlang der Toleranzgrenzen beschleunigt. Bei Erreichen von V_Soll = 12000 Bogen/Stunde muss wiederum weiter aufgeheizt werden, bis T = T_Soll = 45% ist. Der zugehörige Geschwindigkeitsverlauf V(t) ist in 12 aufgezeigt.
• 13 zeigt den Verlauf der Druckgeschwindigkeit V(t) und der Beschleunigung a(t) bei Vorgabe einer konstanten Beschleunigung a. 14 zeigt den Verlauf der Druckgeschwindigkeit V(t) und der Beschleunigung a(t), wobei zu erkennen ist, dass um unterhalb der Toleranzgrenzen zu bleiben die Beschleunigung a bei Erreichen der Druckgeschwindigkeit V_Ist = 10000 Bogen/Stunde geändert werden muss. In 15 ist der Verlauf der Temperatur T, der Solltemperatur T(V) und der Temperaturdifferenz dT abgebildet. Es ist zu erkennen, dass die Toleranzgrenze dT bei 6% liegt und diese Toleranzgrenze bei der Änderung der Temperatur T jeweils eingehalten wird.
• Bezugszeichenliste

1

Offsetdruckmaschine

2

Druckwerk

3

Druckzylinder

4

Gummituchzylinder

5

Plattenzylinder

6

Anleger

7

Bogen

8

Kommunikationsverbindung

9

Bedienpult

10

Farbmessgerät

11

Ausleger

12

Bildschirm

13

Antriebsmotor

14

Anilox-Farbwerk

15

Steuerungsrechner

16

Temperierkreislauf

T

Temperatur

V

Druckgeschwindigkeit

T_Soll

Solltemperatur

dT

Temperaturdifferenz

T_plus

Temperaturabweichung nach oben

T_minus

Temperaturabweichung nach unten

t

Zeit

V_Ist

tatsächliche Druckgeschwindigkeit

a

Beschleunigung der Druckmaschine bei Geschwindigkeitsänderung

V_min

minimal zulässige Druckgeschwindigkeit ohne unzulässige Färbungsänderung

V_max

maximal zulässige Druckgeschwindigkeit ohne unzulässige Färbungsänderung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 10254501 A1 [0003]
• DE 102008001309 A1 [0004]
• US 7884926 B2 [0005]
• US 7894065 B2 [0005]
• US 7515267 B2 [0005]

Claims (11)

1. Verfahren zur Steuerung von Druckgeschwindigkeit (V) und Temperatur (T) einer Druckmaschine (1) zum Erreichen einer vorgegebenen Stellgröße, wobei die Druckmaschine (1) einen Steuerungsrechner (15) aufweist, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: Berechnung einer Solltemperatur (T_Soll) zum Erreichen der vorgegebenen Stellgröße bei einer gewünschten Druckgeschwindigkeit (V) und Einleitung der Stellvorgänge zum Erreichen der Solltemperatur (T_Soll) durch den Steuerungsrechner (15), Verändern der Ist-Druckgeschwindigkeit (V_Ist) mit einer ersten Beschleunigung (a) innerhalb einer Toleranzgrenze in Bezug auf Schwankungen um die vorgegebene Stellgröße, Abbrechen des ersten Beschleunigungsvorgangs, wenn dabei die gewünschte Druckgeschwindigkeit (V) erreicht wird, ändern der ersten Beschleunigung (a), falls die Toleranzgrenze erreicht wird und die gewünschte Druckgeschwindigkeit (V) noch nicht erreicht wird und Führen der Druckgeschwindigkeit (V) entlang der Toleranzgrenzen mit geänderter zweiter Beschleunigung (a) bis die gewünschte Druckgeschwindigkeit (V) erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Beschleunigung (a) in Abhängigkeit von der aktuellen Abweichung des Istwerts von der vorgegebenen Stellgröße berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine ständige Anpassung der zweiten Beschleunigung (a) an die Differenz zwischen dem Istwert und der vorgegebenen Stellgröße erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn bei Beginn der Druckgeschwindigkeitsänderung die Toleranzgrenzen bereits überschritten sind, die Druckgeschwindigkeit (V) vom Steuerungsrechner (15) zunächst solange beibehalten wird, bis die Toleranzgrenzen wieder eingehalten werden, und erst dann die Veränderung der Druckgeschwindigkeit (V) durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße eine vorgegebene Soll-Färbung ist und die Schwankungen Färbungsschwankungen sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Beschleunigung (a) und der gewünschten Druckgeschwindigkeit (V) Eigenschaften der Druckmaschine (1) und Eigenschaften der verwendeten Druckfarbe und des Bedruckstoffs vom Steuerungsrechner (15) berücksichtigt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung (a) jeweils konstant ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung jeweils stufenweise durch den Steuerungsrechner (15) verändert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Toleranzgrenzen so gewählt sind, dass bei Erreichen der Toleranzgrenzen gerade noch keine sichtbaren Schwankungen in der Färbung auftreten.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Toleranzgrenzen so gewählt sind, dass gerade noch tolerierbare Farbschwankungen auftreten.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verstellvorgangs keine Soll-Drehzahlen sondern eine Soll-Beschleunigung (a) in Abhängigkeit der Temperatur (T) der Druckmaschine (1) vorgegeben wird.

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