EP1505025A2 - Method and device for controlling the web tension forces and the cutting register of a rotary printer - Google Patents

Abstract

The press includes a series of nips (K o to K n) at positions (0 to n) which are under controlled drive. To control partial registration errors over j cuttings with q web tensions, (j+q) magnitudes are employed. These serve as control magnitudes for circumferential velocities and/or angular positions at the nips (K 1 to K n - 1). The partial registration errors and web tensions lie in the same, or in different cuttings. An independent claim is included for corresponding control equipment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Bahnzugkräfte und der Schnittregisterfehler einer Rollenrotationsdruckmaschine.The invention relates to a method and a device for regulating the Web tensile forces and the cutting register error of a web-fed rotary printing press.

Bei Rollenrotationsdruckmaschinen ist es bekannt, als Stellglied für die Schnittregisterregelung eine in Linearführungen verfahrbare Stellwalze einzusetzen, mit der die Papierweglänge zwischen zwei Zugeinheiten verändert und damit der Registerfehler korrigiert wird. Derartige Registerwalzen sind beispielsweise in der DE 85 01 065 U1 gezeigt. Die Verstellung erfolgt im Allgemeinen mittels eines elektrischen Schrittmotors. Derartige Vorrichtungen sind mit einem verhältnismäßig großen mechanischen und elektrischen Aufwand behaftet.In web-fed rotary printing presses, it is known as an actuator for the Cut register control a positioning roller which can be moved in linear guides used to change the Papierweglänge between two train units and to correct the register error. Such register rollers are shown for example in DE 85 01 065 U1. The adjustment takes place in Generally by means of an electric stepper motor. Such devices are with a relatively large mechanical and electrical effort afflicted.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zum Regeln des Schnittregisters zu schaffen.It is an object of the invention to provide a simple method for regulating the Create editing register.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The object is achieved with the features of the independent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Laufzeit der Bahnbildpunkte bei einem konstanten Bahnweg verstellt, während nach dem Stand der Technik eine Bahnlängenänderung bei konstanter Bahngeschwindigkeit vorgenommen wird.In the method according to the invention, the transit time of the web pixels is added Adjusted a constant path, while in the prior art a Path length change is made at a constant path speed.

Bedeutungsvoll ist, dass die Regelung des Gesamt-Schnittregisterfehlers Y * / 1n mit Hilfe der Regelung mindestens eines Teil-Schnittregisterfehlers Y * / 1i und die Regelung mindestens einer Bahnzugkraft F _l-1,l mit Hilfe der Voreilung mindestens einer nicht druckenden Klemmstelle erfolgt, wobei die Druckmaschine geregelt angetriebene Klemmstellen 0 bis n aufweist, wobei zur Beeinflussung von j Teil-Schnittregisterfehlern und q Bahnzugkräften j + q Stellgrößen verwendet werden, wobei als Stellgrößen die Kraft F ₀₁ einer Tänzerwalze oder die Voreilung einer Klemmstelle eines Bahnzugkraftregelkreises dienen, wobei diese die Umfangsgeschwindigkeit der Abwickeleinrichtung beeinflussen, dass als weitere Stellgrößen die Umfangsgeschwindigkeit der druckenden Klemmstelle 1 und die Umfangsgeschwindigkeiten der nicht druckenden Klemmstellen 2 bis n-1 dienen, und dass Teilregisterfehler und Bahnzugkraft jeweils in dem selben oder in unterschiedlichen Bahnabschnitten liegen und Teil-Schnittregisterfehler und Gesamt-Schnittregisterfehler durch Sensoren, die eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn auswerten und die Bahnzugkräfte mittels weiterer Sensoren erfasst und durch Regelkreise geregelt werden. Mittels mindestens eines Sensors für das Register wird eine für die Abweichung der Lage des Druckbildes gegenüber seiner Sollage bezogen auf den Ort und Zeitpunkt des Schnittes, d.h. für den Schnittregisterfehler, geeignete Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn erfasst, ausgewertet und/oder zu einem Istwert umgeformt.It is significant that the control of the total cutting register error Y * / 1 n by means of the control of at least one partial cutting register error Y * / 1 i and the control of at least one web tension F _{l -1, l} by means of the lead of at least one non-printing nip is carried out, wherein the printing machine has controlled driven clamping points 0 to n, being used to influence j Teil-Schnittregisterfehlern and q Bahnzugkräften j + q manipulated variables, which serve as manipulated variables, the force F ₀₁ a dancer roller or the lead of a nip of a web tension control loop, said These influence the peripheral speed of the unwinding device, that serve as further manipulated variables, the peripheral speed of the printing nip 1 and the peripheral speeds of the non-printing nips 2 to n-1, and that Teilregisterfehler and web tension are each in the same or different track sections and part-S Error register error and total cut register error due to sensors that evaluate specific image information or measuring marks of the printed web and the web tension is detected by other sensors and controlled by control loops. By means of at least one sensor for the register, an image information or measuring marks of the printed web which is suitable for the deviation of the position of the printed image relative to its desired position with respect to the location and time of the cut, ie for the cut register error, is detected, evaluated and / or converted into an actual value ,

Bevorzugt wird für die Ermittlung der Regelgrößen von Sensoren ausgegangen, es können aber auch Modelle diese Sensoren teilweise oder völlig ersetzen, d.h. die Größen werden in äquivalenter Weise mit Hilfe von mathematischen oder empirischen Modellen geschätztPreference is given to determining the controlled variables of sensors, however, models may also partially or completely replace these sensors, i. The quantities are equivalently determined by means of mathematical or estimated empirical models

Wichtig ist, dass mit Hilfe von Entkopplungsstrategien die Teil-Schnittregisterfehler und Bahnzugkräfte unabhängig voneinander durch entsprechende Sollwerte vorgegeben werden.It is important that with the help of decoupling strategies the partial cut register errors and Bahnzugkräfte independently by appropriate setpoints be specified.

Hervorzuheben ist, dass ein zu regelnder Teil-Schnittregisterfehler und eine zu regelnde Bahnzugkraft in unterschiedlichen Bahnabschnitten liegen, dass die Geschwindigkeit ν _k einer nicht druckenden Klemmstelle k die Stellgröße für den Teilschnittregisterfehler Y * / 1k ist und eine der Geschwindigkeiten ν _i , ν _{i -1} , ν _{i -2}, ν _{i -3} bis v, die Stellgröße für die Bahnzugkraft F_{i -1, i} in einem davor liegenden Bahnabschnitt ist, wobei die Bahnzugkräfte F_{i -1, i} , F_{i -2, i -1}, F_{i -3, i -2} bis F ₁₂ bei Verwendung einer der Geschwindigkeiten ν _{i -1} , ν _{i -2}, ν _{i -3} bis ν₁ als Stellgröße nicht selbstkompensierend sein dürfen. Dabei können ein zu regelnder Teil-Schnittregisterfehler und eine zu regelnde Bahnzugkraft in unterschiedlichen Bahnabschnitten liegen, wobei die Stellgröße für den Teilschnittregisterfehler Y * / 1k die Geschwindigkeit ν _k einer nicht druckenden Klemmstelle K_k und die Stellgröße für die Bahnzugkraft F_{k +1, k +2}, F_{k +2, k +3} bis F_{n -2, n -1} in einem dahinter liegenden Bahnabschnitt die Geschwindigkeit ν _{k +1}, ν _{k +2} bis ν _{n -1} ist. Alternativ kann ein zu regelnder Teil-Schnittregisterfehler und eine zu regelnde Bahnzugkraft F_{k -1, k} in dem selben Bahnabschnitt liegen, wobei die Geschwindigkeit ν _k einer nicht druckenden Klemmstelle k die Stellgröße für den Teilschnittregisterfehler Y * / 1k ist und die Geschwindigkeit ν _k , ν _{k -1} , ν _{k -2}, ν _{k -3} bis ν₁ die Stellgröße für die Bahnzugkraft F_{k -1, k} ist, wobei die Bahnzugkräfte F_{k -1, k} , F_{k -2, k -1}, F_{k -3, k -2} bis F ₁₂ bei Verwendung der Geschwindigkeiten ν _{k -1}, ν _{k -2}, ν _{k -3} bis ν₁ als Stellgröße nicht selbstkompensierend sein dürfen.It should be emphasized that a part-cutting register error to be regulated and a web tension to be controlled lie in different web sections, that the velocity ν _{k of} a non-printing nip k is the manipulated variable for the partial cut register error Y * / 1 k and one of the velocities ν _i , ν _{i -1} , ν _{i -2} , ν _{i -3} to v, is the manipulated variable for the web tension F _{i -1, i} in a preceding web section, wherein the web tensile forces F _{i -1, i} , F _{i -2, i - 1} , F _{i -3, i -2} to F ₁₂ may not be self-compensating when using one of the velocities ν _{i -1} , ν _{i -2} , ν _{i -3} to ν ₁ as the manipulated variable. In this case, a partial cutting register error to be regulated and a web tension to be controlled can lie in different web sections, wherein the manipulated variable for the partial cut register error Y * / 1 k is the speed v _{k of} a non-printing nip K _k and the manipulated variable for the web tensile force F _{k +1, k +2} , F _{k +2, k +3} to F _{n -2, n -1 is} the velocity ν _{k +1} , ν _{k +2} to ν _{n -1} in a trajectory behind it. Alternatively, a part-cutting register error to be controlled and a web tension F _{k -1, k} to be controlled can lie in the same web section, the velocity v _{k of} a non-printing nip k being the manipulated variable for the partial cut register error Y * / 1 k and the velocity v _k , ν _{k -1} , ν _{k -2} , ν _{k -3} to ν _{1 is} the manipulated variable for the web tensile force F _{k -1, k} , where the web tensile forces F _{k -1, k} , F _{k -2, k -1} , F _{k -3, k -2} to F ₁₂ when using the velocities ν _{k -1} , ν _{k -2} , ν _{k -3} to ν ₁ may not be self-compensating as a manipulated variable.

Von Vorteil ist, dass der Schnittregisterfehler unmittelbar vor dem Messerzylinder gemessen und durch einen Registerregler geregelt werden kann, der dem Registerregler der Klemmstelle k überlagert wird.The advantage is that the cut register error immediately before the knife cylinder can be measured and controlled by a register controller, the register controller The nip k is superimposed.

Die erfindungsgemäße Lösung erfordert kein zusätzliches mechanisches Bahnführungselement. Zur Schnittregisterkorrektur werden vorhandene, nicht druckende Zugeinheiten verwendet, wie z. B. die Kühleinheit, Zugwalzen im Falzaufbau, die Trichterwalze oder weitere im Bahnverlauf zwischen letztem Druckwerk und Messerzylinder liegende Zugeinheiten, die vorzugsweise mittels drehzahlvariablen Einzelantrieben angetrieben sind.The solution according to the invention requires no additional mechanical Web guiding element. To cut register correction are existing, not pressure train units used, such as. B. the cooling unit, pull rollers in Falzaufbau, the funnel roller or more in the path between the last Printing unit and knife cylinder lying train units, preferably by means of Variable speed single drives are driven.

Die in die Schnittregisterregelstrecke eingehenden Parameter sind weitgehend unabhängig von den Eigenschaften der Rotationsdruckmaschine. Weiterhin lässt sich die Schnittregistergenauigkeit durch das neue Verfahren wesentlich erhöhen. The parameters entering the cutting register control path are broad regardless of the characteristics of the rotary printing machine. Continue lets The accuracy of the cut register increase significantly with the new method.

Wichtig ist, dass bei der Regelung einer Bahnzugkraft diese nur in einem Bahnabschnitt verändert wird oder dass sich mit dieser auch alle folgenden Bahnzugkräfte ändern.It is important that when controlling a web tension this only in one Track section is changed or that with this also all the following Change track pull forces.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren zum Regeln des Schnittregisters an einer Rotationsdruckmaschine, deren Klemmstellen 1 bis n mit Antriebsmotoren mit zugeordneter Strom-, Drehzahl- und gegebenenfalls Winkelregelung unabhängig voneinander antreibbar sind und bei der der Schnittregisterfehler Y _{1 n} und/oder damit verbundene Teilregisterfehler Y * / 12, Y * / 13, Y * / 1i, Y * / 1k, Y * / 1,n-1 an oder vor einem Messerzylinder (Klemmstelle n) und/oder an oder vor einer oder mehreren diesem Messerzylinder vorgeordneten Klemmstellen 1 bis n-1 über eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors erfassbar sind, eine Bahnzugkraft F mittels mindestens eines weiteren Sensors erfassbar ist und diese von den Sensoren erfassten Registerabweichungen Y * / 12, Y * / 13, Y * / 1i, Y * / 1k, Y * / 1,n-1 und Bahnzugkräfte F_{i -1, i} zur Beeinflussung des Schnittregisterfehlers Y _{1 n} einer Regelund/oder Steuerungseinrichtung zur Veränderung von Winkellagen oder Umfangsgeschwindigkeiten ν₁, bis ν₃, ν _i , ν _k , ν _n der jeweiligen Klemmstelle K ₁ bis K ₄, K_i , K_k , K_n zuführbar sind, wobei eine Bahnzugkraft F_{i -1, i} in einem Bahnabschnitt i-1,i und ein Registerfehler Y * / 1k in einem anderen oder demselben Bahnabschnitt im regelungstechnischen Sinne entkoppelt voneinander durch entsprechende Sollwerte F_{i -1, i , w} , Y * / 1k,w einstellbar sind, wozu eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, insbesondere ein Leitstand, mit entsprechender Visualisierungseinrichtung vorgesehen wird. In vorteihafter Weise ist die Abwickeleinrichtung K ₀ mittels Tänzerwalzen oder Bahnzugkraftregelkreisen derart steuerbar, dass mit Hilfe der Umfangsgeschwindigkeit ν₁ der Klemmstelle K ₁ oder mit Hilfe der Bahnzugkraft F ₀₁ der instationäre und stationäre, in das System eingeleitete Massenstrom veränderbar ist. Bedeutungungsvoll ist, dass die Sensoren und zugehörige Auswerteeinrichtungen bei Nenngeschwindigkeit der Druckmaschine die Information über den oder die Registerfehler Y ₁₄; Y * / 13; Y * / 1i; Y * / ik und die Bahnzugkraft F_{k -1, k} bzw. F_{i -1, i} in minimaler Zeit zur Verfügung stellen und mit Schnittstellen ausgeführt sind, welche die Registerfehler Y ₁₄; Y * / 13; Y * / 1i; Y * / ik und Bahnzugkräfte F_{k -1, k} bzw. F_{i -1, i} über Feldbusse, Ethernet oder anderer Kommunikationsbusse und Kommunikationsschnittstellen übertragen. Dabei ist die Regel- und/oder Steuerungseinrichtung als Zentralrechner, vorzugsweise im Leitstand, oder als eingebetteter Rechner, vorzugsweise in einem Steuer- oder Reglerschrank, oder funktionell dezentralisiert in den jeweiligen Umrichtergeräten realisiert, wobei alle Informationen (Istwerte, Sollwerte, Regelalgorythmen) in Echtzeit verarbeitbar sind.The invention also relates to a device for carrying out the method for controlling the cut register on a rotary printing press, the terminal points 1 to n with drive motors with associated current, speed and optionally angle control are independently drivable and at the cut register error Y _{1 n} and / or associated partial register errors Y * / 12, Y * / 13, Y * / 1 i , Y * / 1 k , Y * / 1, n -1 at or before a knife cylinder (nip n) and / or at or before one or a plurality of clamping points 1 to n-1 upstream of this knife cylinder can be detected by means of at least one sensor via a specific image information or measuring marks of the printed web, a web tension F can be detected by at least one further sensor and these register deviations Y * / 12, Y * detected by the sensors / 13, Y * / 1 i , Y * / 1 k , Y * / 1, n -1 and web tensile forces F _{i -1, i} for influencing the cutting register error Y _{1 n of} a rule nd / or control device for changing angular positions or circumferential velocities ν ₁ , to ν ₃ , ν _i , ν _k , ν _{n of} the respective terminal point K ₁ to K ₄ , K _i , K _k , K _{n are} fed, wherein a web tension F _{i -1, i} in a path section i-1, i and a register error Y * / 1 k in another or the same path section in the control-technical sense decoupled from each other by corresponding desired values F _{i -1, i , w} , Y * / 1 k , w are adjustable, including a human-machine interface, in particular a control station is provided with appropriate visualization device. In advantageous manner, the unwinding device K _{0 is} controllable by means of dancer rolls or web tension control loops such that with the aid of the peripheral speed v _{1 of} the nip K ₁ or with the aid of the web tension F ₀₁ the unsteady and stationary mass flow introduced into the system can be changed. It is meaningful that the sensors and associated evaluation devices at the nominal speed of the printing press information about the register error or errors Y ₁₄ ; Y * / 13; Y * / 1 i ; Y * / ik and the web tensile force F _{k -1, k} and F _{i -1, i ,} respectively _{, are provided} in minimal time and are executed with interfaces representing the register errors Y ₁₄ ; Y * / 13; Y * / 1 i ; Y * / ik and web tensile forces F _{k -1, k} and F _{i -1, i} transmitted via field buses, Ethernet or other communication buses and communication interfaces. In this case, the control and / or regulating device is implemented as a central computer, preferably in the control station, or as an embedded computer, preferably in a control or control cabinet, or functionally decentralized in the respective inverter devices, all information (actual values, setpoints, Regelalgorythmen) in real time are processable.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.Further features and advantages emerge from the dependent claims in Connection with the description.

Funktionsbeschreibungfunction Description

Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt schematisch:

Fig. 1:

Klemmstellen-Schema einer Rotationsdruckmaschine mit geregelten Antrieben,

The invention will be explained in more detail below with reference to some embodiments. In the drawings shows schematically:

Fig. 1:

Clamping diagram of a rotary printing press with controlled drives,

Das zu betrachtende allgemeine System besteht aus den durch geregelte Antriebsmotoren angetriebenen Klemmstellen 0 bis n, K ₀ bis K_n , wobei K ₀ die Abwickeleinrichtung, K ₁ alle druckenden Klemmstellen, K ₂ bis K_{n -1} alle nicht druckenden Klemmstellen und K_n den Messerzylinder darstellen. Die Bahnkraft in einem Abschnitt i-1, i wird als F_{i -1, i} bezeichnet. Die Größen ν _i sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Klemmstellen K_i , die durch das Verhalten umschlungener Walzen mit Coulomb'scher Reibung angenähert seien. In z_T sind die Änderungen des Elastizitäts-Moduls und des Querschnitts der einlaufenden Bahn zusammengefasst. Der Registerfehler Y _{1 n} am Messerzylinder sei als Gesamt-Schnittregisterfehler oder kurz als Schnittregisterfehler bezeichnet. Ein davor aufgelaufener Registerfehler Y * / 1i, gemessen an einer nicht druckenden Klemmstelle i, wird Teil-Schnittregisterfehler oder kurz Teilregisterfehler genannt.The general system to be considered consists of the driven by controlled drive motors clamping points 0 to n, K ₀ to K _n , where K ₀ the unwinding, K ₁ all printing nips, K ₂ to K _{n -1} all non-printing nips and K _n den Represent knife cylinder. The web force in a section i-1, i is referred to as F _{i -1, i} . The magnitudes ν _i are the peripheral velocities of the clamping points K _i , which are approximated by the behavior of wound Coulomb friction rollers. In z _T , the changes of the modulus of elasticity and the section of the incoming web are summarized. The register error Y _{1 n} on the knife cylinder is referred to as a total cut register error or short as a cut register error. A previously accumulated register error Y * / 1 i , measured at a non-printing nip i, is called partial cut register error or short partial register error.

Der dem System über den Eingang der Klemmstelle 1 (K ₁) zugeführte instationäre oder stationäre Massenstrom, gemessen in kgs ^-1, wird durch die Umfangsgeschwindigkeit ν₁ der Klemmstelle 1 (K ₁) und die Dehnung ε₀₁ bestimmt. Im Falle von Hooke'schem Material ist die Kraft F ₀₁ der Dehnung ε₀₁ proportional. Die Kraft F ₀₁ wird durch die Anpresskraft einer Tänzerwalze oder durch einen Zugkraftregelkreis eingestellt, die - dem Lagesollwert bzw. Kraftsollwert entsprechend - unmittelbar oder mittelbar über eine weitere Einstellung zur Bahnzugkraft - die Umfangsgeschwindigkeit der Klemmstelle 0 steuern. Im Folgenden wird angenommen, dass Änderungen von F ₀₁ oder von ν₁ den instationären wie stationären Massenstrom verändern. Die Umfangsgeschwindigkeiten der übrigen Klemmstellen können - Hooke'sches Material vorausgesetzt - den Massenstrom in den ihnen folgenden Bahnabschnitten nicht stationär ändern. Die Umfangsgeschwindigkeiten werden im Folgenden kurz Geschwindigkeiten genannt.The unsteady or stationary mass flow supplied to the system via the input of the nip 1 ( K ₁ ), measured in kgs ^-1 , is determined by the peripheral speed v _{1 of} the nip 1 ( K ₁ ) and the strain ε ₀₁ . In the case of Hooke's material, the force F _{01 of} the strain ε _{01 is} proportional. The force F ₀₁ is set by the contact force of a dancer roller or by a tension control loop - the peripheral speed of the nip 0 - directly or indirectly via a further setting to the web tension - according to the position setpoint or force setpoint. In the following, it is assumed that changes of F ₀₁ or ν _{1 change} the transient as well as the stationary mass flow. The peripheral speeds of the other terminal points can - assuming Hooke'sches material - not change the mass flow in the following track sections stationary. The peripheral speeds are referred to below as speeds.

Ziel ist es, einerseits den Schnittregisterfehler Y _{1 n} möglichst auf dem Sollwert Y _{1 n , w} , beispielsweise auf dem Wert Y _1n =Y _1n,w = 0, zu halten und andererseits, im regelungstechnischen Sinne entkoppelt davon, in einem oder mehreren Bahnabschnitten eine bestimmte Bahnzugkraft vorzugeben. Um den Schnittregisterfehler Y _{1 n} dem Sollwert Y _{1 n , w} zu halten und die Kräfte einzustellen, werden die Teilregisterfehler Y * / 1i und die Kräfte durch die Geschwindigkeiten nicht druckender Klemmstellen beeinflusst. Insbesondere wird die den stationären Massenstrom ändernde Geschwindigkeit ν₁ der Klemmstelle 1 oder die Kraft F ₀₁ verwendet. Auch die Lage des Messerzylinders kann verändert werden.The goal is, on the one hand, to keep the cut register error Y _{1 n} as close as possible to the desired value Y _{1 n , w} , for example to the value Y _{1 n} = Y _{1 n, w} = 0, and, secondly, to decouple it from the control point of view in one or more of these several track sections to specify a specific web tension. In order to keep the cut register error Y _{1 n at} the setpoint Y _{1 n , w} and to set the forces, the partial register errors Y * / 1 i and the forces are affected by the speeds of non-printing nips. In particular, the stationary mass flow rate ν _{1 of} the nip 1 or the force F _{01 is} used. The position of the knife cylinder can also be changed.

Die folgende Funktionsbeschreibung wird an einem System aus n Klemmstellen nach Fig. 1 vorgenommen. Es wird darauf hingewiesen, dass bei der realen Druckmaschine an die Stelle einer Klemmstelle 1 (K ₁) des Systems beliebig viele Druckeinheiten, also z.B. vier Druckeinheiten einer Rollenoffset-Illustrationsdruckmaschine oder Zeitungsdruckmaschine oder einer anderen Art von Rotationsdruckmaschinen, treten können. Das im Folgenden beschriebene Prinzip der Register- und Bahnzugkraftregelung durch voneinander entkoppelte Regelkreise ist auf alle Rotationsdruckmaschinen sinngemäß zu übertragen.The following functional description is made on a system of n terminal points according to FIG. It should be noted that in the real printing machine in place of a nip 1 ( K ₁ ) of the system as many printing units, ie, for example, four printing units of a web offset commercial printing press or newspaper printing press or other type of rotary printing presses can occur. The principle described below of register and web tension control by decoupled control loops is to be transferred analogously to all rotary printing presses.

Regelung des Registerfehlers an einer nicht druckenden Klemmstelle vor dem MesserzylinderRegulation of register error at a non-printing nip the knife cylinder 1. Funktionserläuterung am System aus n Klemmstellen1. Function explanation on the system of n terminal points

Das System bestehend aus n Klemmstellen von Fig. 1 ist eine vereinfachte Form einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere eine Rollenoffsetdruckmaschine. In einer nach der Abwicklungseinrichtung, Klemmstelle 0 (K ₀), folgenden Klemmstelle 1 (K ₁) sind alle Druckeinheiten zusammengefasst. Klemmstelle 2 (K ₂) steht in Falle einer Illustrations-Druckmaschine für die Kühleinheit, dazwischen liegt gegebenenfalls ein Trockner T, Klemmstelle 3 (K ₃) steht für die Wendeeinheit. Die folgenden, mit allgemeinen Indizes gekennzeichneten Klemmstellen i-1 bis n-1 (K_{i -1} bis K_{n -1}) sind angetriebene Zug- bzw. Bearbeitungseinheiten. Die Klemmstelle n (K_n ) bezeichnet die Falzeinheit mit dem schnittbestimmenden Messerzylinder. Die Größen ν_i sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Klemmstellen K_i , im Folgenden kurz als Geschwindigkeiten bezeichnet. Bei Rotationsdruckmaschinen wird statt des Begriffes "Geschwindigkeit" der Begriff "Voreilung" verwendet. Die Voreilung W_{i , i -1} einer Klemmstelle i (K_i ) gegenüber einer Klemmstelle i - 1 (K_{i -1}) ist gegeben durch den Ausdruck W i,i-i = ν i - ν i-1 ν i-1 The system consisting of n nipples of Fig. 1 is a simplified form of a rotary printing machine, in particular a web offset printing machine. In one after the unwinding device, nip 0 ( K ₀ ), following nip 1 ( K ₁ ) all printing units are summarized. Clamping point 2 ( K ₂ ) is in the case of an illustration printing press for the cooling unit, in between is optionally a dryer T, terminal 3 ( K ₃ ) stands for the turning unit. The following terminal points i-1 to n-1 ( K _{i -1} to K _{n -1} ) marked with general indices are driven pulling or working units. The nip n ( K _n ) denotes the folding unit with the cutting-determining knife cylinder. The quantities ν _i are the circumferential speeds of the clamping points K _i , hereinafter referred to as speeds. In rotary printing presses, the term "overfeed" is used instead of the term "speed". The lead W _{i , i -1 of} a clamping point i ( K _i ) with respect to a nip i-1 ( K _{i -1} ) is given by the expression W i, i - i = ν i - ν i -1 ν i -1

Das System von Fig. 1 wird als mechanische Regelstrecke mit zugehörigen Stellgliedern (geregelte Antriebe) aufgefasst. Regelgrößen sind die Teil-Schnitt-Registerfehler Y * / 1i, Y * / 1k, usw. und der Gesamt-Schnittregisterfehler Y _{1 n} und die Bahnzugkräfte F_{i -1, i} , F_{i , i +1}, F_{k -1, k} , F_{k , k +1}, usw. Beispielhaft sind Regelkreise für die Bahnzugkraft F_{i -1, i} , die Teilregisterfehler Y * / 13 und Y * / 1i sowie den Gesamt-Registerfehler Y _{1 n} dargestellt. Stellgrößen sind die Voreilungen bzw. Geschwindigkeiten der Klemmstellen i-1 bis n-1 (K_{i -1} bis K_{n -1}) und die Voreilung bzw. Lage der Klemmstelle 1 sowie die Eingangsbahnzugkraft F ₀₁. Durch entsprechende Regelkreise sollen die Teil-Registerfehler und die Bahnzugkräfte gemäß eingestellter Sollwerte im regelungstechnischen Sinne entkoppelt voneinander vorgebbar sein. Ein Teil-Schnittregisterfehler Y * / 1i, gemessen an der Klemmstelle i (K_i ) oder zwischen zwei Klemmstellen i-1 (K_{i -1}) und i (K_i ), ist die Positionsabweichung eines durch die Klemmstelle 1 gedruckten Punktes vom Messort bei instationärer Bewegung zu einem Zeitpunkt, an dem er bei stationärer Bewegung diesen Messort erreichen würde. Diese Definition ist eine zeitkontinuierliche Größe. Daraus ergibt sich speziell die Abweichung der Soll-Schnittlinie am Messort als zeitdiskrete Größe. Der Gesamt-Schnittregisterfehler Y _{1 n} ist die Abweichung der zwischen zwei gedruckten Bildern liegenden Schnittlinie von ihrer korrekten Lage zum Schnittzeitpunkt der Klemmstelle (Messerzylinder) n (K_n ), bezogen auf die Klemmstelle 1 (K ₁).
Der Schnittregisterfehler Y _{1 n} ist der Fehler der Schnittkante an der Klemmstelle n (K_n ) zum Schnittzeitpunkt gegenüber ihrer Lage an der Klemmstelle 1 (K ₁), bezogen auf ihre korrekte Lage. Die Stellglieder bilden die geregelten Antriebsmotoren M₀ bis M_n. Die in Fig. 1 dargestellten Eingangsgrößen x_iw stehen für die Winkelgeschwindigkeits- (Drehzahl-) oder Winkelsollwerte der geregelten Antriebe M₀ bis M_n. The system of Fig. 1 is understood as a mechanical controlled system with associated actuators (controlled drives). Controlled variables are the partial-sectional register errors Y * / 1 i , Y * / 1 k , etc. and the total cutting register error Y _{1 n} and the web tensile forces F _{i -1, i} , F _{i , i +1} , F _{k - 1, k} , F _{k , k +1} , etc. By way of example, control loops for the web tension F _{i -1, i} , the partial register errors Y * / 13 and Y * / 1 i and the total register error Y _{1 n} are shown. Manipulated variables are the leadings or velocities of the clamping points i-1 to n-1 ( K _{i -1} to K _{n -1} ) and the lead or position of the nip 1 and the Eingangsbahnzugkraft F ₀₁ . By means of appropriate control circuits, the partial register errors and the web tensile forces are to be decoupled from one another in accordance with preset setpoint values in the control-technical sense. A partial cut register error Y * / 1 i measured at the nip i ( K _i ) or between two nips i-1 ( K _{i -1} ) and i ( K _i ) is the positional deviation of a dot printed by the nip 1 of Place of measurement for unsteady movement at a time when he would reach this location during stationary movement. This definition is a time-continuous quantity. This results especially in the deviation of the nominal cutting line at the measuring location as a discrete-time variable. The total cut register error Y _{1 n} is the deviation of the intersecting line between two printed images from their correct position at the time of intersection of the nip (knife cylinder) n ( K _n ) with respect to the nip 1 ( K ₁ ).
The cutting register error Y _{1 n} is the error of the cutting edge at the n = n ( K _n ) at the time of cutting in relation to its position at the nip 1 ( K ₁ ), based on their correct position. The actuators form the controlled drive motors M ₀ to M _n . The input variables x _iw shown in FIG. 1 represent the angular velocity (rotational speed) or angular desired values of the controlled drives M ₀ to M _n .

2. Registerregelkreis2. Register control loop

Der Teil-Registerfehler Y * / 1i wird mit dem Registerregler i.1 mit Hilfe der Geschwindigkeit ν _i der Klemmstelle i (K_i ) - beispielsweise einer Wendeeinheit - auf den Sollwert Y * / 1i,w, beispielsweise Y * / 1i,w = 0 , geregelt. Diesem Registerregelkreis ist der Drehzahlregelkreis i.2 des der Klemmstelle i (K_i ) zugeordneten Antriebsmotors Mi unterlagert. Die sehr kleine Ersatzzeitkonstante des dem Drehzahlregelkreis unterlagerten Stromregelkreises ist vernachlässigbar. Außerdem wird im Beispiel von Fig. 1 noch der Teilregisterfehler Y * / 13 auf den Sollwert Y * / 1i,w, beispielsweise Y * / 1i,w = 0 , geregelt.The partial register error Y * / 1 i with the register controller i.1 using the speed v _{i of} the terminal point i ( K _i ) - for example, a turning unit - to the setpoint Y * / 1 i , w , for example Y * / 1 i , w = 0, regulated. This speed control loop i.2 of the drive motor Mi associated with the clamping point i ( K _i ) is subordinated to this register control loop. The very small equivalent time constant of the current loop underlying the speed control loop is negligible. In addition, in the example of FIG. 1, the partial register error Y * / 13 is still regulated to the desired value Y * / 1 i , w , for example Y * / 1 i , w = 0.

3. Zugkraftregelkreis3. Traction control loop

Nachdem die Registerregelung über die Voreilung der Klemmstelle i (K_i ) mit einer Änderung der Bahnzugkraft F_{i -1, i} verbunden ist, ist nicht auszuschließen, dass große Störungen zu kleine oder zu große Bahnspannungen verursachen, die zum Bahnriss führen können. Die Bahnzugkraft F_{i -1, i} muss daher begrenzt werden. Dazu wird sie mit Hilfe eines Zugkraftsensors 4 - beispielsweise als Messwalze ausgeführt - gemessen, dem Vergleichspunkt eines Zugkraftreglers 2.1 zugeführt und mit dem Sollwert F_{i -1, i , w} verglichen. Der Zugkraftregler 2.1, beispielsweise an der Klemmstelle 2 (K ₂), sorgt für die Einhaltung der gewünschten Bahnzugkraft F_{i -1, i} und ermöglicht gleichzeitig ihre papiersortenabhängige Vorgabe durch den Maschinenbediener, der in die Voreilungseinstellung der Klemmstelle i (K_i ) nicht mehr eingreifen muss. Der Zugkraftregler 2.1 gibt den Winkelgeschwindigkeitsollwert ω_{2 w} für die Klemmstelle 2 (K ₂) vor. Jeder Winkelregelkreis besteht aus einem Winkelregler, dem unterlagerten Drehzahlregelkreis einschließlich Stromregelkreis (zusammengefasst in dem Block 2.2). Bei Änderung von ν₂ darf F ₂₃ nicht selbstkompensierend sein. Eine selbstkompensation tritt nicht auf, wenn z.B. der Klemmstelle 2 (K ₂) ein Trockner vorgeschaltet ist. Dann sind F ₂₃ und alle folgenden Kräfte einschließlich F_{i -1, i} vollständig steuerbar (vgl. Punkt 7). After the register control via the advance of the terminal point i ( K _i ) is associated with a change in the web tension F _{i -1, i} , it can not be ruled out that large disturbances cause too small or too large web tension which can lead to web breakage. The web tension F _{i -1, i} must therefore be limited. For this purpose, it is measured by means of a tensile force sensor 4, for example as a measuring roller, measured, fed to the comparison point of a traction controller 2.1 and compared with the desired value F _{i -1, i , w} . The tension regulator 2.1, for example, at the terminal point 2 ( K ₂ ), ensures compliance with the desired web tension F _{i -1, i} and simultaneously allows their papiersortenabhängige specification by the machine operator in the overfeed adjustment of the terminal point i ( K _i ) no longer must intervene. The draft regulator 2.1 specifies the angular velocity setpoint ω _{2 w} for the nip 2 ( K ₂ ). Each angle control loop consists of an angle controller, the subordinate speed control loop including current loop (summarized in block 2.2). When changing ν ₂ , F _{23 must} not be self-compensating. Self-compensation does not occur if, for example, terminal 2 ( K ₂ ) is preceded by a dryer. Then F ₂₃ and all following forces including F _{i -1, i are} fully controllable (see point 7).

4. Kopplungen zwischen den Regelgrößen4. Couplings between the controlled variables

Die Regelgrößen, nämlich im Beispiel die Teil-Registerfehler Y * / 13 und Y * / 1i und die Zugkraft F_{i -1, i} , sind durch die Struktur der Regelstrecke abhängig voneinander, d.h. miteinander verkoppelt. Wird z.B. eine Sollwertänderung F_{i -1, i , w} vorgenommen, so ist der Eingriff des Zugkraftreglers 2.1 mit einer Geschwindigkeitsregelung der Klemmstelle 2 (K ₂) verbunden und ruft einen Teil-Registerfehler Y * / 12, damit auch Teilregisterfehler Y * / 13 und Y * / 1i, hervor. Der Registerregelkreis (Regler i.1) versucht nun, diesen Fehler Y * / 1i durch eine Geschwindigkeitsänderung ν _i wieder auf den Sollwert Y * / 1i,w zurückzuführen, wodurch aber die Kraft F_{i -1, i} geändert wird, somit wieder der Zugkraftregelkreis anspricht, usw. Damit kann das gesamte System instabil werden.The controlled variables, namely, in the example, the partial register errors Y * / 13 and Y * / 1 i and the tensile force F _{i -1, i} , are dependent on one another by the structure of the controlled system, ie coupled together. If, for example, a setpoint change F _{i -1, i , w is} made, then the intervention of the tension controller 2.1 is connected to a speed control of the nip 2 ( K ₂ ) and calls a partial register error Y * / 12, thus partial register error Y * / 13 and Y * / 1 i . The register control loop (controller i.1) now attempts to return this error Y * / 1 i to the setpoint value Y * / 1 i , w by a speed change ν _i , whereby the force F _{i -1, i is} changed, thus the traction control loop responds again, etc. This can make the entire system unstable.

Statt nur eines oder wie im Beispiel von zwei Teil-Registerfehlern oder nur einer Bahnkraft können auch j Teil-Registerfehler (Y * / 13;Y * / 1i,Y * / 1m, ...) und q Bahnzugkräfte (F_{i -1, i} , F_{k -1, k} , ...), d.h beliebig viele Teil-Registerfehler und Bahnzugkräfte, geregelt werden, wozu j + q Stellgrößen notwendig sind. Ein zu regelnder Teil-Registerfehler und eine zu regelnde Bahnzugkraft müssen außerdem nicht im selben Bahnabschnitt liegen.Instead of only one or as in the example of two partial register errors or only one web force, j partial register errors ( Y * / 13, Y * / 1 i , Y * / 1 m ,...) And q web tensile forces ( F _{i -1, i} , F _{k -1, k} , ...), ie as many sub-register errors and web tensile forces, are controlled, for which j + q manipulated variables are necessary. In addition, a partial register error to be regulated and a track traction to be controlled need not be in the same track section.

5. Prinzip und Realisierung der Entkopplung5. Principle and realization of the decoupling

Die Mehrgrößen-Regelstrecke kann mit Hilfe der Theorie der Mehrgrößenregelungen, im Falle von zwei Regelgrößen speziell nach [Föl 88], entkoppelt werden. Ohne Entkopplungsmaßnahmen wäre die Mehrgrößenregelung instabil. Insbesondere ist die Mehrgrößenregelung so auszulegen, dass die Bahnzugkräfte und die Teil-Registerfehler durch entsprechende Sollwerte im regelungstechnischen Sinne entkoppelt voneinander vorgebbar sind. Zur Kompensation der Zeitkonstanten der durchlaufenden Bahn in den verschiedenen Bahnabschnitten ist es oft vorteilhaft, Geschwindigkeiten von Klemmstellen, die vor oder hinter einer Klemmstelle i (K_i ) liegen, die den Registerfehler Y * / 1i korrigiert, dieser Geschwindigkeit in geeigneter Form in Vorwärts- und/oder Rückwärtsrichtung durch Einspeisung entsprechender Signale über passende Übertragungsfunktionen in die Regelkreise oder mit Hilfe von Zusatzsollwerten mitzuführen bzw. nachzuführen.The multi-variable controlled system can be decoupled with the aid of the theory of multi-variable control, in the case of two controlled variables especially according to [Föl 88]. Without decoupling measures, the multi-variable control would be unstable. In particular, the multi-variable control is to be designed so that the web tensile forces and the partial register errors are decoupled from each other by corresponding setpoints in the control-technical sense. To compensate for the time constant of the traversing web in the various web sections, it is often advantageous to have velocities of nips located in front of or behind a nip i ( K _i ) that corrects the registration error Y * / 1 i , suitably forward in that velocity - And / or backward direction by feeding appropriate signals via suitable transfer functions in the control loops or with the help of additional setpoints carry or track.

Die für die Entkopplung beschriebenen Signal-Additionen und -Subtraktionen können nicht auf der mechanischen Ebene des Systems, sonder sie müssen auf elektronischer Ebene realisiert werden, da sie nicht in die Mechanik eingeführt werden können.The signal additions and subtractions described for decoupling can not on the mechanical level of the system, but they have to electronic level, since they are not introduced to the mechanics can be.

Das Prinzip und die Realisierung der Entkopplung werden in der parallelen Anmeldung PB04638 ausführlich beschrieben.The principle and the realization of the decoupling are in parallel Application PB04638 described in detail.

Oft können die Zuordnungen von Stellgrößen und Regelgrößen vertauscht werden, wie dies ebenfalls in der genannten parallelen Anmeldung PB04638 beschrieben ist.Often, the assignments of manipulated variables and controlled variables can be interchanged as also disclosed in copending application PB04638 is described.

6. Varianten6. Variants

Als Stellgrößen für die Bahnzugkraft in einem Bahnabschnitt kommt sowohl die Klemmstelle 1 (Druckeinheiten) als auch die Bahnzugkraft F ₀₁ in Frage, beide wegen ihrer Eigenschaft, den in das System eingeleiteten instationären und stationären Massenstrom dadurch zu verändern, dass sie unmittelbar oder über weitere vorgeschaltete Einrichtungen zur Bahnkrafteinstellung die Umfangsgeschwindigkeit des Abwicklers verändern.As a manipulated variable for the web tension in a web section both the nip 1 (pressure units) and the web tension F _{01 come} into question, both because of their ability to change the introduced into the system transient and steady state mass flow that they directly or via further upstream Web tension adjustment devices change the peripheral speed of the unwinder.

Im Falle der Kraft F ₀₁ wird die Anpresskraft der Tänzer- oder Pendelwalze z.B als Stellgröße für die Bahnzugkraft F_{i -1, i} im gewünschten Abschnitt i-1,i gewählt. Dabei wird die Anpresskraft 2F ₀₁ der Tänzerwalze nachgestellt, z.B. über den Druck im zugehörigen Pneumatik-Zylinder über einen entsprechenden Druckregelkreis. Das Tänzer- oder Pendelwalzensystem ist für den notwendigen Datenaustausch mit Kommunikationsschnittstellen auszurüsten.In the case of the force F ₀₁ , the contact pressure of the dancer or pendulum roller is selected, for example, as a manipulated variable for the web tension F _{i -1, i} in the desired section i-1, i. The contact pressure 2 F _{01 of} the dancer roller is readjusted, for example via the pressure in the associated pneumatic cylinder via a corresponding pressure control loop. The dancer or pendulum roller system is to be equipped with the necessary data exchange with communication interfaces.

Im Falle der Klemmstelle 1 (Druckeinheiten) wird die Geschwindigkeit ν₁ der Druckeinheiten verändert, wobei diese Änderung auch dem Lagesollwert des Messerzylinders (K_n ) und eventuell weiterer Klemmstellen mitgeteilt wird.In the case of nip 1 (printing units), the speed ν _{1 of} the printing units is changed, this change also being communicated to the nominal position value of the knife cylinder ( K _n ) and possibly further nip points.

7. Selbstkompensation einer Kraft7. Self-compensation of a force

Wird für die Regelung einer Kraft F_{i , i +1} die Geschwindigkeit einer der angrenzenden Klemmstellen i oder i,i+1 (K_i oder K_{i , i +1}) gewählt, so ist die Eigenschaft der sog. Selbstkompensation der Kraft F_{i , i +1} zu beachten. Im Falle einer Änderung von ν _{i +1} ändert sich die Kraft F_{i , i +1} bleibend, ist also durch ν _{i +1} vollständig steuerbar. Im Falle einer Änderung von ν _i hingegen ändert sich die Kraft F_{i , i +1} im Falle vom rein elastischem Bahnmaterial (Hook'schem Material) nur vorübergehend, d.h. nicht bleibend. Daher ist die Kraft F_{i , i +1} durch ν _i nicht vollständig steuerbar. Um dennoch auch ν _i als Stellgröße verwenden zu können, darf eine solche Eigenschaft der Selbstkompensation nicht vorliegen. Bei Eintrag von Farbe und/oder Feuchtigkeit beim Bedruckvorgang und/oder bei Eintrag von Wärme, z.B. mittels eines Trockners in einem der Abschnitte vor der Klemmstelle i (K_i ), geht die Eigenschaft der Selbstkompensation verloren, und auch F_{i , i +1} ändert sich bleibend. In diesem Fall ist auch ν _i als Stellgröße in einem Zugkraftregelkreis verwendbar.If the speed of one of the adjacent clamping points i or i, i + 1 ( K _i or K _{i , i +1} ) is selected for the regulation of a force F _{i , i +1} , the property of the so-called self-compensation of the force F _{i is selected to pay} attention _{to i +1} . In the case of a change of ν _{i +1} , the force F _{i , i +1 changes} permanently, ie is completely controllable by ν _{i +1} . In the case of a change of ν _i, however, the force F _{i , i +1} changes only temporarily, ie not permanently, in the case of purely elastic web material (Hooke's material). Therefore, the force F _{i , i +1} is not fully controllable by ν _i . However, in order to be able to use ν _i as a manipulated variable, such a property of self-compensation must not be present. When ink and / or moisture is introduced during the printing process and / or when heat is applied, for example by means of a dryer in one of the sections before the nip i ( K _i ), the self-compensation characteristic is lost, and also F _{i , i + 1} changes permanently. In this case, ν _{i can also be used} as a manipulated variable in a traction control loop.

Ist der Klemmstelle 2 (K ₂), beispielsweise im Falle einer Illustrationsdruckmaschine, ein Trockner T vorgeschaltet, so kann die Geschwindigkeit ν₂ als Stellgröße für die Kraft F_{i -1, i} in einem Zugkraftregelkreis (Regler 2.1) verwendet werden, wobei dieser der Antriebsregelung 2.2 überlagert wird. Der Zugkraftregelkreis arbeitet dann beispielsweise mit einem Registerregelkreis (Regler i.3) für Y * / 1i in entkoppelter Form zusammen. Alternativ könnte beispielsweise die Kraft F ₂₃ geregelt werden.If the nip 2 ( K ₂ ), for example in the case of a commercial printing press, a dryer T upstream, so the speed v ₂ as a control variable for the force F _{i -1, i} in a traction control circuit (controller 2.1) can be used, said this Drive control 2.2 is superimposed. The traction control loop then works together, for example, with a register control loop (controller i.3) for Y * / 1 i in decoupled form. Alternatively, for example, the force F _{23 could be} regulated.

Durch die Wahl einer Geschwindigkeit ν _i als Stellgröße für die Regelung der Bahnzugkraft F_{i -1, i} wird diese Kraft bleibend verändert, alle folgenden Bahnzugskräfte nur vorübergehend, falls F_{i , i +1} selbstkompensierend ist. Durch die Wahl einer Geschwindigkeit ν _{i -1} als Stellgröße für die Regelung der Bahnzugkraft F_{i -1, i} werden diese und alle folgenden Kräfte bleibend verändert, falls F_{i -1, i} , wie oben beschrieben, nicht selbstkompensierend ist.By choosing a speed ν _i as the manipulated variable for controlling the web tension F _{i -1, i} , this force is permanently changed, all following web tension forces only temporarily, if F _{i , i +1 is} self-compensating. By choosing a speed v _{i -1} as the manipulated variable for controlling the web tension F _{i -1, i} , these and all following forces are permanently changed if F _{i -1, i} , as described above, is not self-compensating.

Es ist zu beachten, dass es möglich wäre, die Kraft F_{i -1, i} dadurch bleibend zu verändern, dass mit der Geschwindigkeit ν _{i -1} die Kraft F_{i -2, i -1} geändert und ν _i mitgeführt würde, so dass ν _i = ν _{i -1} wäre. Dann steht jedoch ν _i nicht mehr als unabhängige Stellgröße für Y * / 1i zur Verfügung. Die Verfügbarkeit zweier unabhängiger Stellgrößen ist aber ausschlaggebend für die entkoppelte Vorgabe der beiden Regelgrößen, also F_{i -1, i} und Y * / 1i.It should be noted that it would be possible to permanently change the force F _{i -1, i} by changing the force F _{i -2, i -1} and carrying ν _i at the speed v _{i -1} , so that ν _i = ν _{i -1} would be. Then, however, ν _{i is} no longer available as an independent manipulated variable for Y * / 1 i . However, the availability of two independent control variables is decisive for the decoupled specification of the two controlled variables, ie F _{i -1, i} and Y * / 1 i .

Regelung des Registerfehlers am MesserzylinderRegulation of register error on the knife cylinder

Die kombinierte Schnittregister-Bahnzugkraftregelung einer Rollen-Rotationsdruckmaschine nach obiger Beschreibung ist in der Lage, beispielsweise einerseits den Teil-Registerfehler Y * / 1i gemäß dem vorgegebenen Sollwert Y * / 1i _, w, beispielsweise Y * / 1i _, w = 0 , und davon entkoppelt die Bahnzugkraft F_{i -1, i} gemäß dem Sollwert F_{i -1, i , w} dynamisch schnell zu kontrollieren.The combined cut register web tension control of a web-fed rotary printing press as described above is capable of, for example, the part register error Y * / 1 i according to the predetermined target value Y * / 1 i _, w , for example, Y * / 1 i _, w = 0 , and decoupled from the web tension F _{i -1, i} according to the setpoint F _{i -1, i , w} dynamically fast control.

Alle, z.B. durch einen Rollenwechsel verursachten, einlaufenden Störungen werden dadurch bereits weit vor dem Messerzylinder erkannt und können an diesem Ort ausgeregelt werden. Der Fehler am Ort des Schnittes wird dadurch zwar klein gehalten, aber im weiteren Laufe der Bahn - meistens in Form von mehreren Teilbahnen - bis zum Ort des Schnittes treten weitere Störquellen auf, die einen Schnittregisterfehler verursachen. Daher wird der Schnittregisterfehler, im System nach Fig. 1 als Y _{1 n} bezeichnet, durch einen Sensor 3 unmittelbar vor dem Messerzylinder n (K_n ) gemessen und einem weiteren Registerregler i.3 zugeführt. Dieser liefert nun den Sollwert Y * / 1i _, w, der sich infolge der Vorgabe des Sollwertes Y _{1 n , w} im allgemeinen ändern wird. Der jetzt unterlagerte Regelkreis für Y * / 1i sorgt dafür, dass der Regler i.3 für Y _{1 n} im wesentlichen nur die nach der Klemmstelle i (K_i ) auftretenden Störungen ausregeln muss. Der überlagerte Registerregelkreis i.3 ist in der Lage, mit anderen möglichen Regelungsvarianten für Kräfte und Teil-Registerfehler zusammen zu arbeiten. So könnte z.B. auch der Sollwert für den Teil-Registerfehler Y * / 13,w vom Registerregler i.3 in geeigneter Weise beeinflusst werden.All, eg caused by a roll change, incoming disturbances are thus detected well before the knife cylinder and can be adjusted at this location. The error at the location of the cut is thus kept small, but in the course of the train - mostly in the form of several partial webs - up to the place of the cut occur more sources of interference that cause a Schnittregisterfehler. Therefore, the cutting register error, referred to in the system of FIG. 1 as Y _{1 n} , measured by a sensor 3 immediately before the knife cylinder n ( K _n ) and fed to another register controller i.3. This now provides the setpoint Y * / 1 i _, w , which will change as a result of the specification of the setpoint Y _{1 n , w} in general. The now subordinate control loop for Y * / 1 i ensures that the controller i.3 for Y _{1 n} essentially has to compensate for the disturbances that occur after the terminal point i ( K _i ). The superimposed register control loop i.3 is able to work together with other possible control variants for forces and partial register errors. For example, the setpoint value for the partial register error Y * / 13, w could also be influenced in a suitable manner by the register controller i.3.

Der Fall des mehrbahnigen Betriebes wird in der parallelen Patentanmeldung PB04640 beschrieben. The case of multi-lane operation is described in the copending patent application PB04640 described.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Sensorsensor

22

Sensorsensor

33

Sensorsensor

44

Sensorsensor

1.21.2

Drehzahlregelkreis (einschließlich Stromregelkreis)Speed control loop (including current loop)

2.12.1

BahnzugkraftreglerWeb tension regulator

2.22.2

Drehzahlregelkreis (einschließlich Stromregelkreis)Speed control loop (including current loop)

3.13.1

Registerreglerregister controller

3.23.2

DrehzahlregelkreisSpeed control loop

i.1i.1

Registerreglerregister controller

i.2i.2

DrehzahlregelkreisSpeed control loop

i.3i.3

Registerreglerregister controller

K₀ K ₀

Klemmstelle 0Terminal point 0

K₁ K ₁

Klemmstelle 1Clamp 1

K₂ K ₂

Klemmstelle 2Clamp 2

K₃ K ₃

Klemmstelle 3Clamp 3

K₄ K ₄

Klemmstelle 4Clamp 4

K_i K _i

Klemmstelle iClamp i

K_k K _k

Klemmstelle kNip k

K_n K _n

Klemmstelle nNip n

F_ij F _ij

Bahnzugkraft im Abschnitt i-jWeb tension in section i-j

F₀₁ F ₀₁

Eingangs-BahnzugkraftInput web tension

F₂₃ F ₂₃

Bahnzugkraft zwischen K2 und K3Web tension between K2 and K3

F_i-1,i,w F _{i-1, i, w}

Bahnzugkraft-SollwertWeb tension setpoint

x_iw x _iw

Eingangsgrößeinput

v_i v _i

Umfangsgeschwindigkeit der Klemmstelle iPeripheral speed of the clamping point i

ω_i ω _i

Winkelgeschwindigkeit / Drehzahl der Klemmstelle iAngular velocity / rotational speed of the clamping point i

ω_iw ω _iw

Winkelgeschwindigkeits-SollwertAngular velocity setpoint

α_iw α _iw

Winkelsollwert / Lagesollwert der Klemmstelle iAngle setpoint / position setpoint of clamping point i

Y₁₃*Y ₁₃ *

Teil-(Schnitt-)Registerfehler zwischen K1 und K3Partial (section) register error between K1 and K3

Y_13w*Y _13w *

Register-SollwertRegister setpoint

Y_1n Y _1n

(Gesamt-)Schnittregisterfehler(Total) cut register error

Y_1n,w Y _{1n, w}

Sollwertsetpoint

R_F R _F

ZugkraftreglerDraft regulators

R_Y R _Y

Registerreglerregister controller

TT

Trocknerdryer

M_i M _i

Antriebsmotor für Klemmstelle i mit zugehöriger RegelungDrive motor for terminal point i with associated control

Literaturliterature

[Föl 88][Föl 88]

Föllinger, O.: Regelungstechnik. Heidelberg: Hüthig-Verlag 1988Föllinger, O .: Control technology. Heidelberg: Hüthig-Verlag 1988

[Bra 96][Bra 96]

Brandenburg, G.; Papiernik, W.: Feedforward and feedback strategies applying the principle of input balancing for minimal errors in CNC machine tools. Proc. 4^th Int. Workshop on Advanced Motion Control, AMC '96-MIE, Vol. 2, pp. 612-618Brandenburg, G .; Papiernik, W .: Feedforward and feedback strategies using the principle of input balancing for minimal errors in CNC machine tools. Proc. 4 ^th int. Workshop on Advanced Motion Control, AMC '96 -MIE, Vol. 2, pp. 612-618

Claims (15)

Verfahren zur Regelung des Gesamt-Schnittregisterfehlers (Y _{1 n} ) einer Rotationsdruckmaschine mit Hilfe der Regelung mindestens eines Teil-Schnittregisterfehlers (Y * / 1i) und zur Regelung mindestens einer Bahnzugkraft (F_{l -1, l} ), wobei die Druckmaschine geregelt angetriebene Klemmstellen 0 bis n (K ₀ bis K_n ) aufweist, wobei zur Beeinflussung von j Teil-Schnittregisterfehlern und q Bahnzugkräften j+q Stellgrößen verwendet werden, dass als Stellgrößen Umfangsgeschwindigkeiten und/oder Winkellagen von Klemmstellen (K ₁ bis K_{n -1}) dienen, und dass Teilregisterfehler und Bahnzugkraft jeweils in dem selben oder in unterschiedlichen Bahnabschnitten liegen.Method for controlling the total cutting register error ( Y _{1 n} ) of a rotary printing press by means of the control of at least one partial cutting register error ( Y * / 1 i ) and for controlling at least one web tensile force ( F _{l -1, l} ), the printing machine being driven in a regulated manner Clamping points 0 to n ( K ₀ to K _n ), where manipulated variables are used to influence j sub-cutting register errors and q web tensile forces j + q that peripheral velocities and / or angular positions of clamping points ( K ₁ to K _{n -1} ) are used as manipulated variables serve, and that Teilregisterfehler and web tension are each in the same or different track sections. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgröße die den stationären und instationären in das System eingeleiteten Massenstrom bestimmende Umfangsgeschwindigkeit der Abwickeleinrichtung verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that as a manipulated variable, the stationary and transient introduced into the system mass flow determining peripheral speed of the unwinding device is used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit mittels mindestens eines Messwertes für eine Bahnzugkraft, Bahnspannung oder Bahndehnung beeinflusst wird, insbesondere durch die Lage einer mit der Kraft F ₀₁ auf die Bahn wirkenden Tänzer- oder Pendelwalze, oder mittels eines die Kraft F ₀₁ regelnden Bahnzugkraftregelkreises.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the peripheral speed is influenced by means of at least one measured value for a web tensile force, web tension or web elongation, in particular by the position of a force acting on the web F ₀₁ dancer or pendulum roller, or by means of a Force F ₀₁ regulatory track traction control loop. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil-Schnittregisterfehler und der Gesamt-Schnittregisterfehler durch Sensoren (1; 2; 3), die eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn auswerten, und die Bahnzugkräfte mittels weiterer Sensoren (4) erfasst und durch Regelkreise geregelt werden. Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that at least one partial cut register error and the total cut register error are detected by sensors (1; 2; 3) which evaluate specific image information or measurement marks of the printed web and the web tensile forces by means of further sensors (4) and regulated by control loops. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe von Regelungsstrategien die Teil-Schnittregisterfehler und Bahnzugkräfte entkoppelt voneinander durch entsprechende Sollwerte vorgegeben werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that with the aid of control strategies, the part-Schnittregisterfehler and Bahnzugkräfte decoupled from each other by corresponding setpoints are specified. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu regelnder Teil-Schnittregisterfehler und eine zu regelnde Bahnzugkraft in unterschiedlichen Bahnabschnitten liegen, dass die Geschwindigkeit (ν _k ) einer nicht druckenden Klemmstelle k (K_k ) die Stellgröße für den Teilschnittregisterfehler (Y * / 1k) ist und eine der Geschwindigkeiten (ν _i , ν _{i -1}, ν _{i -2}, ν_{i -3} ... bis ... ν₁) die Stellgröße für die Bahnzugkraft (F_{i -1, i} ) in einem davor liegenden Bahnabschnitt ist, wobei die Bahnzugkräfte (F_{i -1, i} , F_{i -2, i -1}, F_{i -3, i -2}, ... bis ... F ₁₂) bei Verwendung einer der jeweils am Eingang des betreffenden Bahnabschnittes liegenden Geschwindigkeiten (ν _{i -1} , ν _{i -2}, ν _{i -3}, ... bis ... ν₁) als Stellgröße nicht selbstkompensierend sein dürfen.Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that a partial cutting register error to be regulated and a web tension to be controlled lie in different web sections, such that the speed (ν _k ) of a non-printing clamping point k ( K _k ) is the manipulated variable for the partial cut register error ( Y * / 1 k ) and one of the velocities (ν _i , ν _{i -1} , ν _{i -2} , ν _{i -3} ... to ... ν ₁ ) is the manipulated variable for the web tensile force ( F _{i -1 , i} ) is in a preceding track section, wherein the web tensile forces ( F _{i -1, i} , F _{i -2, i -1} , F _{i -3, i -2} , ... to ... F ₁₂ ) at Use of one of the respective speeds (ν _{i -1} , ν _{i -2} , ν _{i -3} , ... to ... ν ₁ ) that are respectively present at the input of the relevant path section may not be self-compensating as the manipulated variable. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu regelnder Teil-Schnittregisterfehler und eine zu regelnde Bahnzugkraft in unterschiedlichen Bahnabschnitten liegen, wobei die Stellgröße für den Teilschnittregisterfehler (Y * / 1k) die Geschwindigkeit (ν _k ) einer nicht druckenden Klemmstelle (K_k ) und die Stellgröße für die Bahnzugkraft (F_{k +1, k +2}, F_{k +2, k +3} bis F_{n -2, n -1}) in einem dahinter liegenden Bahnabschnitt die Geschwindigkeit (ν _{k +1}, ν _{k +2} bis ν _{n -1}) ist.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that a partial cutting register error to be regulated and a web tension to be controlled lie in different web sections, the manipulated variable for the partial cutting register error ( Y * / 1 k ) not being the speed (ν _k ) of one printing nip ( K _k ) and the manipulated variable for the web tension ( F _{k + 1, k + 2} , F _{k + 2, k + 3} to F _{n -2, n -1} ) in a trajectory behind the speed (ν _{k +1} , ν _{k + 2} to ν _{n -1} ). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu regelnder Teil-Schnittregisterfehler und eine zu regelnde Bahnzugkraft in dem selben Bahnabschnitt liegen und dass die Stellgröße für den Teilschnittregisterfehler (Y * / 1k) die Geschwindigkeit (ν _k ) einer nicht druckenden Klemmstelle k (K_k ) ist und eine der Geschwindigkeiten (ν _{k -1} , ν _{k -2}, ν _{k -3}, ... bis ... ν₁) die Stellgröße für die Bahnzugkraft (F_{k -1, k} ) in einem davor liegenden Bahnabschnitt ist, wobei die Bahnzugkräfte (F_{k -1, k} , F_{k -2, k -1}, F_{k -3, k -2}, ... bis ... F ₁₂) bei Verwendung einer der Geschwindigkeiten (ν _{k -1} , ν _{k -2}, ν _{k -3}, ... bis .. ν₁) als Stellgröße nicht selbstkompensierend sein dürfen.A method according to claim 6, characterized in that to be regulated part-cutting register error and to be controlled web tension in the same path section and that the manipulated variable for the Teilschnittregisterfehler ( Y * / 1 k ) the speed (v _k ) of a non-printing nip k ( K _k ) and one of the velocities (ν _{k -1} , ν _{k -2} , ν _{k -3} , ... to ... ν ₁ ) is the manipulated variable for the web tensile force ( F _{k -1, k} ) in one the web tensile forces ( F _{k -1, k} , F _{k -2, k -1} , F _{k -3, k -2} , ... to ... F ₁₂ ) when using one of the speeds ( ν _{k -1} , ν _{k -2} , ν _{k -3} , ... to .. ν ₁ ) must not be self-compensating as a manipulated variable. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung einer Bahnzugkraft (F_{i -1, i} ) bei Änderung dieser Bahnzugkraft gemäß einem neuen Sollwert (F_{i -1, i , w} ) dadurch auch mindestens eine oder alle folgenden Bahnzugkräfte (F_{i , i +1}, F_{i , i +2}, usw.) geändert werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that for controlling a web tension ( F _{i -1, i} ) when changing this web tension according to a new set value ( F _{i -1, i , w} ) thereby also at least one or all of the following Web tensile forces ( F _{i , i + 1} , F _{i , i + 2} , etc.) are changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung einer Bahnzugkraft (F_{i -1, i} ) bei Änderung dieser Bahnzugkraft gemäß einem neuen Sollwert (F_{i -1, i , w} ) nur diese Bahnzugkraft (F_{i -1, i} ) geändert wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that for controlling a web tension ( F _{i -1, i} ) when changing this web tension according to a new set value ( F _{i -1, i , w} ) only this web tensile force ( F _{i - 1, i} ) is changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamt-Schnittregisterfehler unmittelbar vor dem Messerzylinder gemessen und durch einen Registerregler geregelt wird, der dem Registerregler für den Teil-Registerfehler (Y * / 1k) an oder vor einer Klemmstelle k (K_k ) überlagert wird.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the total cut register error is measured immediately before the knife cylinder and controlled by a register controller, the register controller for the partial register error ( Y * / 1 k ) at or before a nip k ( K _k ) is superimposed. Vorrichtung zum Regeln des Schnittregisters, insbesondere nach Anspruch 1 bis 11, an einer Rotationsdruckmaschine, deren Klemmstellen (K ₁ bis K_n ) mit Antriebsmotoren mit zugeordneter Strom-, Drehzahl- und gegebenenfalls Winkelregelung unabhängig voneinander antreibbar sind und bei der Gesamt-Schnittregisterfehler (Y _{1 n} ) an oder vor einem Messerzylinder (K_n ) und/oder damit verbundene Teilschnittregisterfehler (Y * / 12, Y * / 13, Y * / 1i, Y * / 1k, Y * / 1,n-1) an oder vor einer oder mehreren diesem Messerzylinder (K_n ) vorgeordneten Klemmstellen (K _i,K_i ,K_k ) bis K_{n -1}) über eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors (1; 2; 3) erfassbar sind, die Bahnzugkraft ( F ) mittels mindestens eines weiteren Sensors (4) erfassbar ist und diese von den Sensoren (1; 2; 3; 4) erfassten Registerabweichungen (Y * / 12, Y * / 13, Y * / 1i, Y * / 1k, Y * / 1,n-1) und Bahnzugkräfte (F_jk ) zur Beeinflussung des Schnittregisterfehlers (Y _{1 n} ) einer Regel- und/oder Steuerungseinrichtung zur Veränderung von Winkellagen oder Umfangsgeschwindigkeiten (ν₁ bis ν₃, ν _i , ν _k , ν _n ) der jeweiligen Klemmstelle (K ₁ bis K ₃, K ₄, K_i , K_k , K_n ) zuführbar sind, wobei eine Bahnzugkraft (F_{i -1, i} ) in einem Bahnabschnitt (i-1,i) und ein Teil-Registerfehler (Y * / 1k) in einem anderen oder demselben Bahnabschnitt unabhängig voneinander durch entsprechende Sollwerte (F_{i -1, i , w} , Y * / 1k,w) einstellbar sind, wozu eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, insbesondere ein Leitstand, mit entsprechender Visualisierungseinrichtung vorgesehen wird.Device for controlling the cut register, in particular according to claim 1 to 11, on a rotary printing press whose clamping points ( K ₁ to K _n ) with drive motors with associated current, speed and optionally angle control are independently drivable and in the total cut register error ( Y _{1 n} ) on or in front of a knife cylinder ( K _n ) and / or associated partial cut register errors ( Y * / 12, Y * / 13, Y * / 1 i , Y * / 1 k , Y * / 1, n -1) on or in front of one or more clamping points ( K _i , K _i , K _k ) up to K _{n -1} upstream of this knife cylinder ( K _n ) via a specific image information or measuring marks of the printed web by means of at least one sensor (1; 2; 3) can be detected, the web tension (F) by means of at least one further sensor (4) can be detected and this detected by the sensors (1; 2; 3; 4) register deviations ( Y * / 12, Y * / 13, Y * / 1 i , Y * / 1 k , Y * / 1, n -1) and web tensile forces ( F _jk ) for influencing d it cutting register error ( Y _{1 n} ) a control and / or control device for changing angular positions or peripheral velocities (ν ₁ to ν ₃ , ν _i , ν _k , ν _n ) of the respective terminal point ( K ₁ to K ₃ , K ₄ , K _i , K _k , K _n ) can be supplied, wherein a web tension ( F _{i -1, i} ) in one path section (i-1, i) and a partial register error ( Y * / 1 k ) in another or the same path section can be set independently of one another by corresponding desired values ( F _{i -1, i , w} , Y * / 1 k , w ), for which purpose a human-machine interface, in particular a control station, with appropriate visualization device is provided. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abwickeleinrichtung (K ₀) mittels Tänzerwalzen oder Bahnzugkraftregelkreisen derart steuerbar ist, dass mit Hilfe der Umfangsgeschwindigkeit (v,) der Klemmstelle (K ₁) oder mit Hilfe der Bahnzugkraft (F ₀₁) der instationäre und stationäre, in das System eingeleitete Massenstrom veränderbar ist.Apparatus according to claim 12, characterized in that an unwinding device ( K ₀ ) is controllable by means of dancer rolls or web tension control loops such that with the aid of the peripheral speed (v,) of the nip ( K ₁ ) or with the aid of the web tension ( F ₀₁ ) of the transient and stationary, introduced into the system mass flow is variable. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (1; 2; 3; 4) und zugehörige Auswerteeinrichtungen bei Nenngeschwindigkeit der Druckmaschine die Information über den oder die Registerfehler (Y ₁₄; Y * / 13; Y * / 1i; Y * / ik) und die Bahnzugkraft (F_{k -1, k} bzw. F_{i -1, i} ) in minimaler Zeit zur Verfügung stellen und mit Schnittstellen ausgeführt sind, welche die Registerfehler (Y ₁₄; Y * / 13; Y * / 1i; Y * / ik) und Bahnzugkräfte (F_{k -1, k} bzw. F_{i -1, i} ) über Feldbusse, Ethernet oder anderer Kommunikationsbusse und Kommunikationsschnittstellen übertragen.Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the sensors (1; 2; 3; 4) and associated evaluation devices at the nominal speed of the printing machine, the information about the register or the register error ( Y ₁₄ ; Y * / 13; Y * / 1 i Y * / ik ) and the web tension ( F _{k -1, k} and F _{i -1, i ,} respectively) are provided in minimal time and executed with interfaces which reduce the register errors ( Y ₁₄ ; Y * / 13; Y * / 1 i , Y * / ik ) and train tensile forces ( F _{k -1, k} or F _{i -1, i} ) via fieldbuses, Ethernet or other communication buses and communication interfaces. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und/oder Steuerungseinrichtung als Zentralrechner, vorzugsweise im Leitstand, oder als eingebetteter Rechner, vorzugsweise in einem Steuer- oder Reglerschrank, oder funktionell dezentralisiert in den jeweiligen Umrichtergeräten realisiert ist und alle Informationen (Istwerte, Sollwerte, Regelalgorythmen) in Echtzeit verarbeitbar sind.Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the control and / or control device is implemented as a central computer, preferably in the control room, or as an embedded computer, preferably in a control or control cabinet, or functionally decentralized in the respective inverter devices and All information (actual values, setpoints, control algorithms) can be processed in real time.

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