EP3744521A1 - Verfahren zur zugregelung einer druckbahn, regelungseinrichtung und druckbahnfördereinrichtung - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for regulating the tension of a printing web, a regulating device for regulating the tension of a printing web and a printing web conveying device with such a regulating device.
- measuring roller with which the tensile stress is measured directly and output as a control variable for a drive roller for setting the tensile stress.
- the measuring roller must have a sufficient wrap around the fabric.
- the measuring roller must be arranged in the web section in which the tensile stress is to be regulated, for example in the pressure area. The measuring roller therefore has a direct influence on the print web in this area. In particular, interference from the measuring roller can occur.
- an object of the present invention is to propose an improved method for regulating the tension of a printing web.
- a method for tension control of a printing web conveyed between a driven first roller and a driven second roller is proposed.
- a first operating parameter of the first roller is recorded.
- a second operating parameter of the second roller is recorded.
- an actual tension value of the printing web is determined as a function of the recorded first operating parameter and the recorded second operating parameter.
- a tension control signal is determined as a function of a predetermined target tension value and the determined tension value, and in a fifth step a first motor driving the first roller and / or a second motor driving the second roller is controlled as a function of the tension control signal determined.
- This method advantageously enables the tension control of the printing web between the first roller and the second roller without an explicit measurement of a current tension of the printing web between the first roller and the second roller being carried out for this purpose.
- a corresponding measuring device in particular a measuring roller, can therefore be omitted between the first roller and the second roller, where, for example, a pressure area is arranged.
- a printing press operated with this method can therefore be constructed in a significantly simpler and more cost-effective manner. Since the print area is also particularly sensitive to disturbances that are caused, for example, by the measuring roller, a printing operation can be more stable and a consistently high print quality can be ensured.
- the method is particularly suitable for use in digital web printing machines that use a digital print head.
- the printing web consists, for example, of a material that includes fibers, such as paper or textile materials. Such materials have the property that they stretch under tension, since the fibers behave like a spring. Furthermore, a material structure can change as a result of the printing process, which can also affect the stretching of the print web.
- dynamic control is therefore advantageous.
- the proposed method has the particular advantage that, in embodiments of the method, a fixed point of the printing web, that is to say a position between the rollers at which the conveying speed of the printing web is constant, can be freely selected.
- the print web is conveyed by two driven rollers in or through the print area.
- the printing area is determined in particular by a print head which is preferably arranged above the printing path.
- non-driven guide rollers can be arranged, which define a course for the printing web.
- the printing path can run along a planar or also a curved, for example convex, path.
- the printing web wraps around the first and the second roller along their respective circumference. The greater the wrap, the greater the force that can be transmitted from the roller to the printing web (and vice versa).
- the first operating parameter and the second operating parameter are, for example, the respective peripheral speed of the first or the second roller.
- the first roller and the second roller are each driven by an electric motor, for example.
- the rollers are preferably driven directly, but a transmission can also be provided.
- a circumferential speed of the first roller or the second roller can be determined directly from a speed of the electric motor, a diameter of the respective roller, and possibly a gear ratio. Since the diameter of the respective roller and the gear ratio are known, the first and / or second operating parameter can also be determined as a function of a signal output by a motor encoder of the respective motor.
- the first operating parameter and the second operating parameter are preferably a torque with which the first roller and the second roller each act on the printing web.
- the actual pull value the print web can then be determined, for example, as a function of the difference between the first operating parameter and the second operating parameter.
- the actual tension value corresponds, for example, to an instantaneous tension in the printing web between the first roller and the second roller.
- the instantaneous tensile stress can be location-dependent, which means that it is not constant over the entire area between the first roller and the second roller.
- a tension control signal is determined as a function of the determined actual tension value and a predetermined target tension value. If the actual tension value corresponds to the target tension value, the tension control signal is zero.
- the determined tension control signal is used to control the first motor and / or the second motor.
- the first motor and the second motor are regulated, for example, in order to achieve a specific rotational frequency.
- the tension control signal is fed to a respective controller, for example.
- the tension control signal can in particular be different for the first motor and the second motor.
- the predetermined target tension value of the printing web is advantageously set or regulated in the printing area without the need for a measuring roller. This ensures particularly trouble-free operation.
- a first conveying parameter of the printing web before the first roller and a second conveying parameter of the printing web after the second roller are also recorded.
- the actual tension value of the printing web is determined as a function of the recorded first conveying parameter and the recorded second conveying parameter.
- the first conveying parameter is, for example, an actual tension value of the printing web in front of the first roller. In front of the first roller, this refers to a point on the printing path in the conveying direction the print web is in front of the first roller.
- the first conveying parameter can also include a conveying speed of the printing web on or near the first roller.
- the second conveying parameter is, for example, an actual tension value of the printing web after the second roller. After the second roller refers here to a point on the print web which, viewed in the conveying direction of the print web, lies after the second roller.
- the second conveying parameter can also include a conveying speed of the printing web on or near the second roller.
- the first and / or second conveying parameter can, for example, be specified or predetermined. For example, it can be ensured by a corresponding device upstream of the first roller or downstream of the second roller that the actual tension value of the printing web each has a certain value, to which the respective predetermined conveying parameter then corresponds, for example.
- the first and / or second conveying parameter can also be recorded by means of a measuring device or the like, the corresponding measuring device being arranged in front of the first roller or after the second roller, so that it is ensured that the printing web is between the first roller and the second roller is not affected by this.
- the actual tension value of the printing web is determined exclusively as a function of the recorded first operating parameter, the recorded first conveying parameter, the recorded second operating parameter and the recorded second conveying parameter.
- This embodiment excludes the use of explicit measuring devices for determining the actual tension value between the first roller and the second roller.
- the method can therefore advantageously be used in printing machines that do not have such a measuring device.
- the tension control signal is also determined as a function of a material parameter of the printing web.
- the actual tension value is set as a function of various material parameters, which are taken into account accordingly. These are, for example, a modulus of elasticity (E-module) and / or an elongation of the printing web.
- E-module modulus of elasticity
- the tension control can thus work even more precisely.
- the tension control signal is also determined as a function of a geometric parameter of the printing web.
- the actual tension value is set in particular as a function of the geometric dimensions, such as a thickness and / or a width, of the printing web, which is hereby taken into account accordingly.
- the tension control can thus work even more precisely.
- the first operating parameter and / or the second operating parameter comprises a torque, a rotational frequency, a gear ratio, a roller diameter, a wrap and / or a coefficient of friction.
- the first operating parameter relates to the first roller
- the second operating parameter relates to the second roller.
- the roller diameter, the wrap and the coefficient of friction determine, in particular, a power transmission between the roller and the printing web.
- the wrap indicates, for example, which portion of the respective roller is wrapped by the print web.
- the wrap can be specified as an angle, for example.
- the coefficient of friction relates in particular to a particular combination of a roller with a specific material.
- this further comprises regulating the first motor as a function of the detected first operating parameter and a first setpoint, and regulating the second motor as a function of the detected second operating parameter and a second setpoint.
- the first target value and the second target value are, for example, a target rotational frequency. This can be used to set a specific conveyor speed.
- the first target value and the second target value are preferably determined as a function of a predetermined conveying speed. Furthermore, the first delivery parameter and the second delivery parameter can be taken into account.
- the first motor and the second motor are regulated as a function of a predeterminable fixed point on the printing web.
- the fixed point can also be referred to as a terminal point.
- the fixed point is characterized in that a conveying speed of the printing web at the fixed point is kept constant by the regulation.
- the fixed point can be chosen freely. For example, this can be done by specifying weighting factors by means of which the first conveying parameter and / or the second conveying parameter are applied.
- a computer program product such as a computer program means
- a regulating device for regulating the tension of a printing web conveyed between a driven first roller and a driven second roller.
- the control device comprises a first motor controller for controlling the first motor driving the first roller, a second motor controller for controlling the second motor driving the second roller, a first means for detecting a first operating parameter of the first roller, a second means for detecting a second operating parameter of the second roller and a tension controller for generating a tension control signal as a function of the recorded first operating parameter, the recorded second operating parameter and a predetermined target tension value.
- the first motor controller is set up to control the first motor as a function of the generated tension control signal and / or the second motor controller is set up to control the second motor as a function of the generated tension control signal.
- This regulating device is preferably set up to regulate a tensile stress of a printing web according to the method of the first aspect, which is why it has the advantages described there.
- the embodiments of the first aspect apply accordingly to the control device.
- the control device is at least partially implemented in terms of hardware, but can also be implemented at least partially in terms of software.
- the control device can be designed as a device or as part of a device, for example a computer or a microprocessor. Parts implemented using software technology are designed, for example, as a computer program product, as a function, as a routine, as part of a program code or as an executable object.
- the first motor controller, the second motor controller and the tension controller are preferably designed as proportional-integral controllers.
- control device further comprises a controller for determining a first setpoint and a second setpoint as a function of a predetermined setpoint.
- the first motor controller is set up to control the first motor as a function of the first setpoint value and the second motor controller is set up to control the second motor as a function of the second setpoint value.
- the regulator is preferably set up for setting a conveying speed of the printing web.
- the regulator is superordinate to the tension regulator.
- the predetermined setpoint relates in particular to the conveying speed.
- the controller is designed, for example, as a proportional controller.
- this further comprises a first means for detecting a first conveying parameter and a second means for detecting a second conveying parameter.
- the controller is set up to determine the first setpoint value and the second setpoint value as a function of the recorded first conveying parameter and the detected second conveying parameter.
- the first and / or the second conveying parameter are, for example, an actual conveying speed of the printing web for the first roller or the second roller.
- the first conveying parameter relates to an actual tension value of the printing web before the first roller
- the second conveying parameter relates to an actual tension value of the printing web after the second roller.
- certain dynamic effects such as a slip between the first and / or the second roller and the printing web, can therefore be taken into account.
- the controller is set up to determine the first setpoint and the second setpoint as a function of a predeterminable fixed point of the printing web.
- the fixed point can also be referred to as a terminal point.
- the fixed point is characterized in that a conveying speed of the printing web at the fixed point is kept constant by the regulation.
- the fixed point can be chosen freely. For example, this can be done by specifying weighting factors by means of which the first conveying parameter and / or the second conveying parameter are applied.
- a printing web conveying device for conveying a printing web between a driven first roller and a driven second roller with a control device for regulating the tension of the printing web according to the second aspect.
- the printing web conveying device comprises a first motor driving the first roller and a second motor driving the second roller.
- the printing web is free of tension measuring devices between the first roller and the second roller.
- the printing web conveying device can in particular be used as part of a web printing machine, preferably for conveying the printing web in a printing area.
- the printing web conveyor device has the particular advantage that a tensile stress of the printing web can be regulated without a disruptive measuring device. This has the advantage, especially in digital printing machines with a digital print head, that interference is avoided.
- the printing web conveying device can in particular have a simpler structure and can be manufactured more cheaply than conventional printing web conveying devices with an explicit tensile stress measuring device.
- the printing web conveying device has the regulating device according to the second aspect, this is advantageous according to the method according to the first aspect can be operated, which brings the advantages described there with it.
- the embodiments of the first and / or second aspect apply accordingly to the printing web conveyor.
- Fig. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of a method for tension control of a printing web 110 (see Fig. 2 , 3 or 4th ) in one between one driven first roller 120 and a driven second roller 130 arranged printing area 112.
- An exemplary printing web conveyor 200 is shown in FIG Fig. 2 and is explained below.
- a first operating parameter P1 (see Fig. 3 or 4th ) of the first roller 120 detected.
- the operating parameter P1 is, for example, a current rotational frequency of a motor M1 driving the first roller 120.
- a second operating parameter P2 of the second roller 130 is recorded.
- the operating parameter P2 is, for example, a current rotational frequency of a motor M2 driving the second roller 130.
- the motors M1, M2 are in particular electric motors. To regulate the electric motors M1, M2, they each have a motor encoder, for example, which in particular detects the respective rotational frequency and sends it to a respective motor controller R1, R2 (see FIG Fig. 3 or 4th ) outputs.
- the rotational frequency of the respective motor M1, M2 also corresponds to the rotational frequency v1, v2 (see FIG Fig. 2 ) of the respective roller 120, 130. If the motors M1, M2 drive the respective roller 120, 130 via a gear, a respective gear ratio must be taken into account. As an alternative or in addition to the rotational frequency, in particular a respective torque can be recorded.
- an actual tension value of the printing web 110 is determined as a function of the recorded first operating parameter P1 and the recorded second operating parameter P2.
- the actual tension value can be determined in particular from a difference in the torques with which the first roller 120 and the second roller 130 act on the printing web 110. Material parameters and geometric parameters of the printing web 110 are preferably taken into account here.
- a tension control signal Zr is determined as a function of a predetermined target tension value Zs and the actual tension value determined.
- the tension control signal Zr Service in particular for setting or adjusting the motors M1, M2 so that the printing web 110 is conveyed between the first roller 120 and the second roller 130 with the tension setpoint.
- the predetermined target tension value Zs can in particular be specified externally.
- the predetermined target tension value is preferably determined as a function of a conveying speed and / or a material of the printing web.
- the first motor M1 and / or the second motor M2 is controlled as a function of the determined tension control signal Zr.
- the first motor M1 and the second motor M2 are preferably controlled by a respective motor controller R1, R2 for setting a specific conveying speed of the printing web 110.
- the tension control signal Zr is in this respect also fed to at least one motor controller R1, R2.
- This motor controller R1, R2 then regulates the respective motor M1, M2 accordingly.
- An exemplary embodiment of a control device 100 is shown in which only the second motor M2 is controlled as a function of the tension control signal Zr.
- An exemplary embodiment of a further control device 100 is shown in which both motors M1, M2 are controlled as a function of the tension control signal Zr.
- FIG. 3 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a printing web conveyor device 200.
- the printing web conveyor device 200 in particular has a regulating device 100, which uses the FIG Fig. 1 explained methods for controlling the motors M1, M2 are used.
- Exemplary embodiments of a structure of the control device 100 are shown in FIGS Fig. 3 and 4th and are explained below.
- the printing web conveying device 200 is set up for conveying a printing web 110 in or through a printing area 112 which is arranged between a first roller 120 and a second roller 130.
- the printing web conveying device 200 is, for example, part of a larger printing press.
- the print area 112 is determined in particular by the arrangement of a print head 140.
- the print head 140 is set up to print the print web 110 in the print area 112.
- the first roller 120 is driven by a first motor M1 and the second roller 130 is driven by a second motor M2.
- the first roller 120 can also be referred to as a feed roller
- the second roller 130 can also be referred to as a discharge roller.
- Both rollers 120, 130 preferably have the same diameter, which is 30 cm here, for example.
- the printing web 110 is conveyed at a conveying speed in the range of 80-160 m / min. This corresponds to a rotational frequency of approx. 85 - 170 rpm.
- the rollers 120, 130 are wrapped around the printing web 110 to a sufficient degree so that an effective transmission of force from a respective roller 120, 130 to the printing web 110 can take place.
- five guide rollers 150 are arranged between the first roller 120 and the second roller 130, only one of the guide rollers 150 being identified with a reference symbol for reasons of clarity.
- the guide rollers 150 are arranged in particular in the printing area 112.
- the guide rollers 150 support the printing web 110 and ensure that it runs in a specific manner.
- the guide rollers 150 are preferably mounted very smoothly and rotate with the movement of the printing web 110.
- the guide rollers 150 are not driven.
- the regulating device 100 regulates the motors M1, M2 as a function of detected operating parameters P1, P2 of the first roller 120 and the second roller 130, as well as as a function of a predetermined target tension value Zs that is specified externally.
- the control device 100 outputs a corresponding control signal RM1 to the first motor M1 and outputs a corresponding control signal RM2 to the second motor M2.
- the first motor M1 and the second motor M2 are controlled in such a way that the first roller rotates at a rotational frequency v1 and conveys the printing web 110 and that the second roller 130 rotates at a rotational frequency v2 and conveys the printing web 110.
- This regulation also ensures that the tensile stress of the printing web 110 is regulated in accordance with the predetermined nominal tensile value Zs.
- the rotational frequencies v1, v2 of the first roller 120 and the second roller 130 can in particular be different, for example in order to take into account an expansion of the printing web 110 between the first roller 120 and the second roller 130.
- FIG. 10 shows a schematic block diagram of a first exemplary embodiment of a control device 100, which is used, for example, in the printing web conveying device 200 of Fig. 2 can be used.
- the control device 100 is in particular for performing the based on Fig. 1 explained procedure.
- the control device 100 comprises four controllers: a first motor controller R1, a second motor controller R2, a tension controller RZ and a controller R0, which is set up in particular for higher-level position control, for example adjusting to a predetermined conveying speed.
- the two motor controllers R1, R2 and the tension controller RZ are designed, for example, as a proportional-integral controller (PI controller), the controller R0 is designed, for example, as a proportional controller (P controller).
- PI controller proportional-integral controller
- P controller proportional controller
- the controller R0 receives an externally specified setpoint value vs for the conveying speed. Depending on the setpoint vs, the controller R0 outputs a first setpoint S1 to the first motor controller R1 and a second setpoint S2 to the second motor controller R2.
- the motors M1, M2 each have a motor encoder which is used to acquire a motor parameter for regulating the respective motor M1, M2.
- An operating parameter P1, P2 of the respective roller 120, 130 can be determined from the respective motor parameter as a function of the specific structure of the first roller 120 and the second roller 130.
- the motor controller R1 determines a control signal depending on the parameter P1 and the setpoint S1 RM1, by means of which the first motor M1 is regulated.
- the control signal RM1 is also fed to the tension controller RZ.
- the tension controller RZ determines a tension control signal Zr as a function of the control signal RM1, a predetermined target tension value Zs and a control signal RM2 determined by the second motor controller R2 for controlling the second motor M2. It should be noted that the tension controller RZ alternatively or additionally uses the operating parameters P1, P2 of the first roller 120 and the second roller 130 directly for tension control. In the present case, only the second motor M2 is controlled with the tension control signal Zr, which is why the tension control signal Zr is only fed to the second motor controller R2 as an input signal. The motor controller R2 thus determines the control signal RM2 by means of which the second motor M2 is controlled as a function of the parameter P2, the setpoint S2 and the tension control signal Zr.
- the tension controller RZ therefore only acts on the motor M2 by supplying the motor controller R2 with an additional speed setpoint that is dependent on the actual conditions and the predetermined tension setpoint Zs.
- the web tension is thus adjusted by changing the rotational speed of the discharge roller 130.
- the feed roller 120 thus represents a fixed point for the web conveyance.
- FIG. 3 shows a schematic block diagram of a second exemplary embodiment of a control device 100, which is used, for example, in the printing web conveying device 200 of Fig. 2 can be used.
- the control device 100 is in particular for performing the based on Fig. 1 explained procedure.
- the control device 100 shown here has all based on Fig. 3 explained features, whereby various other influencing factors can also be taken into account.
- the control device 100 is thus constructed somewhat more complex, but at the same time can be used more flexibly than that in FIG Fig. 3 shown.
- a first difference is that both the first motor controller R1 and the second motor controller R2 regulate as a function of the tension control signal Zr. Furthermore, a means 122 for detecting a first conveying parameter f1, in particular a current conveying speed and / or an actual tension value, of the printing web 110 at or in front of the first roller 120 is arranged on the first roller 120. Furthermore, a means 132 for detecting a second conveying parameter f2, in particular a current conveying speed and / or an actual tension value, of the printing web 110 at or after the second roller 130 is arranged on the second roller 130.
- This structure is advantageous because, for example, different material thicknesses of the printing web 110, which can have a direct effect on the conveying speed, are taken into account. Furthermore, a slip between one of the rollers 120, 130 and the printing web 110 as well as a dynamic behavior of the printing web 110 influenced by further factors, such as an elongation as a function of the print motif, can be taken into account in this embodiment.
- the controller R0 determines a setpoint S1 for the first motor controller R1 and a setpoint S2 for the second motor controller R2 depending on the delivery parameters f1 ', f2', these corresponding to the delivery parameters f1, f2 to which a weighting factor u1, u2 is applied.
- the weighting factors u1, u2 the nip or the fixed point of the printing web 110, the position of which is regulated by the controller R0, can be flexibly defined between the two rollers 120, 130.
- u1 + u2 1.
- the tension controller RZ determines a tension control signal Zr, which is sent to the first motor controller R1 as a tension control signal, taking into account a weighting factor g1 Zr1 is fed, and which is fed to the second motor controller R2, taking into account a weighting factor g2, as a tension control signal Zr2.
- the tension control can be interfered with using the weighting factors g1, g2.
- the tension regulator RZ receives the control signals RM1 ', RM2' as input signals, which correspond to the control signals RM1, RM2 to which the weighting factors w1, w2 act.
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Abstract
Verfahren zur Zugregelung einer zwischen einer angetriebenen ersten Walze (120) und einer angetriebenen zweiten Walze (130) geförderten Druckbahn (110), umfassend:
Erfassen (10) eines ersten Betriebsparameters (P1) der ersten Walze (120),
Erfassen (20) eines zweiten Betriebsparameters (P2) der zweiten Walze (130),
Ermitteln (30) eines Zugistwerts der Druckbahn (110) in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters (P1) und des erfassten zweiten Betriebsparameters (P2),
Ermitteln (40) eines Zugregelungssignals (Zr) in Abhängigkeit eines vorbestimmten Zugsollwerts (Zs) und des ermittelten Zugistwerts, und
Regeln (50) eines die erste Walze (120) antreibenden ersten Motors (M1) und/oder eines die zweite Walze (130) antreibenden zweiten Motors (M2) in Abhängigkeit des ermittelten Zugregelungssignals (Zr).
Erfassen (10) eines ersten Betriebsparameters (P1) der ersten Walze (120),
Erfassen (20) eines zweiten Betriebsparameters (P2) der zweiten Walze (130),
Ermitteln (30) eines Zugistwerts der Druckbahn (110) in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters (P1) und des erfassten zweiten Betriebsparameters (P2),
Ermitteln (40) eines Zugregelungssignals (Zr) in Abhängigkeit eines vorbestimmten Zugsollwerts (Zs) und des ermittelten Zugistwerts, und
Regeln (50) eines die erste Walze (120) antreibenden ersten Motors (M1) und/oder eines die zweite Walze (130) antreibenden zweiten Motors (M2) in Abhängigkeit des ermittelten Zugregelungssignals (Zr).
Dieses Verfahren ermöglicht vorteilhaft die Zugregelung der Druckbahn zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze, ohne dass hierfür eine explizite Messung einer aktuellen Zugspannung der Druckbahn erforderlich ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zugregelung einer Druckbahn, eine Regelungseinrichtung zur Zugregelung einer Druckbahn und eine Druckbahnfördereinrichtung mit einer solchen Regelungseinrichtung.
- Um eine gute Druckqualität zu erreichen, ist es bei Bahndruckmaschinen erwünscht, eine möglichst konstante Zugspannung der Druckbahn im Druckbereich einzuhalten. Die Zugspannung hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise dem zu bedruckenden Stoff und sich verändernde Eigenschaften des Stoffes während des Druckprozesses.
- Herkömmliche Bahndruckmaschinen verwenden beispielsweise eine Messwalze, mit der die Zugspannung direkt gemessen und als Regelgröße für eine Antriebsrolle zum Einstellen der Zugspannung ausgegeben wird. Die Messwalze muss hierbei eine ausreichende Umschlingung mit dem Stoff aufweisen. Ferner muss die Messwalze in dem Bahnabschnitt angeordnet sein, in dem die Zugspannung geregelt werden soll, also beispielsweise im Druckbereich. Die Messwalze hat daher direkten Einfluss auf die Druckbahn in diesem Bereich. Insbesondere kann es zu Störungen durch die Messwalze kommen.
- Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zur Zugregelung einer Druckbahn vorzuschlagen.
- Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Zugregelung einer zwischen einer angetriebenen ersten Walze und einer angetriebenen zweiten Walze geförderten Druckbahn vorgeschlagen. In einem ersten Schritt wird ein erster Betriebsparameter der ersten Walze erfasst. In einem zweiten Schritt wird ein zweiter Betriebsparameter der zweiten Walze erfasst. In einem dritten Schritt wird ein Zugistwert der Druckbahn in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters und des erfassten zweiten Betriebsparameters ermittelt. In einem vierten Schritt wird ein Zugregelungssignal in Abhängigkeit eines vorbestimmten Zugsollwerts und des ermittelten Zugistwerts ermittelt, und in einem fünften Schritt wird ein die erste Walze antreibender erster Motor und/oder ein die zweite Walze antreibender zweiter Motor in Abhängigkeit des ermittelten Zugregelungssignals geregelt.
- Dieses Verfahren ermöglicht vorteilhaft die Zugregelung der Druckbahn zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze, ohne dass hierfür eine explizite Messung einer aktuellen Zugspannung der Druckbahn zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze erfolgt. Daher kann eine entsprechende Messeinrichtung, insbesondere eine Messwalze, zwischen der ersten Walze und der zweiten Walzen, wo beispielsweise ein Druckbereich angeordnet ist, entfallen. Eine mit diesem Verfahren betriebene Druckmaschine kann daher deutlich einfacher und kostengünstiger aufgebaut sein. Da der Druckbereich ferner besonders empfindlich gegenüber Störungen ist, die beispielsweise durch die Messwalze verursacht werden, kann ein Druckbetrieb stabiler und eine durchgehend hohe Druckqualität gewährleistet werden.
- Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Anwendung bei digitalen Bahndruckmaschinen, die einen digitalen Druckkopf verwenden. Bei einer Digitaldruckmaschine ist eine Position sowie Fördergeschwindigkeit der Druckbahn unter dem Drucckopf, in dem Druckbereich, sehr exakt einzuhalten. Die Druckbahn besteht beispielsweise aus einem Material, das Fasern umfasst, wie Papier oder textile Materialien. Derartige Materialien haben die Eigenschaft, dass sie sich unter einer Zugspannung dehnen, da sich die Fasern wie eine Feder verhalten. Ferner kann sich eine Materialstruktur durch den Druckprozess verändern, was sich ebenfalls auf eine Dehnung der Druckbahn auswirken kann. Um die Zugspannung der Druckbahn in dem Druckbereich, die sich direkt auf die Fördergeschwindigkeit auswirkt, genau einzustellen und einzuhalten, ist daher eine dynamische Regelung vorteilhaft. Das vorgeschlagene Verfahren hat insbesondere den Vorteil, dass in Ausführungsformen des Verfahrens ein Fixpunkt der Druckbahn, das heißt eine Position zwischen den Walzen, an der die Fördergeschwindigkeit der Druckbahn konstant ist, frei wählbar ist.
- Die Druckbahn wird von zwei angetriebenen Walzen in dem oder durch den Druckbereich gefördert. Der Druckbereich ist insbesondere durch einen Druckkopf bestimmt, der vorzugsweise über der Druckbahn angeordnet ist. Zwischen den zwei angetriebenen Walzen können beispielsweise nicht angetriebene Leitwalzen angeordnet sein, die einen Verlauf für die Druckbahn vorgeben. Beispielsweise kann die Druckbahn entlang eines ebenen oder auch eine gekrümmten, beispielsweise konvexen, Pfades verlaufen. Die Druckbahn umschlingt die erste und die zweite Walze entlang ihres jeweiligen Umfangs. Je größer die Umschlingung, umso größer ist eine Kraft, die von der Walze auf die Druckbahn (und umgekehrt) übertragen werden kann.
- Der erste Betriebsparameter sowie der zweite Betriebsparameter sind beispielsweise die jeweilige Umfangsgeschwindigkeit der ersten oder der zweiten Walze. Die erste Walze und die zweite Walze sind beispielsweise jeweils durch einen Elektromotor angetrieben. Vorzugsweise sind die Walzen direkt angetrieben, es kann aber auch ein Getriebe vorgesehen sein. Eine Umfangsgeschwindigkeit der ersten Walze oder der zweiten Walze lässt sich direkt aus einer Drehzahl des Elektromotors, einem Durchmesser der jeweiligen Walze, sowie gegebenenfalls einer Getriebeübersetzung ermitteln. Da der Durchmesser der jeweiligen Walze sowie die Getriebeübersetzung bekannt sind, kann der erste und/oder zweite Betriebsparameter auch in Abhängigkeit eines von einem Motorgeber des jeweiligen Motors ausgegebenen Signals ermittelt werden.
- Der erste Betriebsparameter und der zweite Betriebsparameter sind vorzugsweise ein Drehmoment, mit dem die erste Walze und die zweite Walze jeweils auf die Druckbahn einwirken. Der Zugistwert der Druckbahn kann dann beispielsweise in Abhängigkeit der Differenz aus dem ersten Betriebsparameter und dem zweiten Betriebsparameter ermittelt werden. Der Zugistwert entspricht beispielsweise einer momentanen Zugspannung in der Druckbahn zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze. Die momentane Zugspannung kann ortsabhängig sein, das heißt, dass diese nicht über den gesamten Bereich zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze konstant ist.
- In Abhängigkeit des ermittelten Zugistwerts und einem vorbestimmten Zugsollwert wird ein Zugregelungssignal ermittelt. Wenn der Zugistwert dem Zugsollwert entspricht, ist das Zugregelungssignal null.
- Das ermittelte Zugregelungssignal wird zum Regeln des ersten Motors und/oder des zweiten Motors verwendet. Der erste Motor und der zweite Motor sind beispielsweise geregelt, um eine bestimmte Drehfrequenz zu erreichen. Das Zugregelungssignal wird beispielsweise einem jeweiligen Regler zugeführt. Das Zugregelungssignal kann für den ersten Motor und den zweiten Motor insbesondere unterschiedlich sein.
- Indem der jeweilige Motor mit dem Zugregelungssignal geregelt wird, wird vorteilhaft der vorbestimmte Zugsollwert der Druckbahn in dem Druckbereich eingestellt oder eingeregelt, ohne dass eine Messwalze benötigt wird. Hierdurch lässt sich ein besonders störungsarmer Betrieb sicherstellen.
- Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird ferner ein erster Förderparameter der Druckbahn vor der ersten Walze und ein zweiter Förderparameter der Druckbahn nach der zweiten Walze erfasst. Der Zugistwert der Druckbahn wird in Abhängigkeit des erfassten ersten Förderparameters und des erfassten zweiten Förderparameters ermittelt.
- Der erste Förderparameter ist beispielsweise ein Zugistwert der Druckbahn vor der ersten Walze. Vor der ersten Walze bezieht sich hierbei auf einen Punkt der Druckbahn, der in Förderrichtung der Druckbahn gesehen vor der ersten Walze liegt. Der erste Förderparameter kann auch eine Fördergeschwindigkeit der Druckbahn an oder bei der ersten Walze umfassen. Der zweite Förderparameter ist beispielsweise ein Zugistwert der Druckbahn nach der zweiten Walze. Nach der zweiten Walze bezieht sich hierbei auf einen Punkt der Druckbahn, der in Förderrichtung der Druckbahn gesehen nach der zweiten Walze liegt. Der zweite Förderparameter kann auch eine Fördergeschwindigkeit der Druckbahn an oder bei der zweiten Walze umfassen.
- Der erste und/oder zweite Förderparameter kann beispielsweise vorgegeben oder vorbestimmt sein. Beispielsweise kann durch eine entsprechende Einrichtung vor der ersten Walze oder nach der zweiten Walze sichergestellt sein, dass der Zugistwert der Druckbahn jeweils einen bestimmten Wert aufweist, welchem dann beispielsweise der jeweilige vorbestimmte Förderparameter entsprichts. Alternativ kann der erste und/oder zweite Förderparameter auch mittels einer Messeinrichtung oder dergleichen erfasst werden, wobei die entsprechende Messeinrichtung vor der ersten Walze oder nach der zweiten Walze angeordnet ist, so dass sichergestellt ist, dass die Druckbahn zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze hiervon nicht beeinflusst wird.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Zugistwert der Druckbahn ausschließlich in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters, des erfassten ersten Förderparameters, des erfassten zweiten Betriebsparameters und des erfassten zweiten Förderparameters ermittelt.
- Diese Ausführungsform schließt es aus, dass explizite Messvorrichtungen zum Ermitteln des Zugistwerts zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze verwendet werden. Daher ist das Verfahren vorteilhaft bei Druckmaschinen anwendbar, die keine solche Messeinrichtung aufweisen.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Zugregelungssignal ferner in Abhängigkeit eines Materialparameters der Druckbahn ermittelt.
- Der Zugistwert stellt sich insbesondere in Abhängigkeit verschiedener Materialparameter ein, die hiermit entsprechend berücksichtigt werden. Dies sind beispielsweise ein Elastizitätsmodul (E-Modul) und/oder eine Dehnung der Druckbahn. Die Zugregelung kann damit noch genauer arbeiten.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Zugregelungssignal ferner in Abhängigkeit eines geometrischen Parameters der Druckbahn ermittelt.
- Der Zugistwert stellt sich insbesondere in Abhängigkeit der geometrischen Abmessungen, wie einer Dicke und/oder einer Breite, der Druckbahn ein, was hiermit entsprechend berücksichtigt wird. Die Zugregelung kann damit noch genauer arbeiten.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der erste Betriebsparameter und/oder der zweite Betriebsparameter ein Drehmoment, eine Drehfrequenz, eine Getriebeübersetzung, einen Walzendurchmesser, eine Umschlingung und/oder einen Reibwert.
- Der erste Betriebsparameter bezieht sich hierbei auf die erste Walze, der zweite Betriebsparameter bezieht sich auf die zweite Walze. Der Walzendurchmesser, die Umschlingung und der Reibwert bestimmen insbesondere eine Kraftübertragung zwischen Walze und Druckbahn. Die Umschlingung gibt dabei beispielsweise an, welcher Anteil der jeweiligen Walze von der Druckbahn umschlungen ist. Die Umschlingung kann beispielsweise als ein Winkel angegeben werden. Der Reibwert bezieht sich insbesondere auf eine jeweilige Kombination einer Walze mit einem bestimmten Material.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses ferner ein Regeln des ersten Motors in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters und eines ersten Sollwerts, und ein Regeln des zweiten Motors in Abhängigkeit des erfassten zweiten Betriebsparameters und eines zweiten Sollwerts.
- Der erste Sollwert und der zweite Sollwert sind beispielsweise eine Solldrehfrequenz. Hiermit kann eine bestimmte Fördergeschwindigkeit eingestellt werden. Der erste Sollwert und der zweite Sollwert werden vorzugsweise in Abhängigkeit einer vorbestimmten Fördergeschwindigkeit ermittelt. Ferner können der erste Förderparameter und der zweite Förderparameter berücksichtigt werden.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden der erste Motor und der zweite Motor in Abhängigkeit eines vorgebbaren Fixpunkts der Druckbahn geregelt.
- Der Fixpunkt kann auch als Klemmstelle bezeichnet werden. Der Fixpunkt zeichnet sich dadurch aus, dass eine Fördergeschwindigkeit der Druckbahn an dem Fixpunkt durch die Regelung konstant gehalten wird. In dieser Ausführungsform kann der Fixpunkt frei gewählt werden. Beispielsweise kann dies durch die Vorgabe von Gewichtungsfaktoren erfolgen, mittels welchen der erste Förderparameter und/oder der zweite Förderparameter beaufschlagt werden.
- Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens veranlasst.
- Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
- Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Regelungseinrichtung zur Zugregelung einer zwischen einer angetriebenen ersten Walze und einer angetriebenen zweiten Walze geförderten Druckbahn vorgeschlagen. Die Regelungseinrichtung umfasst einen ersten Motorregler zum Regeln des die erste Walze antreibenden ersten Motors, einen zweiten Motorregler zum Regeln des die zweite Walze antreibenden zweiten Motors, ein erstes Mittel zum Erfassen eines ersten Betriebsparameters der ersten Walze, ein zweites Mittel zum Erfassen eines zweiten Betriebsparameters der zweiten Walze und einen Zugregler zum Erzeugen eines Zugregelungssignals in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters, des erfassten zweiten Betriebsparameters und eines vorbestimmten Zugsollwerts. Der erste Motorregler ist zum Regeln des ersten Motors in Abhängigkeit des erzeugten Zugregelungssignals und/oder der zweite Motorregler ist zum Regeln des zweiten Motors in Abhängigkeit des erzeugten Zugregelungssignals eingerichtet.
- Diese Regelungseinrichtung ist vorzugsweise zum Regeln einer Zugspannung einer Druckbahn gemäß dem Verfahren des ersten Aspekts eingerichtet, weshalb diese die dort beschriebenen Vorteile aufweist. Die Ausführungsformen des ersten Aspekts gelten entsprechend für die Regelungseinrichtung.
- Die Regelungseinrichtung ist zumindest teilweise hardwaretechnisch implementiert, kann aber zumindest teilweise auch softwaretechnisch implementiert sein. Die Regelungseinrichtung kann als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Softwaretechnisch implementierte Teile sind beispielsweise als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet.
- Der erste Motorregler, der zweite Motorregler sowie der Zugregler sind vorzugsweise als Proportional-Integral-Regler ausgeführt.
- Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Regelungseinrichtung ferner einen Regler zum Ermitteln eines ersten Sollwerts und eines zweiten Sollwerts in Abhängigkeit eines vorbestimmten Sollwerts. Der erste Motorregler ist zum Regeln des ersten Motors in Abhängigkeit des ersten Sollwerts und der zweite Motorregler ist zum Regeln des zweiten Motors in Abhängigkeit des zweiten Sollwerts eingerichtet.
- Der Regler ist vorzugsweise zum Einstellen einer Fördergeschwindigkeit der Druckbahn eingerichtet. Insofern ist der Regler dem Zugregler übergeordnet. Der vorbestimmte Sollwert betrifft insbesondere die Fördergeschwindigkeit. Der Regler ist beispielsweise als ein Proportional-Regler ausgeführt.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Regelungseinrichtung umfasst diese ferner ein erstes Mittel zum Erfassen eines ersten Förderparameters und ein zweites Mittel zum Erfassen eines zweiten Förderparameters. Der Regler ist zum Ermitteln des ersten Sollwerts und des zweiten Sollwerts in Abhängigkeit des erfassten ersten Förderparameters und des erfassten zweiten Förderparameters eingerichtet.
- Der erste und/oder der zweite Förderparameter sind beispielsweise eine tatsächliche Fördergeschwindigkeit der Druckbahn bei der ersten Walze oder der zweiten Walze. Insbesondere bezieht sich der erste Förderparameter auf einen Zugistwert der Druckbahn vor der ersten Walze und der zweite Förderparameter bezieht sich auf einen Zugistwert der Druckbahn nach der zweiten Walze. Bei dieser Ausführungsform lassen sich daher bestimmte dynamische Effekte, wie ein Schlupf zwischen der ersten und/oder der zweiten Walze und der Druckbahn, berücksichtigen.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Regelungseinrichtung ist der Regler zum Ermitteln des ersten Sollwerts und des zweiten Sollwerts ferner in Abhängigkeit eines vorgebbaren Fixpunkts der Druckbahn eingerichtet.
- Der Fixpunkt kann auch als Klemmstelle bezeichnet werden. Der Fixpunkt zeichnet sich dadurch aus, dass eine Fördergeschwindigkeit der Druckbahn an dem Fixpunkt durch die Regelung konstant gehalten wird. In dieser Ausführungsform kann der Fixpunkt frei gewählt werden. Beispielsweise kann dies durch die Vorgabe von Gewichtungsfaktoren erfolgen, mittels welchen der erste Förderparameter und/oder der zweite Förderparameter beaufschlagt werden.
- Gemäß einem dritten Aspekt wird eine Druckbahnfördereinrichtung zum Fördern einer Druckbahn zwischen einer angetriebenen ersten Walze und einer angetriebenen zweiten Walze mit einer Regelungseinrichtung zur Zugregelung der Druckbahn nach dem zweiten Aspekt vorgeschlagen. Die Druckbahnfördereinrichtung umfasst einen die erste Walze antreibenden ersten Motor und einen die zweite Walze antreibenden zweiten Motor. Die Druckbahn ist zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze frei von Zugspannungsmessvorrichtungen.
- Die Druckbahnfördereinrichtung kann insbesondere als Bestandteil einer Bahndruckmaschine verwendet werden, vorzugsweise zum Fördern der Druckbahn in einem Druckbereich. Die Druckbahnfördereinrichtung hat insbesondere den Vorteil, dass eine Zugspannung der Druckbahn ohne eine störende Messvorrichtung geregelt werden kann. Dies hat speziell bei Digitaldruckmaschinen mit einem digitalen Druckkopf den Vorteil, dass Störeinflüsse vermieden werden. Die Druckbahnfördereinrichtung kann insbesondere einfacher aufgebaut sein und kann günstiger hergestellt werden als herkömmliche Druckbahnfördereinrichtungen mit expliziter Zugspannungsmessvorrichtung.
- Da die Druckbahnfördereinrichtung die Regelungseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt aufweist, ist diese vorteilhaft nach dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt betreibbar, was die dort beschriebenen Vorteile mit sich bringt. Die Ausführungsformen des ersten und/oder zweiten Aspekts gelten entsprechend für die Druckbahnfördereinrichtung.
- Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Zugregelung; -
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Druckbahnfördereinrichtung; -
Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Regelungseinrichtung; und -
Fig. 4 zeigt ein schematische Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Regelungseinrichtung. - In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Zugregelung einer Druckbahn 110 (sieheFig. 2 ,3 oder4 ) in einem zwischen einer angetriebenen ersten Walze 120 und einer angetriebenen zweiten Walze 130 angeordneten Druckbereich 112. Eine beispielhafte Druckbahnfördereinrichtung 200 ist in derFig. 2 dargestellt und wird weiter unten erläutert. - In einem ersten Schritt 10 wird ein erster Betriebsparameter P1 (siehe
Fig. 3 oder4 ) der ersten Walze 120 erfasst. Der Betriebsparameter P1 ist beispielsweise eine aktuelle Drehfrequenz eines die erste Walze 120 antreibenden Motors M1. In einem zweiten Schritt 20 wird ein zweiter Betriebsparameter P2 der zweiten Walze 130 erfasst. Der Betriebsparameter P2 ist beispielsweise eine aktuelle Drehfrequenz eines die zweite Walze 130 antreibenden Motors M2. Die Motoren M1, M2 sind insbesondere Elektromotoren. Zum Regeln der Elektromotoren M1, M2 weisen diese beispielsweise jeweils einen Motorgeber auf, der insbesondere die jeweilige Drehfrequenz erfasst und an einen jeweiligen Motorregler R1, R2 (sieheFig. 3 oder4 ) ausgibt. Sofern die Elektromotoren M1, M2 die jeweilige Walze 120, 130 direkt antreiben, entspricht die Drehfrequenz des jeweiligen Motors M1, M2 auch der Drehfrequenz v1, v2 (sieheFig. 2 ) der jeweiligen Walze 120, 130. Sofern die Motoren M1, M2 die jeweilige Walze 120, 130 über ein Getriebe antreiben, ist hierbei eine jeweilige Getriebeübersetzung zu berücksichtigen. Alternativ oder zusätzlich zu der Drehfrequenz kann insbesondere ein jeweiliges Drehmoment erfasst werden. - In einem dritten Schritt 30 wird ein Zugistwert der Druckbahn 110 in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters P1 und des erfassten zweiten Betriebsparameters P2 ermittelt. Der Zugistwert lässt sich insbesondere aus einer Differenz der Drehmomente, mit denen die erste Walze 120 und die zweite Walze 130 auf die Druckbahn 110 einwirken, ermitteln. Materialparameter sowie geometrische Parameter der Druckbahn 110 werden hierbei vorzugsweise berücksichtigt.
- In einem vierten Schritt 40 wird ein Zugregelungssignal Zr in Abhängigkeit eines vorbestimmten Zugsollwerts Zs und des ermittelten Zugistwerts ermittelt. Das Zugregelungssignal Zr dienst insbesondere zum Einstellen oder Einregeln der Motoren M1, M2 so dass die Druckbahn 110 zwischen der ersten Walze 120 und der zweiten Walze 130 mit dem Zugsollwert gefördert wird. Der vorbestimmte Zugsollwert Zs kann insbesondere von außen vorgegeben werden. Vorzugsweise wird der vorbestimmte Zugsollwert in Abhängigkeit einer Fördergeschwindigkeit und/oder eines Materials der Druckbahn bestimmt.
- In einem fünften Schritt 50 wird der erste Motor M1 und/oder der zweite Motor M2 in Abhängigkeit des ermittelten Zugregelungssignals Zr geregelt. Vorzugsweise werden der erste Motor M1 und der zweite Motor M2 von einem jeweiligen Motorregler R1, R2 zum Einstellen einer bestimmten Fördergeschwindigkeit der Druckbahn 110 geregelt. Das Zugregelungssignal Zr wird insofern zusätzlich wenigstens einem Motorregler R1, R2 zugeführt. Dieser Motorregler R1, R2 regelt dann den jeweiligen Motor M1, M2 entsprechend. In der
Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Regelungseinrichtung 100 gezeigt, bei der nur der zweite Motor M2 in Abhängigkeit des Zugregelungssignals Zr geregelt wird. In derFig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer weiteren Regelungseinrichtung 100 gezeigt, bei der beide Motoren M1, M2 in Abhängigkeit des Zugregelungssignals Zr geregelt werden. -
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Druckbahnfördereinrichtung 200. Die Druckbahnfördereinrichtung 200 weist insbesondere eine Regelungseinrichtung 100 auf, welche das anhand derFig. 1 erläuterte Verfahren zur Regelung der Motoren M1, M2 verwendet. Ausführungsbeispiele für einen Aufbau der Regelungseinrichtung 100 sind in denFig. 3 und4 gezeigt und werden weiter unten erläutert. - Die Druckbahnfördereinrichtung 200 ist zum Fördern einer Druckbahn 110 in oder durch einen Druckbereich 112, der zwischen einer ersten Walze 120 und einer zweiten Walze 130 angeordnet ist, eingerichtet. Die Druckbahnfördereinrichtung 200 ist beispielsweise ein Bestandteil einer größeren Druckmaschine. Der Druckbereich 112 ist insbesondere durch die Anordnung eines Druckkopfs 140 bestimmt. Der Druckkopf 140 ist dazu eingerichtet, die Druckbahn 110 in dem Druckbereich 112 zu bedrucken.
- Die erste Walze 120 wird durch einen ersten Motor M1 angetrieben und die zweite Walze 130 wird durch einen zweiten Motor M2 angetrieben. Die erste Walze 120 kann auch als Zuführwalze, die zweite Walze 130 kann auch als Abführwalze bezeichnet werden. Beide Walzen 120, 130 haben vorzugsweise einen gleichen Durchmesser, der hier beispielsweise 30 cm beträgt. Beispielsweise wird die Druckbahn 110 mit einer Fördergeschwindigkeit im Bereich von 80 - 160 m/min gefördert. Dies entspricht einer Drehfrequenz von etwa 85 - 170 U/min. Die Walzen 120, 130 sind von der Druckbahn 110 ausreichend stark umschlungen, so dass eine effektive Kraftübertragung von einer jeweiligen Walze 120, 130 auf die Druckbahn 110 stattfinden kann. Zwischen der ersten Walze 120 und der zweiten Walze 130, sind in diesem Beispiel fünf Leitwalzen 150 angeordnet, wobei aus Gründen der Übersicht nur eine der Leitwalzen 150 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Die Leitwalzen 150 sind insbesondere im in dem Druckbereich 112 angeordnet. Die Leitwalzen 150 stützen die Druckbahn 110 und stellen einen bestimmten Verlauf dieser sicher. Die Leitwalzen 150 sind vorzugsweise sehr leichtgängig gelagert und drehen sich mit der Bewegung der Druckbahn 110 mit. Die Leitwalzen 150 sind nicht angetrieben.
- Die Regelungseinrichtung 100 regelt die Motoren M1, M2 in Abhängigkeit von erfassten Betriebsparametern P1, P2 der ersten Walze 120 und der zweiten Walze 130, sowie in Abhängigkeit eines vorbestimmten Zugsollwerts Zs, der von außen vorgegeben wird. Die Regelungseinrichtung 100 gibt ein entsprechendes Regelsignal RM1 and den ersten Motor M1 aus und gibt eine entsprechendes Regelsignal RM2 an den zweiten Motor M2 aus. Der erste Motor M1 und der zweite Motor M2 werden so geregelt, dass die erste Walze sich mit einer Drehfrequenz v1 dreht und die Druckbahn 110 fördert und dass die zweite Walze 130 sich mit einer Drehfrequenz v2 dreht und die Druckbahn 110 fördert. Ferner wird durch diese Regelung erreicht, dass die Zugspannung der Druckbahn 110 gemäß dem vorbestimmten Zugsollwert Zs geregelt wird. Die Drehfrequenzen v1, v2 der ersten Walze 120 und der zweiten Walze 130 können dabei insbesondere unterschiedlich sein, beispielsweise um eine Dehnung der Druckbahn 110 zwischen der ersten Walze 120 und der zweiten Walze 130 zu berücksichtigen.
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Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Regelungseinrichtung 100, die beispielsweise in der Druckbahnfördereinrichtung 200 derFig. 2 verwendet werden kann. Die Regelungseinrichtung 100 ist insbesondere zum Durchführen des anhand derFig. 1 erläuterten Verfahrens eingerichtet. - Die Regelungseinrichtung 100 umfasst in diesem Beispiel vier Regler: einen ersten Motorregler R1, einen zweiten Motorregler R2, einen Zugregler RZ und einen Regler R0, der insbesondere zur übergeordneten Lageregelung, beispielsweise das Einregeln auf eine vorbestimmte Fördergeschwindigkeit, eingerichtet ist. Die beiden Motorregler R1, R2 und der Zugregler RZ sind beispielsweise als Proportional-Integral-Regler (PI-Regler) ausgebildet, der Regler R0 ist beispielsweise als Proportional-Regler (P-Regler) ausgebildet.
- Der Regler R0 empfängt einen von außen vorgegebenen Sollwert vs für die Fördergeschwindigkeit. In Abhängigkeit des Sollwerts vs gibt der Regler R0 einen ersten Sollwert S1 an den ersten Motorregler R1 und einen zweiten Sollwert S2 an den zweiten Motorregler R2 aus. Die Motoren M1, M2 weisen jeweils einen Motorgeber auf, welcher zur Erfassung eines Motorparameters zur Regelung des jeweiligen Motors M1, M2 dient. Aus dem jeweiligen Motorparameter lässt sich in Abhängigkeit des konkreten Aufbaus der ersten Walze 120 und der zweiten Walze 130 ein Betriebsparameter P1, P2 der jeweiligen Walze 120, 130 ermitteln. Der Motorregler R1 ermittelt in Abhängigkeit des Parameters P1 und des Sollwerts S1 ein Regelungssignal RM1, mittels welchem der erste Motor M1 geregelt wird. Das Regelungssignal RM1 wird ferner dem Zugregler RZ zugeführt.
- Der Zugregler RZ ermittelt in Abhängigkeit des Regelungssignals RM1, eines vorbestimmten Zugsollwerts Zs und einem von dem zweiten Motoregler R2 ermittelten Regelungssignal RM2 zum Regeln des zweiten Motors M2 ein Zugregelungssignal Zr. Es ist anzumerken, dass der Zugregler RZ alternativ oder zusätzlich die Betriebsparameter P1, P2 der ersten Walze 120 sowie der zweiten Walze 130 direkt zur Zugregelung verwendet. Vorliegend wird mit dem Zugregelungssignal Zr nur der zweite Motor M2 geregelt, weshalb das Zugregelungssignal Zr nur dem zweiten Motorregler R2 als Eingangssignal zugeführt wird. Der Motorregler R2 ermittelt somit in Abhängigkeit des Parameters P2, des Sollwerts S2 und des Zugregelungssignals Zr das Regelungssignal RM2, mittels welchem der zweite Motor M2 geregelt wird.
- Der Zugregler RZ wirkt in diesem Ausführungsbeispiel daher nur auf den Motor M2 ein, indem dem Motorregler R2 ein zusätzlicher, von den Ist-Bedingungen und dem vorbestimmten Zugsollwert Zs abhängiger, Drehzahlsollwert zugeführt wird. Der Bahnzug wird somit durch eine Drehzahländerung der Abführwalze 130 eingestellt. Die Zuführwalze 120 stellt damit einen Fixpunkt für die Bahnförderung dar. Man kann auch sagen, die Klemmstelle der Druckbahn 110 befindet sich an der ersten Walze 120.
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Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Regelungseinrichtung 100, die beispielsweise in der Druckbahnfördereinrichtung 200 derFig. 2 verwendet werden kann. Die Regelungseinrichtung 100 ist insbesondere zum Durchführen des anhand derFig. 1 erläuterten Verfahrens eingerichtet. - Die hier dargestellte Regelungseinrichtung 100 hat alle anhand der
Fig. 3 erläuterten Merkmale, wobei verschiedene weitere Einflussfaktoren zusätzlich berücksichtigt werden können. Die Regelungseinrichtung 100 ist damit etwas komplexer aufgebaut, aber zugleich flexibler einsetzbar als die in derFig. 3 gezeigte. - Ein erster Unterschied ist, dass sowohl der erste Motorregler R1 als auch der zweite Motorregler R2 in Abhängigkeit des Zugregelungssignals Zr regeln. Ferner ist an der ersten Walze 120 ein Mittel 122 zum Erfassen eines ersten Förderparameters f1, insbesondere einer aktuellen Fördergeschwindigkeit und/oder eines Zugistwerts, der Druckbahn 110 bei oder vor der ersten Walze 120 angeordnet. Weiterhin ist an der zweiten Walze 130 ein Mittel 132 zum Erfassen eines zweiten Förderparameters f2, insbesondere einer aktuellen Fördergeschwindigkeit und/oder eines Zugistwerts, der Druckbahn 110 bei oder nach der zweiten Walze 130 angeordnet. Dieser Aufbau ist vorteilhaft, da beispielsweise unterschiedliche Materialdicken der Druckbahn 110, die sich direkt auf die Fördergeschwindigkeit auswirken kann, berücksichtigt werden. Ferner kann ein Schlupf zwischen einer der Walzen 120, 130 und der Druckbahn 110 sowie ein von weiteren Faktoren beeinflusstes dynamisches Verhalten der Druckbahn 110, wie eine Dehnung in Abhängigkeit des Druckmotivs, in dieser Ausführungsform berücksichtigt werden.
- Der Regler R0 ermittelt hierbei einen Sollwert S1 für den ersten Motorregler R1 und einen Sollwert S2 für den zweiten Motorregler R2 in Abhängigkeit der Förderparameter f1', f2', wobei diese den mit einem Gewichtungsfaktor u1, u2 beaufschlagten Förderparametern f1, f2 entsprechen. Durch die Gewichtungsfaktoren u1, u2 lässt sich die Klemmstelle oder der Fixpunkt der Druckbahn 110, deren Lage durch den Regler R0 geregelt wird, flexibel zwischen den beiden Walzen 120, 130 definieren. Vorzugsweise ist u1 + u2 = 1. Für u1 = u2 = 0,5 ist die Klemmstelle genau in der Mitte zwischen den beiden Walzen 120, 130.
Der Zugregler RZ ermittelt in diesem Beispiel ein Zugregelungssignal Zr, das dem ersten Motorregler R1 unter Berücksichtigung eines Gewichtungsfaktors g1 als Zugregelungssignal Zr1 zugeführt wird, und das dem zweiten Motorregler R2 unter Berücksichtigung eines Gewichtungsfaktors g2 als Zugregelungssignal Zr2 zugeführt wird. Durch die Gewichtungsfaktoren g1, g2 kann in die Zugregelung eingegriffen werden. Vorzugsweise werden die Gewichtungsfaktoren so gewählt, dass g2 = u1 und g1 = u2 gilt. - Als Eingangssignale erhält der Zugregler RZ vorliegend die Regelungssignale RM1', RM2', die den durch die Gewichtungsfaktoren w1, w2 beaufschlagten Regelungssignalen RM1, RM2 entsprechen. Die Gewichtungsfaktoren w1, w2 erlauben es, eine Getriebeübersetzung, mittels der der erste Motor M1 die erste Walze 120 oder mittels der der zweite Motor M2 die zweite Walze 130 antreibt, zu berücksichtigen. Bei direkt angetriebenen Walzen ist w1 = w2 = 1.
- Wenn man u1 = 1, u2 = 0, g1 = 0, g2 = 1, w1 = w2 = 1 setzt, entspricht die Regelung durch die dargestellte Regelungseinrichtung 100 derjenigen der in der
Fig. 3 dargestellten. - Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
-
- 10
- Verfahrensschritt
- 20
- Verfahrensschritt
- 30
- Verfahrensschritt
- 40
- Verfahrensschritt
- 50
- Verfahrensschritt
- 100
- Regelungseinrichtung
- 110
- Druckbahn
- 112
- Druckbereich
- 120
- erste Walze
- 122
- Mittel
- 130
- zweite Walze
- 132
- Mittel
- 140
- Druckkopf
- 150
- Leitwalze
- 200
- Druckbahnfördereinrichtung
- f1
- Förderparameter
- f1'
- Förderparameter
- f2
- Förderparameter
- f2'
- Förderparameter
- g1
- Gewichtungswert
- g2
- Gewichtungswert
- M1
- Motor
- M2
- Motor
- P1
- Parameter
- P2
- Parameter
- R0
- Regler
- R1
- Motorregler
- R2
- Motorregler
- RM1
- Regelungssignal
- RM1'
- Regelungssignal
- RM2
- Regelungssignal
- RM2'
- Regelungssignal
- RZ
- Zugregler
- S1
- Sollwert
- S2
- Sollwert
- u1
- Gewichtungswert
- u2
- Gewichtungswert
- v1
- Drehfrequenz
- v2
- Drehfrequenz
- vs
- Sollwert
- w1
- Gewichtungswert
- w2
- Gewichtungswert
- Zr
- Zugregelungssignal
- Zr1
- Zugregelungssignal
- Zr2
- Zugregelungssignal
- Zs
- Zugsollwert
Claims (14)
- Verfahren zur Zugregelung einer zwischen einer angetriebenen ersten Walze (120) und einer angetriebenen zweiten Walze (130) geförderten Druckbahn (110), umfassend:Erfassen (10) eines ersten Betriebsparameters (P1) der ersten Walze (120),Erfassen (20) eines zweiten Betriebsparameters (P2) der zweiten Walze (130),Ermitteln (30) eines Zugistwerts der Druckbahn (110) in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters (P1) und des erfassten zweiten Betriebsparameters (P2),Ermitteln (40) eines Zugregelungssignals (Zr) in Abhängigkeit eines vorbestimmten Zugsollwerts (Zs) und des ermittelten Zugistwerts, undRegeln (50) eines die erste Walze (120) antreibenden ersten Motors (M1) und/oder eines die zweite Walze (130) antreibenden zweiten Motors (M2) in Abhängigkeit des ermittelten Zugregelungssignals (Zr).
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner ein erster Förderparameter (f1) der Druckbahn (110) vor der ersten Walze (120) und ein zweiter Förderparameter (f2) der Druckbahn (110) nach der zweiten Walze (130) erfasst werden und der Zugistwert der Druckbahn (110) in Abhängigkeit des erfassten ersten Förderparameters (f1) und des erfassten zweiten Förderparameters (f2) ermittelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Zugistwert der Druckbahn (110) ausschließlich in Abhängigkeit des erfassten ersten Förderparameters (f1), des erfassten ersten Betriebsparameters (P1), des erfassten zweiten Betriebsparameters (P2) und des erfassten zweiten Förderparameters (f2) ermittelt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Zugregelungssignal (Zr) ferner in Abhängigkeit eines Materialparameters der Druckbahn (110) ermittelt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Zugregelungssignal (Zr) ferner in Abhängigkeit eines geometrischen Parameters der Druckbahn (110) ermittelt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Betriebsparameter (P1) und/oder der zweite Betriebsparameter (P2) ein Drehmoment, eine Drehfrequenz, eine Getriebeübersetzung, einen Walzendurchmesser, eine Umschlingung und/oder einen Reibwert umfasst.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend:Regeln des ersten Motors (M1) in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters (P1) und eines ersten Sollwerts (S1), undRegeln des zweiten Motors (M2) in Abhängigkeit des erfassten zweiten Betriebsparameters (P2) und eines zweiten Sollwerts (S2).
- Verfahren nach Anspruch 7, wobei der erste Motor (M1) und der zweite Motor (M2) in Abhängigkeit eines vorgebbaren Fixpunkts der Druckbahn (110) geregelt werden.
- Computerprogrammprodukt, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 - 8 veranlasst.
- Regelungseinrichtung (100) zur Zugregelung einer zwischen einer angetriebenen ersten Walze (120) und einer angetriebenen zweiten Walze (130) geförderten Druckbahn (110), umfassend:einen ersten Motorregler (R1) zum Regeln des die erste Walze (120) antreibenden ersten Motors (M1),einen zweiten Motorregler (R2) zum Regeln des die zweite Walze (130) antreibenden zweiten Motors (M2),ein erstes Mittel zum Erfassen eines ersten Betriebsparameters (P1) der ersten Walze (120),ein zweites Mittel zum Erfassen eines zweiten Betriebsparameters (P2) der zweiten Walze (130),einen Zugregler (RZ) zum Erzeugen eines Zugregelungssignals (Zr) in Abhängigkeit des erfassten ersten Betriebsparameters (P1), des erfassten zweiten Betriebsparameters (P2) und eines vorbestimmten Zugsollwerts (Zs), wobeider erste Motorregler (R1) zum Regeln des ersten Motors (M1) in Abhängigkeit des erzeugten Zugregelungssignals (Zr) und/oder der zweite Motorregler (R2) zum Regeln des zweiten Motors (M2) in Abhängigkeit des erzeugten Zugregelungssignals (Zr) eingerichtet ist.
- Regelungseinrichtung (100) nach Anspruch 10, ferner aufweisend einen Regler (R0) zum Ermitteln eines ersten Sollwerts (S1) und eines zweiten Sollwerts (S2) in Abhängigkeit eines vorbestimmten Sollwerts (vs), wobei der erste Motorregler (R1) zum Regeln des ersten Motors (M1) in Abhängigkeit des ersten Sollwerts (S1) und der zweite Motorregler (R2) zum Regeln des zweiten Motors (M2) in Abhängigkeit des zweiten Sollwerts (S2) eingerichtet ist.
- Regelungseinrichtung (100) nach Anspruch 11, ferner aufweisend
ein erstes Mittel (122) zum Erfassen eines ersten Förderparameters (f1) und
ein zweites Mittel (132) zum Erfassen eines zweiten Förderparameters (f2), wobei
der Regler (R0) zum Ermitteln des ersten Sollwerts (S1) und des zweiten Sollwerts (S2) in Abhängigkeit des erfassten ersten Förderparameters (f1) und des erfassten zweiten Förderparameters (f2) eingerichtet ist. - Regelungseinrichtung (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (R0) zum Ermitteln des ersten Sollwerts (S1) und des zweiten Sollwerts (S2) ferner in Abhängigkeit eines vorgebbaren Fixpunkts der Druckbahn (110) eingerichtet ist.
- Druckbahnfördereinrichtung (200) zum Fördern einer Druckbahn (110) zwischen einer angetriebenen ersten Walze (120) und einer angetriebenen zweiten Walze (130) mit einer Regelungseinrichtung (100) zur Zugregelung der Druckbahn (110) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, umfassend
einen die erste Walze (120) antreibenden ersten Motor (M1),
einen die zweite Walze (130) antreibenden zweiten Motor (M2), wobei
die Druckbahn (110) zwischen der ersten Walze (120) und der zweiten Walze (130) frei von Zugspannungsmessvorrichtungen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19177061.9A EP3744521A1 (de) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | Verfahren zur zugregelung einer druckbahn, regelungseinrichtung und druckbahnfördereinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19177061.9A EP3744521A1 (de) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | Verfahren zur zugregelung einer druckbahn, regelungseinrichtung und druckbahnfördereinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP3744521A1 true EP3744521A1 (de) | 2020-12-02 |
Family
ID=66676253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP19177061.9A Withdrawn EP3744521A1 (de) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | Verfahren zur zugregelung einer druckbahn, regelungseinrichtung und druckbahnfördereinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3744521A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1701903A2 (de) * | 2003-12-22 | 2006-09-20 | 3M Innovative Properties Company | Echtzeitbestimmung von bahnspannung und steuerung unter verwendung von positionssensoren |
US20070051264A1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-08 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Printing apparatus and method of tension control |
US20070131036A1 (en) * | 2005-12-09 | 2007-06-14 | Stephan Schultze | Method for determining a web tension |
-
2019
- 2019-05-28 EP EP19177061.9A patent/EP3744521A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1701903A2 (de) * | 2003-12-22 | 2006-09-20 | 3M Innovative Properties Company | Echtzeitbestimmung von bahnspannung und steuerung unter verwendung von positionssensoren |
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