-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung von Antriebsreglern an Bogenrotationsdruckmaschinen.
-
Ein Antriebsregler hat die Aufgabe, von einem vorgegebenen Sollwert abweichende Bewegungsungleichförmigkeiten in der Rotationsbewegung der von einem Antriebsmotor angetriebenen Rotationskörper auszugleichen. Diese Abweichungen können unterschiedlicher Herkunft sein und sich dementsprechend in ihrer Charakteristik unterscheiden. Die Charakteristik der Bewegungsungleichförmigkeiten wird durch die Bauweise der Druckmaschine und durch die Druckbedingungen, die vom Drucker durch seine Einstellungen an der Druckmaschine für die Abarbeitung eines Druckauftrages geschaffen werden, vorgegeben (druckauftragsbezogene Konfiguration der Druckmaschine). Bei unterschiedlichen Druckbedingungen sind jeweils verschiedene Bewegungsungleichförmigkeiten die Ursache für die größten Ungleichmäßigkeiten im Druck.
-
Moderne Bogenoffset-Rotationsdruckmaschinen weisen beispielsweise eine Vielzahl von Druck-, Lack- und Trockenwerken auf und erreichen aufgrund der Reihenbauweise eine beträchtliche Länge. Sie werden von mindestens einem Hauptantriebsmotor über einen durchgehenden Antriebsräderzug angetrieben, der die Rotationsbewegungen der farb- und bogenführenden Zylinder, Trommeln und Walzen mechanisch synchronisiert.
-
Für die Erzielung einer hohen Druckqualität ist die Lagegenauigkeit der in den einzelnen Druckwerken aufgebrachten Farbauszüge bzw. Teildruckbilder auf dem Druckbogen ein wesentliches Kriterium. Die Druckbilder müssen zur Erzielung einer hohen Detailschärfe mit möglichst geringen relativen Lageabweichungen zueinander übereinandergedruckt werden.
-
Die Lagegenauigkeit wird durch die Passerdifferenz zwischen den Teildruckbildern, die in den einzelnen Druckwerken auf den Druckbogen aufgedruckt werden, charakterisiert. Passerdifferenzen entstehen durch zufällige und/oder systematische Abweichungen in der Synchronität der Rotationsbewegungen der Druckform- bzw. Platten-, Gummituch- oder Gegendruckzylinder in den Druckwerken, die zu relativen Verschiebungen der Teildruckbilder auf dem Bogen führen.
-
Charakteristisch sind dabei systematische Passerdifferenzen infolge der Veränderung der Drehzahl der Druckmaschine. Eine Beschleunigung bedeutet beispielsweise eine höhere Drehmomentbelastung im Antriebsräderzug. Dies führt aufgrund der Elastizität der belasteten Zahnräder zu einer Verdrehung der Zylinder bzw. Trommeln zueinander, die sich so äußert, dass sich die Druckanfangslinie mit jedem Folgedruckwerk zunehmend von der Greiferkante weg bewegt (die Abweichung der Druckanfangslinie der Druckbilder von der Nulllage ist die Passerdifferenz). Dieser Effekt wird als „Registerspreizen“ bezeichnet. Mit Erreichen der höheren Drehzahl sinkt die Drehmomentbelastung des Antriebsräderzuges wieder und der Registerspreizbetrag reduziert sich. Nach einer anschließenden Verringerung der Drehzahl auf die Anfangsdrehzahl ist die Differenz zwischen den Druckanfangslinien nicht mehr vorhanden. Betrag und Richtung der durch Drehzahländerungen verursachten Passerabweichungen sind bei gleichen Druckrandbedingungen (Druckauftragsdaten) reproduzierbar.
-
In neuerer Zeit werden Druckmaschinen mit Einzelantrieben ausgestattet, wobei die separat angetriebenen Zylinder, Walzen oder Trommeln (Rotationskörper) aus dem Antriebräderzug herausgelöst sind. Jeder Einzelantrieb wird mit Hilfe eines Antriebsreglers in seiner Drehzahl geregelt. Der Drehzahlregelung ist eine Drehwinkellageregelung vorgeordnet. Beide Regelkreise synchronisieren die Drehbewegung des Einzelantriebes mit dem Antriebsräderzug zur Vermeidung von Passerdifferenzen. Dazu werden die Drehbewegung des Antriebsräderzuges mit einem Drehwinkelgeber am Antriebsräderzug erfasst, mit der Drehwinkelposition des Einzelantriebes verglichen und daraus Korrektursignale für den Antriebsregler gebildet Mit der Drehwinkellage- und Drehzahlregelung der Einzelantriebe sollen Drehbewegungen und alle überlagerten Bewegungsungleichförmigkeiten des Antriebsräderzuges unabhängig von ihrer Ursache möglichst verzögerungsfrei von den Einzelantrieben nachvollzogen werden.
-
An Bogendruckmaschinen werden insbesondere Druckform- bzw. Plattenzylinder mit Einzelantrieben ausgestattet. Der dem einzeln angetriebenen Druckformzylinder zugeordnete Antriebsregler hat dabei zusammen mit der zugeordneten Drehwinkellage- und Drehzahlregelung die Aufgabe, die aktuelle relative Drehwinkellage des Druckformzylinders gegenüber dem Gummizylinder (Umfangsregister) zu jedem Zeitpunkt konstant zu halten, um das Teildruckbild vom Druckformzylinder in korrekter Drehwinkel-Solllage auf den Gummituchzylinder und danach auf den Bogen zu übertragen. Zur Umfangsregisterkorrektur gegenüber dem Gummituchzylinder wird dem Drehzahl-Sollwert für den Antriebsregler des Druckformzylinders ein Korrektursignal für eine Beschleunigung oder Bremsung des Druckformzylinders überlagert. Das kurzzeitige Vor- oder Nacheilen der Rotationsbewegung des Druckformzylinders führt zur einer relativen Verdrehung des Druckformzylinders gegenüber dem benachbarten Gummituchzylinder bis die Drehwinkel-Solllage erreicht ist.
-
In der
DE 197 23 043 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur registerhaltigen Synchronisation von aufeinanderfolgenden Gummizylindern einer Rollenrotationsdruckmaschine beschrieben, bei welchen der Korrekturwinkel als Störgröße zur Kompensation der durch Drehzahländerung hervorgerufenen Registerabweichung zwischen den vor- und nachgeordneten Gummizylindern auf die Führungsgröße des Antriebsreglers des nachgeordneten Gummizylinders aufgeschaltet wird. Der Anteil der aufzuschaltenden Störgröße wird aus einem vorher ermittelten Registerabweichung-Drehzahl-Kennlinienfeld bestimmt. Die Kennlinien für die Registerkorrektur sind für verschiedene Maschinentypen, Papierqualitäten und Maschinenkonfigurationen in der Maschinensteuerung gespeichert und bei Auftragswechsel abrufbar. Zusätzlich werden zylinderspezifische Regelparameter in Abhängigkeit von der Druckgeschwindigkeit verändert, weil sich die Regeldynamik der Regelstrecke infolge der Abhängigkeit der Bahndurchlaufzeit zwischen den vor- und nachgeordneten Gummizylindern von der Bahngeschwindigkeit ändert.
-
In der
DE 44 34 843 A1 ist ein Verfahren zur Kompensation von Passerdifferenzen beschrieben, bei dem der Zusammenhang zwischen Antriebsstrom des Hauptantriebes und Torsion des Antriebsräderzuges genutzt wird. Das Verfahren berücksichtigt vorherbestimmbare, systematische druckgeschwindigkeitsabhängige Passerdifferenzen.
-
Aus der
DE 103 12 379 A1 ist eine Folgeachsensteuerung zur Synchronisierung von Master- Slave- Antriebskombinationen bekannt Dabei werden Betriebswerte des Masterantriebes (Winkelposition, Geschwindigkeit Beschleunigung und Systemzeit) zur Nachführung an einen oder mehrere Slaveantrieb(e) über eine Busverbindung übertragen. Die Betriebswerte werden mit Hilfe von Synchronisierungsfunktionen und Änderungsfunktionen an jeden Slaveantrieb individuell angepasst, so dass zu jedem Zeitpunkt Geschwindigkeits- und Winkelsynchronität zwischen Master- und Slaveantrieben bestehen soll. Die Synchronisierungs- und Änderungsfunktionen sind in jedem Slaveantrieb speicherbar. Die Slave-Antriebe werden nicht mit den jeweils benachbarten Rotationskörpern synchronisiert, sondern den Bewegungen eines Hauptantriebes nachführt, so dass von der Bewegung des Masterantriebes abweichende Bewegungsschwankungen am Slave-Antrieb nicht berücksichtigt werden.
-
Die
DE 41 20 726 A1 zeigt einen Gleichstromhauptantrieb für Druckmaschinen, dessen Drehzahl-Regelungseinrichtung eine umschaltbare Regelungscharakteristik aufweist, um das Antriebsverhalten des Hauptantriebes an zwei unterschiedliche Betriebsvarianten (Druckbetrieb, Einrichtbetrieb) anzupassen.
-
Nachteilig an diesen Lösungen ist, dass es sich um Steuerungs- bzw. Regelungskonzepte handelt, die lediglich systematische vorherbestimmbare Bewegungsungleichförmigkeiten berücksichtigen und druckauftragsabhängige Änderungen im dynamischen Verhalten der Druckmaschine nur unzureichend beachten.
-
Die bisher bekannten Regelungskonzepte von Einzelantrieben sind für die Vermeidung nichtsystematischer Passerdifferenzen nicht geeignet.
-
Aus der
EP 1 355 211 A2 ist eine Kompensation von Zylinderschwingungen in bedruckstoffverarbeitenden Maschinen bekannt, wobei eine Kompensationseinrichtung wenigstens ein Filter in Form einer Übertragungsfunktion oder einer Summe von Übertragungsfunktionen, deren Frequenzparameter den zu kompensierenden Schwingungsfrequenzen entsprechen, aufweist, durch deren Wirkung das Ausgangssignal der Kompensationseinrichtung an wenigstens einer der zu kompensierenden diskreten Frequenz aus dem Signal gewonnen wird.
-
Aus der
DE 196 50 075 A1 ist ein Antrieb für eine Druckmaschine bekannt, wobei in jedem Druckwerk wenigstens einem Zylinder ein lageregelbarer Antrieb zugeordnet ist, wobei über eine Steuerung die Antriebe mit den Räderzug zwischen jeweils zwei Antrieben um vorgegebene Winkelbeträge verspannenden Lagesollwerten beaufschlagbar sind.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den genannten Nachteilen das dynamische Verhalten der Druckmaschine und dessen Abhängigkeit von druckauftragsbedingten Randbedingungen bei der Antriebsregelung zu berücksichtigen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass das dynamische Verhalten der Druckmaschine nicht als druckwerks- und druckauftragsunabhängige konstante Größe in die Regelung einbezogen wird, sondern dass das lokal differenzierte Bewegungs- und Schwingungsverhalten der angetriebenen Druckmaschinenbaugruppen und einzelnen Rotationskörper in Abhängigkeit von den Druckbedingungen Berücksichtigung findet, so dass die Wahl der Regelparameter für die vorhandenen Antriebsregler nicht mehr pauschal an der ungünstigsten Druckwerkskonfiguration, d.h. am Druckwerk mit der höchsten Schwingungsneigung, ausgerichtet werden muss, sondern die Regelparameter jedes einzelnen Antriebsreglers individuell auf den abzuarbeitenden Druckauftrag und das Druckwerk bzw. das Aggregat, in dem sich der Einzelantrieb befindet, abstimmbar sind.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren soll an einer Bogenoffset-Rotationsdruckmaschine mit Einzelantrieben an den Plattenzylindern näher erläutert werden.
-
Dazu zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnittes mit zwei Druckwerken aus einer Bogenoffset-Rotationsdruckmaschine in Reihenbauweise.
-
Bogenoffset-Rotationsdruckmaschinen bestehen üblicherweise aus mehreren Aggregaten in Reihenbauweise, einem Anleger, mehreren Druckwerken und einer Auslage. Jedes Druckwerk weist Funktionsgruppen auf, die mit druckauftragsspezifischen Einstellungen betrieben werden: einen bogenführenden Gegendruckzylinder DZ1, DZ2, einen das Teildruckbild auf den Bogen übertragenden Gummituchzylinder GZ1, GZ2, einen eine Druckplatte mit dem Teildruckbild auf seiner Mantelfläche tragenden Plattenzylinder PZ1, PZ2 und je ein Farb- und Feuchtwerk FaW1, FaW2, FeW1, FeW2 mit mehreren Walzen zur Einfärbung der Druckplatte. Mit Ausnahme des Plattenzylinders PZ und der Farbwerkswalzen FaW werden alle Rotationskörper im Druckwerk von einem die Aggregate der Druckmaschine verbindenden Antriebsräderzug ARZ angetrieben, dem mindestens ein Hauptantriebsmotor HM zugeordnet ist. Farb- und Feuchtwerkwalzen FaW, FeW, Platten-, Gummituch- und Gegendruckzylinder PZ, GZ, DZ stehen in reibschlüssigem Oberflächenkontakt.
-
Für einen gleichzeitigen Plattenwechsel weisen die Plattenzylinder PZ1, PZ2 jeweils Einzelantriebe M1, R1, M2, R2 auf, die im Druckbetrieb die Rotationsbewegungen der benachbarten Gummituchzylinder GZ1, GZ2 synchron nachvollziehen, um Passerdifferenzen durch Relativbewegungen zwischen den das Druckteilbild übertragenden Zylinderoberflächen zu vermeiden.
-
Jedem Einzelantriebsmotor M1, M2 ist dazu ein Antriebsregler R1, R2 mit kaskadierter Drehwinkellage- und Drehzahlregelung zugeordnet. Die Kaskadenregelungen arbeiten mit Drehwinkelgebern W1, W2 am Antriebsräderzug ARZ, vorzugsweise an den Gummituchzylindern GZ1, GZ2, zusammen, von denen sie die Drehwinkel-Sollwertsignale erhalten. Die Drehwinkel- und daraus gebildeten Drehzahl-Sollwertsignale werden von der Kaskadenregelung mit den von den Drehwinkelgebern der Einzelantriebsmotoren M1, M2 abgeleiteten Drehwinkel- und Drehzahl-Istsignalen verglichen und daraus Drehzahlkorrektursignale für den Antriebsregler R1, R2 gebildet. Die Drehwinkellage- und Drehzahlregelung kann im Antriebsregler R integriert sein oder eine separate Einrichtung innerhalb der Aggregatsteuerung bilden. Die Regelcharakteristik der Drehwinkellage- und Drehzahlregelung weist in bekannter Weise Proportional-, Integral- und Differentialregelungsanteile (PID-Regler) mit programmierbaren Regelparametern auf. Den Antriebsreglern R1, R2 sind Speichermittel S1, S2 für die Speicherung von Regler-Voreinstelldaten zugeordnet.
-
Zur Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens:
-
Der Antriebsregler R des Einzelantriebes M, R hat die Aufgabe, im Antriebsräderzug ARZ auftretende Bewegungsungleichförmigkeiten unterschiedlicher Herkunft, die sich auf die Rotationsbewegung des jeweiligen Gummituchzylinders GZ auswirken, mit dem der Plattenzylinder-Einzelantriebsmotor M synchronisiert ist, möglichst verzögerungsfrei am Plattenzylinder PZ nachzuvollziehen, damit die Synchronität der Drehbewegungen beider Rotationskörper PZ, GZ gewahrt bleibt.
-
Die Regelparameter für die Synchronisierung der Einzelantriebe M, R an den Plattenzylindern PZ werden nun erfindungsgemäß so ermittelt und für nachfolgende Druckaufträge voreingestellt, dass die Korrekturbewegungen der Plattenzylinder PZ in Winkelgeschwindigkeit, Beschleunigung und Phasenlage so optimal erfolgen, dass sie einerseits Umfangsregisterabweichungen des Platterizylinders PZ möglichst vollständig kompensieren und andererseits nicht neue Schwingungen initiieren, die über den Oberflächenkontakt auf den Gummituchzylinder GZ und auf den Antriebsräderzug ARZ übertragen werden.
-
Mit einer optimalen Regelcharakteristik werden unerwünschte Drehmomentrückwirkungen und Schwingungen innerhalb der Druckmaschinenaggregate bis hin zu Resonanzüberhöhungen, die sich in unerwünscht hohen Passerdifferenzen äußern, zuverlässig vermieden.
-
Im Gegensatz zu den bekannten Einzelantriebsregelungen berücksichtigt das vorgeschlagene Verfahren bei der Parametrierung der Antriebsregler R dabei Unterschiede in der aggregat- bzw. druckwerksspezifischen Dynamik der Regelkreise, die wiederum von der Konfiguration der einzelnen Aggregate / Druckwerke und letztlich von der Bauweise der Druckmaschine und vom konkreten Druckauftrag abhängen.
-
Die Regelkreise für die Synchronisierung der Plattenzylinder PZ umfassen jeweils den Einzelantriebsmotor M mit einem Drehwinkelgeber zur Lageregelung, den damit angetriebenen Plattenzylinder PZ, den in Abrollkontakt stehenden Gummituchzylinder GZ und den am Gummituchzylinder GZ angeordneten Drehwinkelgeber W für die Drehwinkel-Sollwertvorgabe.
-
Die mit dem Antriebsregler R und dem Einzelantriebsmotor M nachzuvollziehenden Bewegungsungleichförmigkeiten des Gummituchzylinders GZ werden durch druckwerk- oder aggregatspezifische Rotationsschwingungen im Antriebsräderzug ARZ verursacht.
-
Das Schwingungsverhalten des Antriebsräderzuges ARZ in und zwischen den einzelnen Druckwerken wird durch eine Vielzahl von fördernden oder dämpfenden Faktoren beeinflusst.
-
Infolge der wachsenden Zahl von Druck-, Lack- und Trockenwerken in modernen Druckmaschinen und der dadurch zunehmenden Länge der Antriebsräderzüge nimmt auch deren Elastizität zu. Im Zusammenhang mit der Steigerung der Druckgeschwindigkeiten wächst dadurch die Schwingungsneigung der Druckmaschine und damit der Einfluss von Rotationsschwingungen im Antriebsräderzug ARZ und dadurch verursachten Schwankungen in den Drehwinkelrelativlagen zwischen den Rotationskörpern innerhalb der Druckmaschine, die sich in örtlich unterschiedlichen, nichtsystematischen Passerdifferenzen äußern.
-
Rotationsschwingungen im Antriebsräderzug werden angeregt durch Kanalstöße von Zylindern mit Kanälen für Spannelemente oder Greifer, taktgebundene oszillierende Bewegungen von Bogentransportelementen in der Bogenanlage, Bogenauslage oder Bogenwendeeinrichtung, die vom Antriebsräderzug mit angetrieben werden.
-
Schwingungsquellen sind beispielsweise die bei einem Kanaldurchgang sprunghaft abfallenden und wieder ansteigenden Anstell- und Lagerkräfte, oszillierende Bewegungen eines Schwingsystems oder einer Stopptrommel am Bogenanleger, Bogenbremsen oder Nachgreiferbewegungen in der Bogenauslage oder das Abbremsen und Beschleunigen der Bogen bei der Ein-Trommel-Wendung. Die Schwingungsintensität wird u.a. von der Aggregatbauweise, der Druckgeschwindigkeit, dem Bogenmaterial und dem Bogenformat bestimmt, die weitgehend durch die Druckmaschine und den Druckauftrag festgelegt sind. Der Grad des Einflusses der Schwingungserreger auf das Schwingungsverhalten am Ort des Einzelantriebes ist von dessen Entfernung zu den Schwingungsquellen abhängig und bei der einzelantriebsbezogenen Ermittlung der Regelparameter zu berücksichtigen. Schwingungsdämpfend wirken reibungsbehaftete Bewegungsabläufe wie beispielsweise die Walzenreibung in den Farb- und Feuchtwerken FaW,FeW, Delta-Antriebsmodi an Farb- oder Feuchtwerken FaW,FeW, die Walkreibung zwischen Plattenzylinder PZ und Gummituchzylinder GZ bei eingestellter Druckpressung oder unterschiedliche Verspannungen im Antriebsräderzug ARZ durch Bremsmomente eines zweiten Hauptantriebes oder eines dezentralen Antriebs.
-
Die Dämpfung wird dementsprechend von der Viskosität und der Filmdicke der übertragenen Druckfarbe und des Feuchtmittels, der Zuschaltung von Delta-Antrieben, den Eigenschaften der Aufzüge oder der Stärke der Druckpressung beeinflusst. Diese drucktechnischen Randbedingungen variieren zwischen den Druckwerken und sind ebenfalls an den konkreten Druckauftrag gekoppelt.
-
Die druckauftragsspezifischen Einstellungen an den vom Antriebsräderzug ARZ angetriebenen Rotationskörpern geben die zur Auftragsabarbeitung erforderlichen lokalen Druckwerkskonfigurationen vor und bestimmen damit die lokale Schwingungsneigung am Ort des jeweiligen Einzelantriebes M,R im Antriebsräderzug ARZ.
-
Die Lage des jeweiligen Einzelantriebes M,R innerhalb der Druckmaschine relativ zu den Schwingungsquellen (Anlage, Auslage, Wendeeinrichtung) bestimmt die lokalen Schwingungsintensitäten im Drehwinkel-Sollwert für den Regelkreis des Einzelantriebes M,R. Somit müssen zunächst Betrag und Frequenz der lokalen Sollwertschwingungen bei der Optimierung der Regeldynamik für die Einzelantriebsregelung berücksichtigt werden. Die Dynamik der Einzelantriebs-Regelstrecke ist weiterhin von druckauftrags- und druckwerksspezifischen Einstellungen bzw. Anpassungsmaßnahmen an den Rotationskörpern in den einzelnen Aggregaten abhängig, die insbesondere die schwingungsdämpfenden Eigenschaften der Druckwerkskonfigurationen beeinflussen.
-
Die Regelungscharakteristik, die sich aus den durch die Regelparameter quantifizierten Anteilen von Proportional-, Integral- und Differentialregelung ergibt, wird daher erfindungsgemäß auf die druckwerkspezifische Regelstreckendynamik abgestimmt. Nur auf diese Weise können Regelabweichungen (Passerdifferenzen) schnellstmöglich ausgeregelt werden ohne gleichzeitig Instabilitäten des Regelkreises und damit neue Störungen zu erzeugen. Die Ermittlung der geeigneten Regelparameter richtet sich dabei nach den bekannten Stabilitätskriterien von Regelkreisen und erfolgt auf der Basis mathematischer Drehmomenten-, Schwingungs- und Regelkreismodelle oder empirisch im Druckbetrieb nach Auswertung der örtlichen Passerdifferenzen.
-
Bei der Optimierung der Antriebsregelcharakteristik werden neben den dynamischen Eigenschaften des Einzelantriebsmotors M und des Druckwerkes/Aggregates in einem weiteren Schritt die Regeldynamik einschränkende Faktoren, wie die Elastizität der Kopplungselemente zwischen Einzelantriebsmotor M und Plattenzylinder PZ berücksichtigt. Kopplungselemente können Kupplungen, Wellen, Getriebe sein.
-
Weiterhin sind die vom einzeln angetriebenen Plattenzylinder PZ selbst hervorgerufenen Schwingungen durch Kanalschläge und deren Rückwirkung auf die Rotationsbewegung des in Abrollkontakt stehenden Gummituchzylinders GZ bei der Regelparameteroptimierung zu berücksichtigen.
-
Die vorstehend dargestellte Komplexität der Zusammenhänge stellt hohe Anforderungen an eine Berechnung der Regelparameter auf der Basis mechanischer Ersatzmodelle der Regelkreise, so dass eine empirische Bestimmung der optimalen Regelparameter für die einzelnen Antriebsregler R im Rahmen von Vorversuchen, Testläufen oder Probedrucken unter den praxisnahen Randbedingungen konkreter Druckaufträge bevorzugt wird.
-
Es ist dabei vorteilhaft, die Regelparameter für ausgewählte, für die jeweilige Druckmaschine charakteristische Druckbedingungen, die für die Mehrzahl der zu erwartenden Druckaufträge geschaffen werden müssen, und für darüber definierte Druckwerkskonfigurationen in Testläufen empirisch zu optimieren. Dazu sind die Korrelationen zwischen den gemessenen Passerdifferenzen in den Druckwerken und den variierten Regelparametern der Einzelantriebe R,M antriebbezogen zu ermitteln. Die ermittelten Regelparametersätze werden gemeinsam mit den Druckauftragsdaten und dafür gewählten Druckwerkskonfigurationen in Speichermitteln S für Voreinstelldaten abgelegt. Geeignete Speichermittel sind RAM-Speicherbereiche innerhalb der Antriebsregler R, der Aggregatsteuerung, der zentralen Maschinensteuerung MS oder des übergeordneten Druckmanagementsystems. Die gespeicherten Regelparametersätze können bei der Abarbeitung von Druckaufträgen fortlaufend für neue Druckbedingungen oder andere Druckwerkskonfigurationen angepasst bzw. optimiert werden.
-
Es hat sich gezeigt, dass sich die für die einzelnen Druckwerke ermittelten Voreinstelldatensätze primär in Bezug auf die Regelverstärkung, d.h. den Proportionalregelanteil, unterscheiden. Daher erscheint es zweckmäßig, den Schwerpunkt der Optimierung auf die Regelverstärkung zu legen. Dementsprechend könnten vereinfachend die Antriebsregler R in den Druckwerken einer Druckmaschine mit annähernd konstanten Differenzial- und Integralregelparametem betrieben werden und primär die Regelverstärkung ist druckwerk- bzw. aggregatspezifisch zu optimieren, woraus sich eine Verringerung des Aufwandes für die empirische Ermittlung der optimalen Regelparameter ergibt.
-
Soll nun ein neuer Druckauftrag abgearbeitet werden, werden die dazu verfügbaren Druckauftrags- und Druckmaschinenkonfigurationsdaten an die Maschinensteuerung MS übergeben und mit gespeicherten auftragsbezogenen Datensätzen verglichen. Nach vorgebbaren Auswahlkriterien wird daraufhin ein geeigneter abgespeicherter Datensatz ausgewählt und die zugeordneten Regelparameter antriebsbezogen an die Antriebsregler R übergeben. Sollte kein geeigneter Datensatz zur Verfügung stehen, ist aus Datensätzen für ähnliche Druckauftragsdaten zu interpolieren.
-
Globales Auswahlkriterium ist die Ähnlichkeit der druckauftragsbezogenen aktivierten Aggregate und der Druckmaschineneinstellungen, d.h. die Druckmaschinenkonfiguration. Dieses Kriterium kann druckmaschinenspezifisch auf schwingungskritische Aggregate eingeschränkt werden. Die Auswahl kann durch den Drucker erfolgen, ist aber ebenso auf die Maschinensteuerung MS übertragbar. In diesem Fall werden die druckauftragsspezifischen Einstellungen, die der Drucker bei der Druckmaschineneinrichtung an den einzelnen Aggregaten der Druckmaschine vorgenommen hat, von der Maschinensteuerung MS erfasst und mit gespeicherten Voreinstelldatensätzen verglichen. Entsprechend den vorgebbaren und programmierten Auswahlfunktionen wird ein geeigneter Voreinstelldatensatz von der Maschinensteuerung MS selektiert und die einzelnen Regelparametersätze einzelantriebsbezogen an die Antriebsregler R übermittelt.
-
Für die Abarbeitung des aktuellen Druckauftrages kommen damit voroptimierte Regelparameter-Datensätze zum Einsatz, die es durch ihre Anpassung an die Druckbedingungen insbesondere gestatten, mit höherer Regelverstärkung wiederholgenauer und mit geringeren Passerdifferenzen im Vergleich zu nicht optimierten Antriebsregelungen M,R, die zur Vermeidung von Regelkreisinstabilitäten an der ungünstigsten Regelkreiskonstellation ausgerichtet sein müssen, zu drucken.
-
Somit kann eine deutliche Verbesserung des Druckergebnisses durch druckauftrags- und druckwerksbezogene Optimierung der Regelparameter erzielt werden, wobei durch die Berücksichtigung der Druckbedingungen in einem Druckwerk auch die Druckgenauigkeit in einem benachbarten Druckwerk verbessert wird infolge der Reduzierung der über den Oberflächenkontakt der einzeln angetriebenen Rotationskörper PZ auf den Antriebsräderzug ARZ übertragenen Regelkreisschwingungen.
-
Das vorgeschlagene Verfahren ist ebenso für die Regelparameteroptimierung von Antriebsreglern R geeignet, die Antriebsmotoren für mehrere Rotationskörper, d.h. Zylindergruppen, Druckmaschinenaggregaten oder Hauptantrieben HM für durchgehende Antriebsräderzüge ARZ, zugeordnet sind.
-
Durch eine druckauftragsbezogene Optimierung der Regelverstärkung für einen Druckmaschinenhauptantrieb können beispielsweise Drehzahlkorrekturen so erfolgen, dass die dabei auftretenden Beschleunigungs- oder Bremsmomente durch die Wahl geeigneter Regelverstärkungen für den Hauptantrieb HM auf Maximalwerte begrenzt werden, bei denen unzulässig hohes Registerspreizen nicht mehr auftritt. Die Drehmomente, die bei einer Drehzahlkorrektur auf die einzelnen Druckwerke übertragen werden und druckwerkspezifische Passerdifferenzen bewirken, sind von der jeweiligen druckauftragsbezogenen Druckmaschinenkonfigurationen abhängig.
-
Beispielsweise erhöht der vom Drucker zugeschaltete Delta-Betriebsmodus eines zentral angetriebenen Feuchtwerkes FeW (Feuchtauftragswalze rotiert mit geringerer Oberflächengeschwindigkeit als der Plattenzylinder PZ) den Lastmoment eines Druckwerkes und somit den vom Antriebsräderzug ARZ auf das Druckwerk übertragenen Drehmoment, so dass die elastische Verformung des Antriebsräderzuges ARZ zunimmt und dementsprechend höhere Passerdifferenzen auftreten. In diesem Fall ist die Regelverstärkung für den Hauptantrieb HM zu reduzieren, sobald der Delta-Antrieb für ein oder mehrere Feuchtwerk(e) FeW zugeschaltet wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- ARZ
- Antriebsräderzug
- DZ,DZ1,DZ2
- Gegendruckzylinder
- FaW,FaW1,FaW2
- Farbwerk
- FeW,FeW1,FeW2
- Feuchtwerk
- GZ,GZ1,GZ2
- Gummituchzylinder
- HM
- Hauptantriebsmotor
- M,M1,M2
- Einzelantriebsmotor
- PZ,PZ1,PZ2
- Plattenzylinder
- R,R1,R2
- Antriebsregler
- S,S1,S2
- Speichermittel für Voreinstelldaten
- MS
- Maschinensteuerung
- W,W1,W2
- Drehwinkelgeber
- ÜT
- Übergabetrommel