DE102006024595A1

DE102006024595A1 - Bogendruckmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Bogendruckmaschine

Info

Publication number: DE102006024595A1
Application number: DE200610024595
Authority: DE
Inventors: Erich Demmer
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2026-05-27
Also published as: DE102006024595B4

Abstract

Eine Bogendruckmaschine umfasst wenigstens ein Paar von Zylindern, eine Stellvorrichtung zum aneinander An- und voneinander Abstellen der Zylinder des Zylinderpaares sowie einen Sensor zum Erfassen des angestellten oder nicht angestellten Zustands der Zylinder. Ein Zeitpunkt einer gewünschten Umstellung der Zylinder vom angestellten in den abgestellten Zustand oder umgekehrt wird im Voraus berechnet, und ein Befehl an die Stellvorrichtung, die Zustandsänderung zu bewirken, wird um eine Totzeit früher als der besagte Zeitpunkt in die Stellvorrichtung eingegeben. Die Zeitspanne zwischen der Eingabe des Befehls und dessen Ausführung durch die Stellvorrichtung wird gemessen, und die Totzeit wird anhand der gemessenen Zeitspanne festgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bogendruckmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Bogendruckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 11.
Die An- und Abstellbewegung dient bei einer solchen Druckmaschine dazu, einen Kontakt zwischen den Zylindern des Paares zu verhindern, wenn sich kein Bedruckstoffbogen im Druckspalt befindet. Um eine möglichst vollständige Nutzung der Bedruckstoffbogen zu ermöglichen, muss die An- und Abstellbewegung möglichst eng mit dem Durchgang einer führenden oder nacheilenden Kante eines Bedruckstoffbogens durch einen der Maschine Druckspalt synchronisiert sein. So ist es bei einer Druckmaschine mit mehreren nacheinander durchlaufenden Druckeinheiten erforderlich, die endliche Durchlaufgeschwindigkeit eines Bogens durch die Maschine beim Steuern der An- und Abstellbewegung von Zylindern der einzelnen Druckeinheiten zu berücksichtigen. Dies erfolgt gemäß DE 41 41 950 C2 , indem die Druckanstellung einer Druckeinheit jeweils von einem Leistungsschaltglied der vorhergehenden Druckeinheit gesteuert wird, um in den nachgeordneten Druckeinheiten eine Schließung des Druckspalts eng zeitlich synchronisiert mit dem Eintreffen eines Bedruckstoffbogens zu realisieren.
In Folge der beträchtlichen Massen der an- und abzustellenden Zylinder tritt eine nicht zu vernachlässigende Verzögerung zwischen der Eingabe eines Befehls zum Verstellen der Zylinder in die Stellvorrichtung einer Druckeinheit und der wirksamen Ausführung des Befehls durch die Stellvorrichtung auf. Es ist bekannt, dem Rechnung zu tragen, indem ein Befehl zum An- oder Abstellen der Zylinder jeweils mit einem bestimmten Zeitvorsprung gegenüber demjenigen Zeitpunkt in die Stellvorrichtung eingegeben wird, zu welchem die Umstellung tatsächlich benötigt wird. Dieser erforderliche Zeitvorsprung ist im Wesentlichen durch die Bauart der Druckeinheit festgelegt und kann jeweils für ein Druckwerk ermittelt und eingestellt werden.
Es zeigt sich jedoch, dass eine solche Bogendruckmaschine jedoch im Tagesverlauf schwankende Druckqualitäten insbesondere bei Nutzen aufweist, die zu einer vorderen oder hinteren Kante eines Bedruckstoffbogens benachbart sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bogendruckmaschine mit verbessertem Gebrauchswert und ein Verfahren zum Betreiben einer Bogendruckmaschine zu schaffen
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 11 gelöst.
Mit Hilfe des Sensors zum Erfassen des angestellten oder nicht angestellten Zustands der Zylinder ist es möglich, zu erfassen, ob die Zeitverzögerung zwischen der Eingabe eines Befehls zum Verstellen der Zylinder in die Stellvorrichtung und der tatsächlichen Ausführung des Befehls durch die Stellvorrichtung einem angenommenen, der Steuerung der Stellbewegung zu Grunde gelegten Wert entspricht und diesen letzteren Wert, wenn die Entsprechung nicht im erforderlichen Maße gegeben ist, zu korrigieren.
Zweckmäßigerweise ist zum gleichen Zweck die Bogendruckmaschine ferner mit einer Messeinrichtung zum Messen einer Totzeit zwischen der Eingabe eines Befehls zum Ändern des angestellten oder nichtangestellten Zustand der Zylinder und einer von dem Sensor erfassten Änderung des Zustands der Zylinder vorgesehen.
Vorzugsweise ist in die Bogendruckmaschine eine Steuerelektronik integriert, die eingerichtet ist, einen Zeitpunkt einer gewünschten Änderung des Zustands der Zylinder im Voraus zu berechnen, z. B. an Hand der Bewegung von in der Bogendruckmaschine erfassten Bögen und/oder der Drehgeschwindigkeit eines oder mehrerer Zylinder, und einen Befehl zum Ändern dieses Zustands mit einem an Hand der von der Messeinrichtung gemessenen Totzeit festgelegten Vorlauf vor dem berechneten Zeitpunkt auszugeben.
Im einfachsten Falle kann als Vorlauf die zuletzt gemessene Totzeit festgelegt sein. Denkbar ist auch, dass als Vorlauf ein Mittelwert von mehreren zuletzt gemessenen Totzeiten festgelegt ist.
Bei dem Sensor zum Erfassen des angestellten oder nichtangestellten Zustands der Zylinder kann es sich insbesondere um einen Positions- oder Wegsensor handeln. Alternativ kommt auch ein Drucksensor zum Erfassen eines von den Zylindern des Paars aufeinander ausgeübten Anpressdrucks in Betracht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben:
Es zeigen:
1 einen stark schematisierten Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Bogendruckmaschine; und
2 ein Flussdiagramm eines Betriebsverfahrens der Bogendruckmaschine aus 1.
1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Doppeldruckeinheit einer Bogendruckmaschine, insbesondere einer Offset-Bogendruckmaschine, z. B. eine Wertpapierdruckmaschine, mit Formzylindern 01, 02 und mit Übertragungszylindern 03, 04, die sich beiderseits eines Druckspalts 06 gegenüberliegen und sich gegenseitig als Gegendruckzylinder dienen. Ein Bogen 07 durchläuft den Druckspalt 06 in der durch einen Pfeil P1 angezeigten Richtung.
Die Achsen der Übertragungszylinder 03, 04 sind an Hydraulikstellgliedern 08, 09 in Richtung der Pfeile P2, P3 beweglich montiert. Die Hydraulikstellglieder 08, 09 sind hier doppelt wirkende Zylinder, deren Kammern unter der Kontrolle einer Steuerelektronik 11 über ein erstes Ventil 12 mit einem Hochdruckreservoir 14 oder über ein zweites Ventil 13 mit einem Niederdruckreservoir 16 verbindbar sind, um eine synchrone Hebe- oder Senkbewegung der Übertragungszylinder 03; 04 anzutreiben.
Eine Lichtquelle 17 und ein Lichtsensor 18 bilden eine Lichtschranke, die auf dem Weg des Bogens 07 dem Druckspalt 06 vorgelagert ist, um das Eintreffen einer führenden oder nacheilenden Kante eines Bogens 07 zu erfassen. Der Lichtsensor 18 ist mit der Steuerelektronik 11 verbunden und ermöglicht es dieser, an Hand des bekannten, festen Abstandes zwischen der Lichtschranke und dem Druckspalt 06 und der durch nicht in der Fig. dargestellte Drehgeber erfassten Drehgeschwindigkeit eines Zylinders des Druckwerks die Zeitspanne zu berechnen, nach welcher die erfasste Kante den Druckspalt 06 erreichen wird, und rechtzeitig vorher die Hydraulikzylinder 08, 09 anzusteuern, so dass sich rechtzeitig mit Eintreffen einer führenden Kante am Druckspalt 06 dieser schließt bzw. beim Eintreffen einer nacheilenden Kante der Druckspalt 06 öffnet.
Alternativ zu der Lichtschranke kann ein beliebiger anderer zum Erfassen des Durchgangs eines Bogens 07 geeigneter Sensor verwendet werden, z. B. ein Drucksensor 19, der zum Erfassen einer Druckkraftkomponente quer zum Spalt an einem Lager einer Walze 21 eines dem Druckspalt 06 vorgelagerten Walzenpaars 21;, 22 angeordnet ist.
Zum Erfassen, ob sich die Übertragungszylinder 03, 04 in Druckkontakt miteinander befinden, kann z. B. ein Näherungsschalter, wie in der 1 schematisch mit 23 bezeichnet, vorgesehen sein, der – im einfachsten Fall durch mechanischen Kontakt zwischen ihm und dem ihm zugeordneten Übertragungszylinder –, erkennt, ob sich dieser in Druckposition befindet oder nicht.
Alternativ können auch die Lager der Übertragungszylinder 03, 04 mit Drucksensoren 24 entsprechend dem oben erwähnten Drucksensor 19 ausgestattet sein, die auf eine auf das Lager wirkende, jeweils vom gegenüberliegenden Übertragungszylinder 04 bzw. 03 ausgeübte Kraft ansprechen. Der Drucksensor 24 zeigt also nicht nur an, ob sich die Übertragungszylinder 03, 04 in der Druckstellung befinden, sondern auch, ob sie für den Druckbetrieb stark genug gegeneinander drücken.
Es können allerdings auch sowohl Positionssensoren wie der Näherungsschalter 23 als auch Drucksensoren 24 an einem Übertragungszylinder 03 oder 04 vorgesehen sein, um auch den Zustand, dass die Übertragungszylinder 03, 04 einander zwar berühren, aber noch keinen ausreichenden Druck aufeinander ausüben, vom Zustand mit beabstandeten Übertragungszylindern 03, 04 einerseits und vom Zustand mit ausreichend stark gegeneinander drückenden Übertragungszylindern 03, 04 andererseits unterscheiden zu können.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Betriebsverfahrens der Steuerelektronik 11. Jeweils zu Beginn des Betriebs der Druckmaschine wird ein Zeitverzögerungswert Δt auf einen Anfangswert t0 gesetzt, bei dem es sich um einen unveränderlichen, vom Hersteller vorgegebenen Wert oder auch um einen während eines vorhergehenden Betriebs der Maschine erhaltenen und abgespeicherten Wert handeln kann (Schritt S1).
Anhand der Umdrehungsgeschwindigkeit eines drehangetriebenen Zylinders der Druckmaschine wird in Schritt S2 die Bahngeschwindigkeit v abgeschätzt, die ein durch die Maschine hindurchlaufender Bogen hätte. Solange nicht in Schritt S3 eine führende Kante eines Bogens erfasst wird, wird Schritt S2 wiederholt und der Wert von v so fortlaufend aktualisiert.
Sobald eine führende Kante erfasst wird, wird in Schritt S4 anhand der Geschwindigkeit v des Bogens und dem Abstand zwischen dem die Kante erfassenden Sensor und dem Druckspalt 06 ein Zeitpunkt t_soll berechnet, an welchem die Kante den Druckspalt 06 passieren wird und dieser folglich schließen sollte. Um die Schließung zum gewünschten Zeitpunkt zu erreichen, gibt die Steuerelektronik 11 in Schritt S5 zum Zeitpunkt t_soll-Δt den entsprechenden Stellbefehl an die Ventile 12, 13 aus.
Wenn der Sensor 23 oder 24 die Schließung des Druckspalts 06 erfasst hat, wird der Zeitpunkt t_ist, an dem dies geschehen ist, mit dem vorher berechneten t_soll verglichen. Wenn die Schließung um wenigstens eine Zeitspanne δ verspätet erfolgte, geht das Verfahren zu Schritt S7 über, in welchem Δt um ein vorgegebenes positives Inkrement ε vergrößert wird, das deutlich kleiner als δ ist. Erfolgte die Schließung hingegen um mindestens eine Zeitspanne δ verfrüht, wird in analoger Weise in Schritt S9 Δt um das Inkrement ε vermindert. Anschließend kehrt das Verfahren zu Schritt S2 zurück, solange die Maschine nicht abgeschaltet wird.
Durch mehrmaliges Durchlaufen der Schritte S2 bis S9 wird schließlich die Abweichung zwischen t_ist und t_soll kleiner als δ gemacht. Änderungen in der Geschwindigkeit, mit der die Ventile 12, 13 und Hydraulikzylinder 08, 09 auf einen Befehl der Steuerelektronik 11 reagieren, die z. B. auf eine sich im Lauf des Betriebs der Druckmaschine ändernde Temperatur des Hydraulikfluids zurückgehen können, werden auf diese Weise fortlaufend kompensiert, sobald sie zu einer Abweichung zwischen t_ist und t_soll von mehr als δ führen.
Das gleiche Verfahren wie oben beschrieben kann natürlich nicht nur für die führenden Kanten der Bögen 07 zum Anstellen der Zylinder 03, 04 aneinander durchgeführt werden, sondern auch für die nacheilenden Kanten der Bögen, um das Abstellen der Zylinder zu steuern. Dabei können t_ist und t_soll für führende und nacheilende Kanten gleich definiert sein und durch Mittelung über die beim An- und Abstellen der Zylinder auftretenden Verzögerungen ermittelt werden; vorzugsweise sind jedoch t_ist und t_soll für führende und nacheilende Kanten voneinander unabhängig und werden getrennt ermittelt.
Diverse Abwandlungen des oben beschriebenen Verfahrens sind möglich. So kann z. B. δ = 0 gesetzt werden, mit der Folge, dass Δt nicht konvergiert, sondern von einer Iteration der Schritte S2 bis S9 zur anderen um jeweils ±ε schwankt.
Um auch bei einer großen Abweichung zwischen t_ist und t_soll eine schnelle Konvergenz zu erreichen, kann die Konstante ε ersetzt werden durch einen Ausdruck der Form c(t_ist – t_soll), wobei c eine positive Konstante c 1 ist, was gleichbedeutend ist mit der Verwendung eines gleitenden Mittelwerts der Reaktionszeit der Ventile 12, 13 und Hydraulikzylinder 08, 09 für Δt.
Selbstverständlich ist die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf einen hydraulischen Stellantrieb wie oben beschrieben beschränkt. Vielmehr ist sie überall dort sinnvoll anwendbar, wo eine für das Druckergebnis signifikante Verzögerung zwischen einem Befehl zum Verstellen der Übertragungszylinder und deren tatsächlicher Verstellung auftritt.

01: Formzylinder
02: Formzylinder
03: Zylinder; Übertragungszylinder
04: Zylinder; Übertragungszylinder
05: –
06: Druckspalt
07: Bogen
08: Hydraulikstellglied
09: Hydraulikstellglied
10: –
11: Messeinrichtung; Steuerelektronik
12: Ventil, erstes
13: Ventil, zweites
14: Hochdruckreservoir
15: –
16: Niederdruckreservoir
17: Lichtquelle
18: Lichtsensor
19: Drucksensor
20: –
21: Walze
22: Walze
23: Sensor; Näherungsschalter
24: Sensor; Drucksensor
P1: Pfeil; Richtungspfeil
P2: Pfeil; Richtungspfeil
P3: Pfeil; Richtungspfeil
S1 bis S9: Schritte 1 bis 9

Claims

Bogendruckmaschine mit wenigstens einem Paar von Zylindern (03, 04) und einer Stellvorrichtung (08, 09, 12–16) zum aneinander An- und voneinander Abstellen der Zylinder (03, 04) des Zylinderpaares, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (23; 24) zum Erfassen des angestellten oder nicht angestellten Zustands der Zylinder (03, 04) angeordnet ist.
Bogendruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Messeinrichtung (11) zum Messen einer Totzeit (Δt) zwischen der Eingabe eines Befehls zum Ändern des angesteliten oder nicht angestellten Zustands der Zylinder (03, 04) in die Stellvorrichtung (08, 09, 12–16) und einer von dem Sensor (23; 24) erfassten Änderung des Zustands der Zylinder (03, 04) angeordnet ist.
Bogendruckmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektronik (11) angeordnet ist, die eingerichtet ist, einen Zeitpunkt einer gewünschten Änderung des Zustands der Zylinder (03, 04) im Voraus zu berechnen und einen Befehl zum Ändern dieses Zustands mit einem anhand der von der Messeinrichtung (11) gemessenen Totzeit (Δt) festgelegten Vorlauf vor dem berechneten Zeitpunkt auszugeben.
Bogendruckmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorlauf die zuletzt gemessene Totzeit (Δt) festgelegt ist.
Bogendruckmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorlauf ein Mittelwert von mehreren zuletzt gemessenen Totzeiten e(Δt) festgelegt ist.
Bogendruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder (03, 04) des Zylinderpaares einen Druckspalt (06) bilden, in dem ein hindurch laufender Bogen (07) bedruckbar ist.
Bogendruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (23) ein Positions- oder Wegsensor ist.
Bogendruckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (24) ein Drucksensor zum Erfassen eines von den Zylindern (03, 04) des Zylinderpaares aufeinander ausgeübten Anpressdrucks ist.
Bogendruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (08, 09, 12–16) hydraulisch oder pneumatisch angetrieben ist.
Bogendruckmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogendruckmaschine als Wertpapierdruckmaschine ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Bogendruckmaschine mit wenigstens einem Paar von Zylindern (03, 04) und einer Stellvorrichtung (08, 09, 12–16) zum aneinander An- und voneinander Abstellen der Zylinder (03, 04) des Zylinderpaares, bei dem ein Zeitpunkt (t_soll) einer gewünschten Umstellung der Zylinder (03, 04) vom angestellten in den abgestellten Zustand oder umgekehrt im Voraus berechnet wird (S4) und ein Befehl an die Stellvorrichtung (08, 09, 12–16), die Zustandsänderung zu bewirken, um eine Totzeit (Δt) früher als der besagte Zeitpunkt in die Stellvorrichtung (08, 09, 12–16) eingegeben wird (S5), dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne zwischen der Eingabe des Befehls und dessen Ausführung durch die Stellvorrichtung (08, 09, 12–16) gemessen wird und die Totzeit anhand der gemessenen Zeitspanne festgelegt wird (S6–S9).