Die Erfindung betrifft ein Luftleitsystem in einer Bogendruckmaschine. Solche Luftleitsysteme dienen zum Fördern und Leiten des Bedruckstoffes, im allgemeinen eines Bogens aus Papier oder Karton. Ein solches System umfasst eine Vielzahl verschiedener luftunterstützter Elemente, wie Blassysteme und Tragluftpolster, im Zusammenhang mit dieser Erfindung "Aktuatoren" genannt.
Das Luftleitsystem sorgt für ein präzises Fördern und Leiten der an der Vorderkante durch Greifer gehaltenen einzelnen Bogen. Dabei kommt es auf höchste Genauigkeit an, und zwar sowohl der Wegführung, das heißt des Vermeidens von Abweichungen von einem durch die Greifer vorgegebenen Sollweg, als auch bezüglich des zeitlichen Ablaufes. Mit zunehmender Maschinengeschwindigkeit wachsen die Probleme.
Die universelle Einsatzfähigkeit einer Maschine sowohl für dünnste Papiere (Bibeldruckpapier) wie auch stärkste Kartons erfordert einerseits einen großen Einstellbereich, und andererseits eine genaue Einstellung der Luftparameter. Insbesondere gilt dies für den Druck am Düsenaustritt und damit auch die Luftgeschwindigkeit und das Luftvolumen. Diese Luftparameter werden gesteuert z.B. durch Drosselventile oder Bypassklappen, fern verstellbare Motorventile und drehzahlgesteuerte Lufterzeuger. Dabei müssen die genannten, für die Bogenförderung maßgeblichen Parameter - im folgenden "Förderparameter" genannt - auf die spezifischen Daten des jeweiligen Druckauftrags eingestellt werden.
Bogen-spezifische Parameter sind insbesondere das Flächengewicht, das heißt das Gewicht des Bogens in g/m2 und das Bogenformat. Aber auch andere Größen kommen in Betracht, beispielsweise die Steifigkeit des Bogens oder seine Oberflächenbeschaffenheit. Es versteht sich, dass die Förderparameter im Hinblick auf die Bogenparameter zu wählen sind, um ein optimales Ergebnis zu erzielen, das heißt eine einwandfreie Förderung des Bogens durch die gesamte Maschine hindurch. Auch kann der Fall eintreten, dass die Parameter einer Blasluftdüse bei Änderung der Bogenparameter (zum Beispiel höheres Flächengewicht) an einer bestimmten Stelle des Förderweges in anderer Weise verändert werden muss, als an einer anderen Stelle.
Druckmaschinen-spezifische Parameter sind für die Arbeit der Blasluftdüsen entscheidend. Der wichtigste druckmaschinen-spezifische Parameter ist die Fortdruckgeschwindigkeit, das heißt die Maschinengeschwindigkeit. Weitere druckmaschinen-spezifische Parameter sind das Ein- beziehungsweise Ausschalten einzelner Druckwerke, das Vorhandensein besonderer Inline-Anwendungen: Lackieren, Trocknen, Messen, Schneiden.
Druckform, Farbbelegung, Feuchteaufnahme ändern die Bedruckstoff-Eigenschaften während des Durchlaufens der Maschine.
Bei bisher bekannten Druckmaschinen sind die Luftparameter der einzelnen Luftverbraucher, das heißt zum Beispiel Blasluftdüsen, jeweils nur einzeln einstellbar. Allenfalls ist es bekannt, Gruppen von Luftverbrauchern einzustellen. Jedenfalls muss eine große Anzahl von Einstellungen vorgenommen werden, wann immer ein neuer Druckauftrag (Job) ausgeführt wird, mit Bogen-spezifischen Parametern, die gegenüber dem vorausgegangenen Druckauftrag abweichen, und/oder mit anderen druckmaschinenspezifischen Parametern, beispielsweise bei höherer oder geringerer Fortdruckgeschwindigkeit.
Aus der Fülle aller möglicher Einstellungen muss der Bediener die richtige Einstellung herausfinden. Die Bedienungsperson muss sich somit empirisch an die richtigen Werte der Förderparameter herantasten, um ein einwandfreies Förderergebnis zu erzielen. Dabei orientiert er sich an den genannten physikalischen bogen-spezifischen und maschinenspezifischen sowie kombinierten Parametern. Dies erfordert nicht nur ein hohes Geschick seitens des Bedieners, sondern ist auch zeitaufwendig. Der Bediener muss aus dem Verständnis der technisch-physikalischen Wirkung heraus oder aus eigener Erfahrung entscheiden, ob zur Optimierung der Förderparameter, insbesondere des Luftdruckes der Blasdüsen, Korrekturen nach oben oder nach unten notwendig sind.
Das Leistungsspektrum der Maschine wurde auf spezielle Anwendungen eingeschränkt, um dadurch eine Reduzierung der Einstellvorgänge von Förderparametern zu erreichen; die Lufterzeuger wurden zur Vermeidung von Fehleinstellungen in ihrer Leistung begrenzt; die Bedienstellen und Sichtfenster direkt neben der Bogenführungsbahn wurden ergonometrisch gestaltet;
Produktion mit verringerter Maschinengeschwindigkeit, denn im Tagesgeschäft einer Druckerei wurde meist die erhöhte Rüstzeit durch die dadurch erreichte höhere Fortdruckgeschwindigkeit nicht amortisiert.
Alle diese Lösungsversuche waren unbefriedigend, und zwar in Bezug auf den Zeitaufwand, auf die Qualität des Druckergebnisses als auch in Bezug auf die Anforderungen an das Können und die Erfahrung der Bedienungsperson.
Die
Die
Die
Alle diese Vorschläge vermochten die hier anstehenden Probleme nicht zu lösen.
Insbesondere ist die Berücksichtigung von nicht in der Datenbasis enthaltenen Parametern unmöglich, was grundsätzlich zu Fehleinstellungen führt.
Es besteht ein grundsätzlicher Gegensatz zwischen
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen eines Luftleitsystems für eine Bogendruckmaschine zu schaffen, bei dem die einzelnen Förderparameter von Aktuatoren wie zum Beispiel Blasluftdüsen schnell und automatisch auch von weniger erfahrenem Personal für bestimmte Auftragsdaten mit speziellen bogen-spezifischen und druckmaschinen-spezifischen Parametern einstellbar sind (Preset und Anpassung), und die manuelle Beeinflussbarkeit derart erhalten bleibt, dass die Vorteile einer Vollautomatik mit denen einer manuellen Steuerung gemeinsam unter Ausschließung der Nachteile nutzbar sind, so dass ein optimales Druckergebnis in kürzester Zeit erzielt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 2-7 und 9.
Damit lassen sich die Leistungsfähigkeit der Maschine optimieren, die Rüstzeiten verringern, und Qualität wie auch Produktionsleistung von der subjektiven Erfahrung des Bedienpersonals unabhängig erreichen.
Gemäß dem in Anspruch 1 enthaltenen Grundgedanken der Erfindung werden somit Kennlinien erstellt, bei denen Förderparameter wie der Blasluftdruck über druckmaschinenspezifischen Parametern wie der Fortdruckgeschwindigkeit aufgetragen sind, und zwar für unterschiedliche Druckaufträge mit ihren bogen-spezifischen Parametern wie beispielsweise das Flächengewicht oder das Bogenformat.
Die genannten Kennlinien enthalten somit die Daten zur optimalen Einstellung jeweils für einen ganz bestimmten Bedruckstoff.
Die Steuerung der Luftparameter erfolgt durch Auswertung der genannten bogen- und druckmaschinen-spezifischen Parameter. Hiermit ist eine Voreinstellung (Preset) möglich. Zur Anpassung der Maschine an auftrags-spezifische Gegebenheiten ist sodann ein Bedienereingriff an die jeweiligen Daten möglich. Hierzu bedarf es einer weiteren Größehier "Einflussgröße" genannt. Diese erzeugt eine veränderte Kennlinie, die dann zu anderen Lufteinstellungen führt.
Es ist wünschenswert, dass die Preset-Einstellung sämtliche praktischen Fälle erfaßt. In der Praxis wird dies jedoch nicht erreicht. Es wird jedoch angestrebt, dass ein hoher Prozentsatz erfasst wird, beispielsweise 80 %. In der verbleibenden Anzahl von Fällen muss der Drucker eingreifen und eine entsprechende Justierung vornehmen.
Gemäß der Erfindung kann bei der Erstellung der Kennlinien für die optimalen Förderparameter von physikalischen, "abstrakten" Größen ausgegangen werden, wie beispielsweise vom Flächengewicht oder der Steifigkeit oder des Formates des Bogens.
Erfindungsgemäß wird vorgesehen, diese Größen völlig beiseite zu lassen und statt dessen ganz konkrete, ergebnisbezogene Größen heranzuziehen, wie
Der Drucker vermag diese Zustände oder Erscheinungen zuverlässig zu beurteilen. Die physikalischen Hintergründe und die von ihm zu bekämpfenden Wirkgrößen kann er dabei völlig außer acht lassen. Die erfindungsgemäße Lehre besteht somit in Folgendem:
Es werden mit den genannten Zuständen oder Ereignissen wie Hochschlagen, Kontaktdublieren, Abschmieren, Flattern charakteristische Verhaltensweisen der Kombination aus physikalischem Parameter, wie Flächengewicht, Steifigkeit, Fliehkraft, und Förderparameter, wie Blaskraft, Luftmenge, Luftdruck systematisch in Versuchen in ihrer Wirkung erfasst. Die Kennlinien werden dann derart abgelegt, dass der Drucker die Ergebnisse von Veränderungen als duale Entscheidungen von mehr (plus) oder weniger (minus) erfassen kann. Er kann somit ohne physikalisches Know-how den Regelkreis in qualifizierter Weise schließen.
Diese typischen und kennzeichnenden Größen könnten entweder für sich alleine oder zusätzlich zu den physikalischen Größen wie Flächengewicht und Steifigkeit genutzt werden. Dies ist günstig in jenem Falle, in welchem eine Vielzahl von Parametern wirkt, die im einzelnen nicht erfasst und ausgewertet werden können.
Beispiel: Der Drucker fertigt Probeabzüge an und stellt hierbei ein Kontaktdoublieren in einem bestimmten Maße an einer bestimmten Stelle fest. Diese Beobachtung teilt er der Maschine mit. Der Maschine ist ein Algorithmus oder eine Kennlinie eigen. Aufgrund dessen veranlasst sie eine entsprechende Korrektur für das betreffende Luftsystem in der Maschine.
Eine solche Vorgehensweise empfiehlt sich vor allem bei Wiederholaufträgen, bei denen eine Jobdatenspeicherung der genannten Art stattfinden kann.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Die in Figur 1 fragmentarisch dargestellte Bogendruckmaschine weist drei Druckwerke I, II und III auf. Die Bogen durchlaufen dabei die Druckwerke in der genannten Reihenfolge.
Jedes Druckwerk umfasst dabei ein Farb- und Feuchtwerk 1, einen Plattenzylinder 2, einen Gummituchzylinder 3 sowie einen Gegendruckzylinder 4.
Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gegendruckzylindern befindet sich eine Transfereinrichtung. Diese umfasst eine Greifeinrichtung 5 mit zwei Greifern 5.1, 5.2, ein gekrümmtes Bogenleitblech 6 sowie eine Anzahl von Blaseinrichtungen 7.
Der einzelne Bogen wird auf seinem Wege durch die genannten Stationen mittels eines Luftleitsystems geführt. So sind beispielsweise im Bereich der Transfereinrichtung Bogenleitbleche 6 angeordnet. In diesen sind Düsen eingearbeitet, die den Bogen durch gezielt austretende Luftströme auf dem Bogenleitblech in einer berührungsfreien Schwebelage transportieren.
Weiterhin sind Blaseinrichtungen 7 angeordnet, die die zu transportierenden Bogen auf dem Druckzylinder glattstreichen, um eine optimale Lage des Bogens beim Bedrucken sicherzustellen.
Es versteht sich, dass weitere Blasdüsen vorgesehen sind, auf die aber hier nicht eingegangen zu werden braucht.
Das in Figur 2 wiedergegebene Diagramm zeigt eine Anzahl von Kennlinien. Dabei bedeutet die Kennlinie "IST-Bedruckstoff' die für einen aktuellen Bedruckstoff ermittelte Kennlinie. Auf der Ordinate ist eine Kenngröße aufgetragen, die sich auf den jeweiligen Lufterzeuger bezieht, im vorliegenden Falle beispielhaft die Größen mbar und U/min. Auf der Abszisse ist die Maschinengeschwindigkeit aufgetragen, ausgedrückt in Druckvorgängen pro Stunde. Auch andere kritische Parameter kommen hierbei in Betracht.
Die Überschriften über dem Diagramm
Lüfterreihe
Schwebeführung
Papierblassystem vor Druckspalt
bezeichnen verschiedene Orte, an denen ein Lufteinsatz notwendig ist.
Figur 3 veranschaulicht das Bedienkonzept der Bogenführung. Links oben ist der Zustand während des Starts veranschaulicht - siehe "Preset". Die einzelnen Parameter sind hierbei vor-eingestellt.
Das in Figur 3 unten veranschaulichte Kuchendiagramm lässt folgendes erkennen: Die Preset-Einstellung deckt in einem angenommenen Falle 80 % aller praktischen Fälle ab. Dies bedeutet, dass in 80 % aller Fälle die ermittelten Basis-Kennlinien - siehe Figur 4- für eine bestimmte Maschinengeschwindigkeit, beispielsweise ausgedrückt in Drucken pro Stunde, die jeweils richtigen Luftparameter anzeigen. Dies bedeutet aber auch, dass es eine Reihe von Fällen gibt, in denen dies nicht zutrifft. Hier muss der Drucker eine Justierung vornehmen. In der Praxis bedeutet dies Folgendes:
Der Drucker geht von der genannten Preset-Einstellung aus und stellt einige Probeabzüge her. Ist das Ergebnis befriedigend, so braucht er keine Justierungen vorzunehmen. Ist es aber nicht völlig befriedigend, beispielsweise deshalb, weil er mit der Fortdruckgeschwindigkeit hochgeht, oder weil sich der spezielle Bedruckstoff anders als erwartet verhält, so nimmt der Drucker eine Justierung vor ("Adjust"-Schritt).
Im Falle des dargestellten Kuchendiagramms wurde unterstellt, dass dies in 10 % aller Fälle notwendig sein wird.
Mit dem Adjust-Schritt werden sämtliche Luftverbraucher korrigiert. Dabei kann dem einzelnen Luftverbraucher befohlen werden, mehr oder weniger Luft zu liefern.
Der Schritt "Tuning" betrifft hingegen das Beeinflussen der Luftverbraucher innerhalb einer Maschine relativ zueinander.
Das in Figur 4 wiedergegebene Diagramm veranschaulicht eine Mehrzahl von Basis-Kennlinien. Dabei ist auf der Ordinate ein Maß für die Nutzung des betreffenden Druckspalt-Blassystems für das Bogenleitblech eines bestimmten Druckwerkes aufgetragen, und auf der Abszisse die Maschinengeschwindigkeit.
Jede Kennlinie bezieht sich auf Bedruckstoffe ganz bestimmter Flächengewichte, ausgedrückt in g/m2.
Somit werden alle Luftverbraucher in der Maschine gemäß einer hinterlegten Kennlinie eingestellt.
Figur 5 veranschaulicht eine ausgewählte Kennlinie beim Schritt Preset. Der Bedruckstoff hat ein Flächengewicht von 90 g/m2. Die Maschinengeschwindigkeit beträgt 12000 Drucke/Stunde. Auf der Ordinate ergibt sich ein Wert von 40 % der Kapazität des Lufterzeugers.
Figur 6 veranschaulicht das Anpassen der ausgewählten Kennlinie, das heißt jener in Figur 5 dargestellten Kennlinie mittels "Adjust", "Tuning", und "Expert".
Die einzelnen genannten Schritte sollen wie folgt erläutert werden:
Aufgrund des Druckergebnisses nimmt der Bediener eine Korrektur der ausgewählten Kennlinie vor, somit jener Kennlinie, die in Figur 5 wiedergegeben ist. Vorteilhafterweise erfolgt diese Korrektur durch Anpassen der jeweiligen Kennlinie sämtlicher Verbraucher (Aktuatoren) in der Maschine. Es kann beispielsweise durch Interpolation zwischen dem IST-Bedruckstoff und der nächstbenachbarten Kennlinie erfolgen.
Der Schritt "Adjust" beeinflusst dabei sämtliche Verbraucher der Maschine in geeigneter Weise.
Das Tuning wird bei einzelnen Druckwerken oder Gruppen von Druckwerken vorgenommen, zum Beispiel bei den Druckwerken 4 bis 8 einer Maschine.
Der Schritt "Expert" wirkt auf einen einzigen oder auf alle gleichartigen Aktuatoren der Maschine (zum Beispiel jeweils auf Bogenleitblech 1 in Druckwerk 1...8).
Der Schritt "Operator" ermöglicht die Eingabe der Solleinstellung des jeweiligen Aktuators ohne Einschalten einer Kennlinie (Kompensation aus). Der Wert wird somit vom Operator direkt eingegeben. Dieser Modus entspricht dem Betreiben einer Maschine mit Drosselstellen.
Figur 7 veranschaulicht das unterschiedliche Anspruchsverhalten verschiedener Verbraucher auf eine bestimmte Korrektur.
Wird über die gesamte Maschine eine Korrektur der Arbeit des Lufterzeugers um ein- und dasselbe Maß ausgeführt, beispielsweise 5 %, durch Betätigen der Plus- oder Minus-Taste, so reagieren die Aktuatoren in Abhängigkeit vom hinterlegten Kennlinienfeld unterschiedlich:
Die Einbindung zum Lösen der Problematik des Bedienereingriffs lässt sich auf unterschiedliche Art und Weise bewerkstelligen:
Eine weitere Größe neben der Maschinengeschwindigkeit - gegebenenfalls die einzige weitere Größe - wird nach einer vorgegebenen Regel (Skalierungsfunktion) in eine Hilfsgröße (0...100%) umgerechnet. Die Bedieneinflussgröße wird sodann hierzu einfach addiert, zum Beispiel 90 g/m2 > 60 %; bei Korrektur 2 % plus > 62 %.
Die Skalierungsfunktion veranschaulicht, welche Auswirkungen das Justieren, das der Drucker vornimmt, bei den verschiedenen Grammaturen hat. Die Skalierungsfunktion trägt somit dem Druckstoffverhalten automatisch Rechnung. Das rechts dargestellte Steuerungsfeld ist das Ergebnis der Skalierungsfunktion.
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