Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Bahnzugkraft und des Schnittregisters einer Rollenrotationsdruckmaschine

Abstract

 Um das Schnittregister einer Bahn in einer Rollenrotationsdruckmaschine und im regelungstechnischen Sinne entkoppelt davon die Bahnzugkraft in einem Bahnabschnitt mit geringem Aufwand zu regeln, werden eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors (5; 6) und die Bahnzugkraft (F) mittels mindestens eines weiteren Sensors (8) erfasst werden, wobei aus der Bildinformation eine für die Abweichung der Lage des Druckbildes gegenüber seiner Sollage bezogen auf den Ort und Zeitpunkt des Schnittes, d.h. insbesondere Teil- und Gesamt-Schnittregisterfehler, ermittelt und damit als Istwerte zur Verfügung stehen und einer Regeleinrichtung (2) zugeführt werden, mittels der der Schnittregisterfehler und die Bahnzugkraft entkoppelt voneinander beeinflusst werden.
Zusätzlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren zum Regeln des Schnittregisters.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Bahnzugkraft und des Schnittregisters einer Rollenrotationsdruckmaschine.

[0002] Bei Rollenrotationsdruckmaschinen ist es bekannt, als Stellglied für die Schnittregisterregelung eine in Linearführungen verfahrbare Stellwalze einzusetzen, mit der die Papierweglänge zwischen zwei Zugeinheiten verändert und damit der Registerfehler korrigiert wird. Derartige Registerwalzen sind beispielsweise in der DE 85 01 065 U1 gezeigt. Die Verstellung erfolgt im Allgemeinen mittels eines elektrischen Schrittmotors. Derartige Vorrichtungen sind mit einem verhältnismäßig großen mechanischen und elektrischen Aufwand behaftet.

[0003] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein genaues Verfahren zur Regelung des Schnittregisters und der Bahnzugkraft zu schaffen.

[0004] Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

[0005] Bedeutungsvoll ist, dass es nun möglich ist, das Schnittregister (Gesamt-Schnittregisterfehler und/oder Teil-Schnittregisterfehler) und die Bahnzugkraft in einem gleichen oder in unterschiedlichen Abschnitten der Druckmaschine gleichzeitig und im regelungstechnischen Sinne entkoppelt voneinander zu regeln, wobei beide Größen unabhängig voneinander vorgegeben werden.

[0006] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung des Schnittregisters wird die Laufzeit der Bahnbildpunkte bei einem konstanten Bahnweg verstellt, während nach dem Stand der Technik eine Bahnlängenänderung bei konstanter Bahngeschwindigkeit vorgenommen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung der Bahnzugkraft wird die Voreilung (Geschwindigkeit) einer nicht druckenden Klemmstelle verändert, wobei beide Eingriffe durch Entkopplungsmaßnahmen eine stabile Gesamtregelung gewährleisten. Dies war bisher beim Stand der Technik nicht möglich.

[0007] Bedeutungsvoll ist, dass zum Regeln des Schnittregisters eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors und die Bahnzugkraft mittels mindestens eines weiteren Sensors erfasst und einer Regeleinrichtung zugeführt werden. Der zu regelnde Teil-Schnittregisterfehler Y^*_1i werden an oder vor einer Klemmstelle i und die zu regelnde Bahnzugkraft F_k-1,k bzw. F_i-1,i an oder vor einer anderen Klemmstelle k oder der gleichen Klemmstelle i, wobei die Klemmstellen nicht druckend sind und jeweils vor dem Messerzylinder (Klemmstelle 4) liegen, gemessen und diese Regelgrößen - die Bahnzugkraft F_k-1,k bzw. F_i-1,i und der Teil-Schnittregisterfehler Y^*_1i - durch geeignete Stellgrößen ν_i-1,i , ν_i , ν_k-1,k , ν_k und zugeordnete Regler im regelungstechnischen Sinne entkoppelt voneinander gemäß entsprechender Sollwerte Y^*_1iw, F_k-1,k,w, F_i-1,i,w eingestellt werden, so dass die Bahnzugkraft ihren Sollwert annimmt, der in einem vorgeschriebenen Bereich liegt, und der Teil-Schnittregisterfehler auf den Sollwert, beispielsweise den Wert Null, korrigiert wird.

[0008] Bevorzugt wird für die Ermittlung der Regelgrößen von Sensoren ausgegangen, es können aber auch Modelle diese Sensoren teilweise oder völlig ersetzen, d.h. die Größen werden in äquivalenter Weise mit Hilfe von mathematischen oder empirischen Modellen geschätzt

[0009] Die Stellgröße für das Schnittregister ist die Voreilung einer nicht druckenden Klemmstelle und die Stellgröße für die Bahnzugkraft ist die Voreilung bzw. Lage der Druckeinheiten, wobei beide Regelungen durch entsprechende Regelkreise realisiert werden, denen die normalen Antriebsregelungen aus Strom-, Drehzahl- und/oder Winkelregelung unterlagert werden. Alternativ ist die Stellgröße für das Schnittregister die Geschwindigkeit ν_k einer Klemmstelle k und die Stellgröße für die Bahnzugkraft die Geschwindigkeit ν_i einer Klemmstelle i, wobei bei Änderung der Geschwindigkeit ν_i dieser Klemmstelle die Kraft F_i,i+1 im nachfolgenden Bahnabschnitt nicht selbstkompensierend sein darf. Dies ist der Fall, wenn in den vorlaufenden Bahnabschnitten ein Feuchte- und/oder Wärmeeintrag auf die Bahn erfolgt. Insbesondere kann hierfür die Voreilung einer Kühleinheit in einer Rollendruckmaschine verwendet werden. Als Stellgröße für die Bahnzugkraft kann auch die von der Tänzerwalzenkraft auf die Bahn ausgeübte Kraft gewählt werden, wobei diese aus dem Druck des zugehörigen Pneumatikzylinders ermittelt, einem Bahnzugkraftregler zugeführt und mit dem Kraftsollwert verglichen wird, wobei die Ausgangsgröße des Reglers entweder unmittelbar die Stellgröße für den Pneumatikzylinder oder der Sollwert F_01w ist, falls ein unterlagerter Regelkreis für die Eingangs-Bahnzugkraft F₀₁ vorhanden ist. Durch diese Kraftanpassung wird immer dafür gesorgt, dass die infolge der Ausregelung einer Störung schnell aufgetretene Kraftänderung zur Registerfehlerkorrektur gegenüber dieser Ausregelung verhältnismäßig langsam abgebaut wird.

[0010] Bedeutungsvoll ist, dass nur alle vor der den Registerfehler steuernden Klemmstelle, z.B. der Wendeeinheit, liegenden Klemmstellen entkoppelnde Voreilungs-Zusatzsollwerte erhalten (Rückwärtsentkopplung) und dass diese Entkopplung für den stabilen Betrieb zwingend ist und/oder dass außerdem auch alle nach der den Registerfehler steuernden Klemmstelle, z.B. der Wendeeinheit, liegenden Klemmstellen entkoppelnde Voreilungs-Zusatzsollwerte erhalten.

[0011] Wichtig ist, dass zur Teilentkopplung in Rückwärtsrichtung die Vorgabe des entkoppelnden Voreilungs-Zusatzsollwertes für die Klemmstelle 2 in Form eines Zusatz-Drehzahlsollwertes durchgeführt wird und für die Klemmstelle 1 in Form eines entsprechenden Zugkraft-Zusatzsollwertes am Eingang des Zugkraftreglers über eine entsprechend modifizierte Übertragungsfunktion des geschlossenen Zugkraftregelkreises oder die Vorgabe des entkoppelnden Voreilungs-Zusatzsollwertes für die Klemmstelle 1 in Form eines entsprechenden Drehzahl-Zusatzsollwertes über Symmetrierfilter durchgeführt wird. Außerdem kann zur Entkopplung in Vorwärtsrichtung über eine Übertragungsfunktion F_x eine Vorsteuerung der Klemmstelle 3 mittels eines entsprechenden Register-Zusatzsollwertes am Eingang des Registerreglers mit Hilfe einer weiteren Übertragungsfunktion oder über ein Symmetrierfilter an den unterlagerten Drehzahlregelkreis dieses Registerregelkreises erfolgen.

[0012] Hervorzuheben ist, dass die Zuordnung von Regelgrößen und Stellgrößen einschließlich aller für diese Konstellation notwendigen entsprechenden Entkopplungs- und Vorsteuermaßnahmen vertauscht werden kann.

[0013] Von Vorteil ist, dass der Schnittregisterfehler unmittelbar vor dem Messerzylinder gemessen und durch einen Registerregler geregelt werden kann, der dem Registerregler der Klemmstelle 3 überlagert wird.

[0014] Die erfindungsgemäße Lösung erfordert kein zusätzliches mechanisches Bahnführungselement. Zur Schnittregisterkorrektur werden vorhandene, nicht druckende Zugeinheiten verwendet, wie z. B. die Kühleinheit, Zugwalzen im Falzaufbau, die Trichterwalze oder weitere im Bahnverlauf zwischen letztem Druckwerk und Messerzylinder liegende Zugeinheiten, die vorzugsweise mittels drehzahlvariablen Einzelantrieben angetrieben sind.

[0015] Die in die Schnittregisterregelstrecke eingehenden Parameter sind weitgehend unabhängig von den Eigenschaften der Rotationsdruckmaschine. Weiterhin lässt sich die Schnittregistergenauigkeit durch das neue Verfahren wesentlich erhöhen.

[0016] Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren zum Regeln des Schnittregisters, deren Klemmstellen 1 bis 4 mit Antriebsmotoren mit zugeordneter Strom-, Drehzahl- und gegebenenfalls Winkelregelung unabhängig voneinander antreibbar sind und bei der das Schnittregister und/oder damit verbundene weitere Registerabweichungen Y

, Y

, Y

an oder vor einem Messerzylinder und/oder an oder vor einer oder mehreren diesem Messerzylinder (Klemmstelle 4) vorgeordneten Klemmstellen i, k, 1 bis 3 über eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors erfassbar sind und die Bahnzugkraft mittels mindestens eines weiteren Sensors erfassbar ist und diese von den Sensoren ermittelten Daten zur Beeinflussung des Schnittregisterfehlers Y₁₄ einer Regel- und/oder Steuerungseinrichtung zur Veränderung von Winkellagen oder Umfangsgeschwindigkeiten ν₁ bis ν₃, ν_i , ν_k der jeweiligen Klemmstelle K_i, K_k , K₁ bis K₃ zuführbar sind.

[0017] Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.

[0018] Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt schematisch:

Fig. 1a:

Klemmstellen-Schema einer Rotationsdruckmaschine mit geregelten Antrieben,

Fig. 1 b:

Mechanisches System mit geregelten Antrieben,

Fig. 2:

Anordnung zum Regeln des Schnittregisters und der Bahnzugkraft,

Fig. 3:

vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf mechanischer Ebene,

Fig. 4:

Teilentkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene mittels Zusatzsollwertes für die Bahnzugkraft (Fall a),

Fig. 5:

Teilentkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene mittels Symmetrierfiltern (Fall b),

Fig. 6:

vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene mit Hilfe von Zusatz-Sollwerten für Bahnzugkraft und Registerfehler (Fall a),

Fig. 7:

vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene mit Hilfe von Symmetrierfiltern (Fall b),

Fig. 8:

vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf mechanischer Ebene,

Fig. 9:

Regelung des Schnittregisterfehlers mit unterlagerten, vollständig entkoppelten Regelkreisen (nach Fall a),

Fig. 10:

Anordnung zum Regeln des Schnittregisters mittels der Voreilung einer Klemmstelle und der Bahnzugkraft mittels der Voreilung der Kühleinheit,

Fig. 11:

vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf mechanischer Ebene nach Fig. 10 und

Fig. 12:

vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene nach Fig. 11.

[0019] Die folgende Funktionsbeschreibung wird an einem Vierwalzensystem nach Fig. 1 a vorgenommen. Es wird darauf hingewiesen, dass bei der realen Druckmaschine an die Stelle einer Klemmstelle 1 (K₁) des Vierwalzensystems beliebig viele Druckeinheiten, also z.B. vier Druckeinheiten einer Rollenoffset-Illustrationsdruckmaschine oder Zeitungsdruckmaschine oder einer anderen Art von Rotationsdruckmaschinen, treten können. Das im Folgenden am Beispiel einer Illustrationsdruckmaschine beschriebene Prinzip der Register- und Bahnzugkraft-Regelung durch zwei voneinander entkoppelte Regelkreise ist auf alle Rotationsdruckmaschinen sinngemäß zu übertragen.

Regelung des Registerfehlers an einer nicht druckenden Klemmstelle vor dem Messerzylinder

1. Funktionserläuterung am Vierwalzensystem

[0020] Das Vierwalzensystem von Fig. 1 a ist eine vereinfachte Form einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere eine Rollenoffsetdruckmaschine. In einer nach der Abwicklungseinrichtung, Klemmstelle 0 (K₀), folgenden Klemmstelle 1 ( K₁ ) sind alle Druckeinheiten zusammengefasst. Zwischen Klemmstelle 0 (K₀) und 1 ( K₁ ) liegt eine Tänzerwalze oder ein Zugkraftregelkreis zur Vorgabe der Bahnzugkraft F₀₁ als abgekürzte Darstellung der Einrichtung zur Einstellung der Bahnzugkräfte nach der Abwickeleinrichtung (K₀) und im Einzugswerk. Klemmstelle 2 ( K₂ ) steht in Falle einer Illustrations-Druckmaschine für die Kühleinheit, dazwischen liegt gegebenenfalls ein Trockner T, Klemmstelle 3 ( K₃ ) steht für die Wendeeinheit und Klemmstelle 4 (K₄) für die Falzeinheit mit dem schnittbestimmenden Messerzylinder. Die Größen ν_i sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Klemmstellen K_i, die durch das Verhalten umschlungener Walzen mit Coulomb'scher Reibung angenähert seien. Bei Rotationsdruckmaschinen wird statt des Begriffes "Geschwindigkeit" der Begriff "Voreilung" verwendet. Die Voreilung W_i,i-1 einer Klemmstelle i (K_i) gegenüber einer Klemmstelle i - 1 ( K_i-1 ) ist gegeben durch den Ausdruck

[0021] Im folgenden Text werden "Geschwindigkeit" und "Voreilung" synonym verwendet. Die Bahnkraft in einem Abschnitt i-1, i wird als F_i-1,i bezeichnet. In z_T sind die Änderungen des Elastizitäts-Moduls und des Querschnitts der einlaufenden Bahn zusammengefasst. Der Registerfehler Y₁₄ am Messerzylinder sei als Gesamt-Schnittregisterfehler oder kurz als Schnittregisterfehler bezeichnet. Ein davor aufgelaufener Registerfehler Y^*_1i, gemessen an einer nicht druckenden Klemmstelle i, wird Teil-Schnittregisterfehler, kurz Teilregisterfehler genannt.

[0022] Das System 1 von Fig. 1 a wird als mechanische Regelstrecke (Block 1a in Fig. 1 b) mit zugehörigen Stellgliedern (geregelte Antriebe in Block 1 b in Fig. 1 b) aufgefasst. Die zwei Regelgrößen sind der Teil-Schnittregisterfehler Y

als Ersatzgröße für den Gesamt-Schnittregisterfehler Y₁₄ und die Bahnzugkraft F₂₃. Stellgrößen sind die Voreilung der Klemmstelle 3 (K₃) und die Voreilung bzw. Lage der Klemmstelle 1. Durch entsprechende Regelkreise sollen diese Größen gemäß eingestellter Sollwerte unabhängig voneinander vorgebbar sein. Der Teil-Registerfehler Y

ist die Abweichung eines festen Bildbezugspunktes, z.B. der Bildkante, an der Klemmstelle 3 ( K₃ ) gegenüber der Lage dieses Punktes an der Klemmstelle 1 ( K₁ ), bezogen auf seine korrekte Lage. Der Schnittregisterfehler Y₁₄ ist der Fehler der Schnittkante an der Klemmstelle 4 (K₄) zum Schnittzeitpunkt gegenüber ihrer Lage an der Klemmstelle 1 (K₁), bezogen auf ihre korrekte Lage.

[0023] Die Stellglieder bilden die geregelten Antriebsmotoren M₁ bis M₄. Die in Fig. 1 a und Fig. 1 b dargestellten Eingangsgrößen x_iw stehen für die Winkelgeschwindigkeits- (Drehzahl-) oder Winkelsollwerte der geregelten Antriebe M₁ bis M₄.

[0024] Der dem System über den Eingang der Klemmstelle 1 (K₁) zugeführte instationäre oder stationäre Massenstrom, gemessen in kgs^-1, wird durch die Umfangsgeschwindigkeit ν₁, der Klemmstelle 1 ( K₁ ) und die Dehnung ε₀₁ bestimmt. Im Falle Hooke'schen Materials ist die Kraft F₀₁ der Dehnung ε₀₁ proportional. Die Kraft F₀₁ wird durch die Anpresskraft einer Tänzer- oder Pendelwalze an die durchlaufende Bahn oder durch einen Zugkraftregelkreis eingestellt, die - dem Lagesollwert bzw. Kraftsollwert entsprechend - unmittelbar oder mittelbar über eine weitere Einrichtung zur Einstellung der Bahnzugkraft - die Umfangsgeschwindigkeit der Klemmstelle 0 (Abwickeleinrichtung) steuern. Nur die Umfangsgeschwindigkeit der Abwickeleinrichtung ist in der Lage, den in das System eingeleiteten Massenstrom stationär zu ändern. Im Folgenden wird angenommen, dass Änderungen von F₀₁ oder von v₁ infolge der dadurch bewirkten Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Abwickeleinrichtung den instationären wie stationären Massenstrom in den ihnen folgenden Bahnabschnitten verändern. Die Umfangsgeschwindigkeiten der übrigen Klemmstellen können - Hooke'sches Material vorausgesetzt - den Massenstrom nicht stationär ändern. Die Umfangsgeschwindigkeiten werden im Folgenden kurz Geschwindigkeiten genannt.

2. Registerregelkreis

[0025] Der Teil-Registerfehler Y

wird, wie Fig. 2 zeigt, mit dem Registerregler 3.1 mit Hilfe der Geschwindigkeit ν₃ der Klemmstelle 3 (K₃) - beispielsweise einer Wendeeinheit - auf den vorgegebenen Sollwert Y

, beispielsweise Y

=0, geregelt. Diesem Registerregelkreis ist der Drehzahlregelkreis 3.2 des der Klemmstelle 3 ( K₃ ) zugeordneten Antriebsmotors M3 unterlagert. Die sehr kleine Ersatzzeitkonstante des dem Drehzahlregelkreis unterlagerten Stromregelkreises ist vernachlässigbar.

3. Zugkraftregelkreis

[0026] Nachdem die Registerregelung über die Voreilung der Klemmstelle 3 (K₃) mit einer Änderung der Bahnzugkraft F₂₃ verbunden ist, ist nicht auszuschließen, dass große Störungen zu kleine oder zu große Bahnspannungen verursachen, die zum Bahnriss führen können. Die Bahnzugkraft F₂₃ muss daher begrenzt werden. Dazu wird sie mit Hilfe eines Zugkraftsensors 8 - beispielsweise als Messwalze ausgeführt - gemessen, dem Vergleichspunkt eines Zugkraftreglers 1.1 zugeführt und mit dem Sollwert F_23w verglichen (siehe Fig. 2). Der Zugkraftregler 1.1 sorgt für die Einhaltung der gewünschten Bahnzugkraft F₂₃ und ermöglicht gleichzeitig ihre papiersortenabhängige Vorgabe durch den Maschinenbediener, der in die Voreilungseinstellung der Klemmstelle 3 ( K₃ ) nicht mehr eingreifen muss. Der Zugkraftregler 1.1 gibt den Winkelsollwert α_1w für die virtuelle Leitwelle, also den gemeinsamen Sollwert für die Winkelregelkreise aller Druckeinheiten und des Messerzylinders (K₄) vor. Jeder Winkelregelkreis besteht aus einem Winkelregler, dem unterlagerten Drehzahlregelkreis einschließlich Stromregelkreis (zusammengefasst in dem Block 1.2).

4. Kopplungen zwischen den Regelgrößen

[0027] Die beiden Regelgrößen, nämlich der Teil-Registerfehler Y

und die Zugkraft F₂₃, sind durch die Struktur der Regelstrecke abhängig voneinander, d.h. miteinander verkoppelt. Wird z.B. eine Sollwertänderung F_23w vorgenommen, so ist der Eingriff des Zugkraftreglers 1.1 mit einer Lageänderung der Druckeinheiten verbunden und ruft einen Teil-Registerfehler Y

hervor. Der Registerregelkreis (Regler 3.1) versucht nun, diesen Fehler Y

durch eine Geschwindigkeitsänderung ν₃ wieder auf den Sollwert Y

, beispielsweise Wert 0, zurückzuführen, wodurch aber die Kraft F₂₃ geändert wird, somit wieder der Zugkraftregelkreis anspricht, usw. Damit kann das gesamte System instabil werden (vgl. Fig. 2).

5. Prinzip der Entkopplung

[0028] Das Prinzip der Entkopplung wird an Fig. 3 erläutert. Ohne jede Entkopplungsmaßnahme hängt der Teil-Registerfehler Y

wie auch die Zugkraft F₂₃ von beiden Stellgrößen, nämlich den Geschwindigkeitsänderungen ν₁ und ν₃ ab. Das Ziel besteht darin, Y

allein von ν₃ und F₂₃ allein von ν₁ abhängig zu machen.

5.1 Entkopplungsverfahren I (Teilentkopplung)

[0029] Die erste Maßnahme besteht darin, die Geschwindigkeit ν₃ zu ν₂ zu addieren, also jede Bewegung der Klemmstelle 3 (K₃) auch der Klemmstelle 2 (K₂) mitzuteilen. Dadurch wird erreicht, dass die Korrektur von Y

mit Hilfe von ν₃ nicht mehr zu einer Änderung von F₂₃ führt, also Y

nicht mehr von F₂₃ abhängt. Aber ν₃ beeinflusst nun auch F₁₂. Die zweite Maßnahme besteht daher darin, die Geschwindigkeit ν₃ auch zu ν₁ zu addieren. Dadurch wird die Rückwirkung von ν₃ auf F₁₂ unterbunden. Die Klemmstellen 1 (K₁) und 2 (K₂) führen also dieselbe Bewegung wie die Klemmstelle 3 (K₃) aus. Damit wird F₂₃ nur noch von ν₁ beeinflusst. Das Verfahren arbeitet mit dieser Teilentkopplung bereits stabil.

5.2 Entkopplungsverfahren II (vollständige Entkopplung)

[0030] Der Teil-Registerfehler Y

ist beim Entkopplungsverfahren I außer von ν₃, seiner gewünschten Steuergröße, immer noch von ν₁ abhängig. Diese Abhängigkeit wird dadurch getilgt, dass ν₁ über die berechenbare Übertragungsfunktion F_x geführt und deren Ausgangssignal x von ν₃ subtrahiert wird. Diese Vorsteuerung wird auch bei ν₄ vorgenommen und kann wahlweise auch bei ν₂ erfolgen (gestrichelt dargestellt in Fig. 3). Jetzt ist Y

allein von ν₃ abhängig. Damit ist das oben formulierte Regelziel erreicht. Auch dieses Verfahren arbeitet in der beschriebenen Form stabil.

6. Realisierung der Entkopplung

[0031] Die vier in Fig. 3 beschriebenen Signal-Additionen und -Subtraktionen sind auf der mechanischen Seite der Anlage gezeichnet worden. Sie müssen in der realen Anlage innerhalb der Regelungen, also auf elektronischer Ebene, realisiert werden, da sie in die Mechanik nicht eingeführt werden können.

6.1 Entkopplungsverfahren I

[0032] Die Addition von ν₃ mit ν₂ erfolgt in Form eines Winkelgeschwindigkeits-Zusatzsollwertes am Eingang des Drehzahlregelkreises 2.2, wie Fig. 4 zeigt. Die Addition von ν₃ zu ν₁ wird in einem Fall a) in Form eines Zusatzsollwertes am Eingang des Zügkraftreglers 1.1 realisiert. Dazu ist die Übertragungsfunktion 1.3 des reziproken geschlossenen Zugkraftregelkreises notwendig. Die Addition kann aber auch in einem Fall b) zum Sollwert ω_1w addiert werden, wie Fig. 5 zeigt. In diesem Fall sind zwei Symmetrierfilter 1.4 und 1.5, vgl. [Bra 96], vorzusehen, die verhindern, dass der Winkelregler 1.6 und der Zugkraftregler 1.1 auf dieses Vorsteuersignal in kompensierender Weise reagieren. Das Vorsteuersignal wird auf Grund dieser Maßnahme nicht als Störung interpretiert.

6.2 Entkopplungsverfahren II

[0033] Das Ausgangssignal x der Übertragungsfunktion F_x (Block 1.7 in Fig. 6) wird in einem Fall a) als Zusatzsollwert am Eingang des Registerreglers 3.1 realisiert. Dazu ist die Übertragungsfunktion 3.3 notwendig. Das Ausgangssignal x der Übertragungsfunktion F_x wird außerdem über den Anpassungsblock 4.1 vom Winkelsollwert α_4w subtrahiert. In einem Fall b) nach Fig. 7 wird die Aufschaltung an den Eingängen der Blöcke 3.2 und 4.2 vorgenommen. In diesem Falle sind die Symmetrierfilter 3.4 und 4.3 notwendig.

7. Vertauschen der Stellgrößen

[0034] Wurde bei der oben erläuterten Regelung die Zugkraft F₂₃ durch die Voreilung bzw. Geschwindigkeit ν₁ der Klemmstelle 1 ( K₁ ) und der Teil-Registerfehler Y^*₁₃ durch die Geschwindigkeit ν₃ der Klemmstelle 3 ( K₃ ) geregelt, so kann dies auch spiegelbildlich vertauscht erfolgen: Die Zugkraft F₂₃ wird durch die Geschwindigkeit ν₃ der Klemmstelle 3 ( K₃ ) und der Registerfehler durch die Voreilung bzw. den Winkel von Klemmstelle 1 ( K₁ ) geregelt. Bei Teilentkopplung lassen sich die Übertragungsfunktionen F_x1 und F_x2 berechnen (vgl. Fig. 8). Es ergibt sich für die Übertragungsfunktion F_x1 ein Integralglied 1.8 und für die Übertragungsfunktion F_x2 ein DT1-Glied (Diffenzier-Verzögerungs-Glied erster Ordnung) 3.5. Für die Inbetriebnahme macht ein offener Integrator 1.8 Schwierigkeiten, da die Integrationszeitkönstänte öft wegen der nicht genügend genau bekannten Streckendaten nur näherungsweise berechenbar ist und die Regelungen instabil werden. Daher wird der Integrator 1.8 durch ein PT1-Glied (Proportional-Verzögerungs-Glied erster Ordnung) ersetzt:

[0035] In dieser Gleichung ist T_l die Integrationszeitkonstante. Das DT1-Glied in der Übertragungsfunktion F_x2 kann wegen Oberschwingungen in den Messsignalen evtl. ungünstig sein. Daher wird diese Regelungsvariante nur in besonderen Fällen von Wert sein. Die Vorwärtsentkopplung wird mit Hilfe des Blockes 1.9 ähnlich wie in Fig. 3 vorgenommen, womit eine vollständige Entkopplung resultiert.

[0036] Die beschriebene Zweigrößen-Regelstrecke kann alternativ auch nach der Methode der sog. vollständigen Reihenentkopplung [Föl 88] entkoppelt werden. Auch dabei sind zwei Entkopplungsverfahren, wie oben dargestellt, möglich, und die Entkopplung ergibt sich in ähnlicher Weise.

8. Varianten

[0037] Als Stellgrößen für die Bahnzugkraft in einem Bahnabschnitt kommt sowohl die Klemmstelle 1 (Druckeinheiten) als auch die Bahnzugkraft F₀₁ in Frage, beide wegen ihrer Eigenschaft, den in das System eingeleiteten instationären und stationären Massenstrom dadurch zu verändern, dass sie unmittelbar oder über weitere vorgeschaltete Einrichtungen zur Bahnkrafteinstellung die Umfangsgeschwindigkeit des Abwicklers verändern.

[0038] Im Falle der Kraft F₀₁ wird die Anpresskraft der Tänzer- oder Pendelwalze z.B. als Stellgröße für die Bahnzugkraft F_i-1,i im gewünschten Abschnitt i-1,i gewählt. Dabei wird die Anpresskraft 2F₀₁ der Tänzerwalze nachgestellt, z.B. über den Druck im - hier nicht näher-dargestellten - zugehörigen Pneumatik-Zylinder über einen entsprechenden Druckregelkreis. Das Tänzer- oder Pendelwalzensystem ist für den notwendigen Datenaustausch mit Kommunikationsschnittstellen auszurüsten.

[0039] Im Falle der Klemmstelle 1 (Druckeinheiten) wird die Geschwindigkeit ν₁ der Druckeinheiten verändert, wobei diese Änderung auch dem Lagesollwert des Messerzylinders (K₄) und eventuell weiterer Klemmstellen mitgeteilt wird.

9. Selbstkompensation einer Kraft

[0040] Wird für die Regelung einer Kraft F_i,i+1 die Geschwindigkeit einer der angrenzenden Klemmstellen i oder i,i+1 (K_i oder K_i,i+1) gewählt, so ist die Eigenschaft der sog. Selbstkompensation der Kraft F_i,i+1 zu beachten. Im Falle einer Änderung von ν_i+1 ändert sich die Kraft F_i,i+1 bleibend, ist also durch ν_i+1 vollständig steuerbar. Im Falle einer Änderung von ν_i hingegen ändert sich die Kraft F_i,i+1 im Falle vom rein elastischem Bahnmaterial (Hook'schem Material) nur vorübergehend, d.h. nicht bleibend. Daher ist die Kraft F_i,i+1 durch ν_i nicht vollständig steuerbar. Um dennoch auch ν_i als Stellgröße verwenden zu können, darf eine solche Eigenschaft der Selbstkompensation nicht vorliegen. Bei Eintrag von Farbe und/oder Feuchtigkeit beim Bedruckvorgang und/oder bei Eintrag von Wärme, z.B. mittels eines Trockners in einem der Abschnitte vor der Klemmstelle i (K_i), geht die Eigenschaft der Selbstkompensation verloren, und auch F_i,i+1 ändert sich bleibend. In diesem Fall ist auch ν_i als Stellgröße in einem Zugkraftregelkreis verwendbar.

[0041] Ist der Klemmstelle 2 (K₂), beispielsweise im Falle einer Illustrationsdruckmaschine, ein Trockner T vorgeschaltet, so kann die Geschwindigkeit ν₂ als Stellgröße für die Kraft F_i-1,i in einem Zugkraftregelkreis (Regler 2.1) verwendet werden, wobei dieser der Antriebsregelung 2.2 überlagert wird. Der Zügkräftregelkreis arbeitet dann beispielsweise mit einem Registerregelkreis (Regler i.3) für Y^*_1i in entkoppelter Form zusammen. Alternativ könnte beispielsweise die Kraft F₂₃ geregelt werden.

[0042] Durch die Wahl einer Geschwindigkeit ν_i als Stellgröße für die Regelung der Bahnzugkraft F_i-1,i wird diese Kraft bleibend verändert, alle folgenden Bahnzugskräfte nur vorübergehend, falls F_i,i+1 selbstkompensierend ist. Durch die Wahl einer Geschwindigkeit ν_i-1 als Stellgröße für die Regelung der Bahnzugkraft F_i-1,i werden diese und alle folgenden Kräfte bleibend verändert, falls F_i-1,i , wie oben beschrieben, nicht selbstkompensierend ist.

[0043] Es ist zu beachten, dass es möglich wäre, die Kraft F_i-1,i dadurch bleibend zu verändern, dass mit der Geschwindigkeit ν_i-1 die Kraft F_i-2,i-1 geändert und ν_i mitgeführt würde, so dass ν_i = ν_i-1 wäre. Dann steht jedoch ν_i nicht mehr als unabhängige Stellgröße für Y

zur Verfügung. Die Verfügbarkeit zweier unabhängiger Stellgrößen ist aber ausschlaggebend für die entkoppelte Vorgabe der beiden Regelgrößen, also F_i-1,i und Y

.

[0044] Als Stellgröße für die Bahnzugkraft kann statt der Klemmstelle 1 (Druckeinheiten) auch eine andere Klemmstelle gewählt werden.

[0045] Eine erste Möglichkeit besteht darin, die Anpresskraft der Tänzerwalze als Stellgröße für die Bahnzugkraft im gewünschten Abschnitt, beispielsweise die Bahnzugkraft F₂₃ im gewünschten Abschnitt 2-3, zu wählen. Dabei wird die Anpresskraft 2F₀₁ (vgl. Fig. 1a) der - nicht näher dargestellten - Tänzerwalze nachgestellt, z.B. über den Druck im zugehörigen Pneumatik-Zylinder über einen entsprechenden Druckregelkreis. Das Tänzerwalzensystem ist für den notwendigen Datenaustausch mit Kommunikationsschnittstellen auszurüsten. An die Stelle der Tänzerwalze kann auch ein Bahnzugkraftregelkreis treten.

[0046] Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Geschwindigkeit einer Klemmstelle zu nutzen, die bestimmte Voraussetzungen erfüllen muss, wie sie im Folgenden erklärt sind. Bei Änderung der Geschwindigkeit ν_i einer Klemmstelle i (K_i ), die zwischen zwei Klemmstellen K_i-1 und K_i+1 liegt, deren Geschwindigkeiten ν_i-1 und ν_i+1 konstant sind, ändert sich die Kraft F_i-1,i bleibend, dagegen die Kraft F_i,i+1 nur vorübergehend, d.h. nicht bleibend. Diese Eigenschaft wird als Selbstkompensation der Kraft F_i,i+1 bezeichnet und liegt bei rein elastischem Bahnmaterial vor. Unter diesen Bedingungen ist die Kraft F_i,i+1 nicht vollständig steuerbar. Bei Eintrag von Farbe und/oder Feuchtigkeit beim Bedruckvorgang und/oder bei Eintrag von Wärme, z.B. mittels eines vor der Klemmstelle i (K_i) liegenden Trockners, geht die Eigenschaft der Selbstkompensation verloren, und auch F_i,i+1 ändert sich bleibend. Die Geschwindigkeit ν_i, der Klemmstelle i ( K_i ) kann unter dieser Voraussetzung als Stellgröße für die Einstellung einer Bahnzugkraft dienen. Ist z.B. nach Fig. 1 a der Klemmstelle 2 ( K₂ ) im Falle einer Illustrationsdruckmaschine ein Trockner vorgeschaltet, so kann F₂₃ durch einen Zugkraftregelkreis mit Hilfe von ν₂ geregelt werden und arbeitet dann, wie oben beschrieben, mit dem Registerregelkreis für Y

in entkoppelter Form zusammen.

Regelung des Registerfehlers am Messerzylinder

[0047] Die kombinierte Schnittregister-Bahnzugkraftregelung einer Rollen-Rotationsdruckmaschine nach obiger Beschreibung, wie sie z.B. in Fig. 6 dargestellt ist, ist in der Lage, einerseits den Teil-Registerfehler Y

gemäß dem vorgegebenen Sollwert Y

, beispielsweise Y

= 0, und davon entkoppelt die Bahnzugkraft F₂₃ gemäß dem Sollwert F_23w dynamisch schnell zu kontrollieren. Alle, z.B. durch einen Rollenwechsel verursachten, einlaufenden Störungen werden dadurch bereits weit vor dem Messerzylinder erkannt und können an diesem Ort ausgeregelt werden. Der Fehler am Ort des Schnittes wird dadurch zwar klein gehalten, aber im weiteren Laufe der Bahn - meistens in Form von mehreren Teilbahnen - bis zum Ort des Schnittes treten weitere Störquellen auf, die einen Schnittregisterfehler verursachen. Daher wird der Schnittregisterfehler, im Vierwalzensystem als Y₁₄ bezeichnet, durch einen weiteren Sensor 5 unmittelbar vor dem Messerzylinder K₄ gemessen und einem weiteren Registerregler 3.6 zugeführt, wie Fig. 9 für den Fall a) der vollständigen Entkopplung zeigt. Dieser liefert nun den Sollwert Y

, der sich infolge der Vorgabe Y_14w im allgemeinen ändern wird. Der jetzt unterlagerte Regelkreis für Y

sorgt dafür, dass der Regler 4.5 für Y₁₄ im wesentlichen nur die nach der Klemmstelle 3 auftretenden Störungen ausregeln muss. Der überlagerte Registerregelkreis ist in der Lage, mit allen unter Punkt 1 beschriebenen Regelungsvarianten zusammenarbeiten.
Der Fall des mehrbahnigen Betriebes wird in der parallelen Patentanmeldung PB04640 beschrieben.

[0048] In der parallelen Patentanmeldung PB04637 wird die Regelung des Teil-Schnittregisterfehlers mittels Voreilung einer nicht druckenden Klemmstelle offenbart. Weiterhin wird in dieser parallelen Patentanmeldung PB04637 die Aufschaltung des am Messerzylinder gemessenen Gesamt-Registerfehlers auf den Regelkreis für diesen Teil-Schnittregisterfehler offenbart. Außerdem wird die Regelung der Lage bzw. Geschwindigkeit eines Messerzylinders zur Korrektur des Gesamt-Registerfehlers in der PB04637 offenbart.

[0049] An die Stelle der im Abschnitt "Regelung des Registerfehlers an einer nicht druckenden Klemmstelle vor dem Messerzylinder" unter Punkt 3 Zugkraftregelkreis beschriebenen Zugkraftregelung mit Hilfe der Druckeinheiten kann die Winkelgeschwindigkeit der Kühleinheit treten, wie nachfolgend beschrieben wird.

Zugkraftregelkreis

[0050] Nachdem die Registerregelung über die Voreilung der Klemmstelle 3 (K₃) mit einer Änderung der Bahnzugkraft F₂₃ verbunden ist, ist nicht auszuschließen, dass große Störungen zu kleine oder zu große Bahnspannungen verursachen, die zum Bahnriss führen können. Die Bahnzugkraft F₂₃ muss daher begrenzt werden. Dazu wird sie mit Hilfe eines Zugkraftsensors 8 - beispielsweise als Messwalze ausgeführt - gemessen, dem Vergleichspunkt eines Zugkraftreglers 2.1 zugeführt und mit dem Sollwert F_23w verglichen (siehe Fig. 10). Der Zugkraftregler 2.1 sorgt für die Einhaltung der gewünschten Bahnzugkraft F₂₃ und ermöglicht gleichzeitig ihre papiersortenabhängige Vorgabe durch den Maschinenbediener, der in die Voreilungseinstellung der Klemmstelle 3 (K₃) nicht mehr eingreifen muss. Der Zugkraftregler 2.1 gibt den Winkelgeschwindigkeitssollwert ω_2w, also die Voreilung der Kühleinheit vor.

[0051] Die Verwendung der Voreilung der Kühleinheit als Stellgröße für die Kraft F₂₃ ist dadurch möglich, dass bei Verstellung der Winkelgeschwindigkeit ω₂ die Kraft F₂₃ nicht selbstkompensierend ist. Dies ist auf die Änderung der Papiereigenschaften infolge des Eintrags von Feuchte und Wärme durch die Druckeinheiten und die Trockenstrecke zurückzuführen

Kopplungen zwischen den Regelgrößen

[0052] Die beiden Regelgrößen, nämlich der Teil-Schnittregisterfehler Y

und die Zugkraft F₂₃, sind durch die Struktur der Regelstrecke abhängig voneinander, d.h. miteinander verkoppelt. Wird z.B. eine Sollwertänderung F_23w vorgenommen, so ruft der Eingriff des Zugkraftreglers 2.1 einen Teil-Schnittregisterfehler Y

hervor. Der Registerregelkreis (Regler 3.1) versucht nun, diesen Fehler Y

durch eine Geschwindigkeitsänderung ν₃ wieder auf den Sollwert Y

, beispielsweise den Wert 0, zurückzuführen, wodurch aber die Kraft F₂₃ geändert wird, somit wieder der Zugkraftregelkreis anspricht, usw. (vgl. Fig. 10). Damit kann das gesamte System instabil werden.

Entkopplung

[0053] Infolge der durch Feuchte- und Wärmeeintrag geänderten Papiereigenschaften ist bei Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω₂ die Änderung der Bahnzugkraft F₁₂ so klein, dass ihre Auswirkung auf die in Transportrichtung folgenden Bahnabschnitte vernachlässigbar ist. Mit dieser Vernachlässigung lassen sich einfache Entkopplungsalgorithmen herleiten. Eine Entkopplung auf der mechanischen Ebene, gekennzeichnet durch den Block 2.8 in Vorwärtsrichtung und den Block 3.8 in Rückwärtsrichtung, ist in Fig. 11 dargestellt. Die Blöcke 2.7 und 3.7 stellen die Ersatzübertragungsfunktionen der geschlossenen Drehzahlregelkreise der Klemmstellen 2 (K2) und 3 (K3) dar. Da eine solche Entkopplung auf der mechanischen Ebene nicht möglich ist, erfolgt diese auf der Ebene der elektronischen Antriebsregelungen, wie Fig. 12 durch die Blöcke 2.9 und 3.9 angedeutet ist. Das Ziel besteht darin, Y

allein von ν₃ und F₂₃ allein von ν₁ abhängig zu machen.
Der Zugkraftregler 2.1 und der Registerregler 3.1 können beispielsweise als PI-Regler ausgelegt werden. Dann ist gewährleistet, dass beide Regelkreise dynamisch weitgehend unbeeinflusst voneinander arbeiten und die vorgegebenen Sollwerte für die Kraft F₂₃ und den Registerfehler Y

ohne stationären Fehler angenommen werden.

[0054] Die oben beschriebenen Maßnahmen zur Schnittregisterregelung sollen sich nicht nur auf die Anwendung bei Offset-Rollenrotationsdruckmaschinen beziehen, sondern können bei allen anderen Druckverfahren, Bedruckstoffen und Druckmaschinen in äquivalenter Weise angewandt werden, insbesondere bei Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Textildruck, Foliendruck, Metalldruck, Etikettendruckmaschinen, Textildruckmaschinen, Foliendruckmaschinen, Illustrations- und Zeitungsdruckmaschinen usw.

Bezugszeichenliste

[0055] 

1

Mechanische Regelstrecke mit geregelten Antrieben

1 a

Mechanisches System (Regelstrecke)

1 b

Geregelte Antriebe

1.1

Zugkraftregler

1.2

Antriebsmotor mit Drehzahlregelkreis/Winkelregelkreis einschließlich Stromregelkreis

1.3

Übertragungsfunktion (Zusatzsollwert für Bahnzugkraft)

1.4

Symmetrierfilter

1.5

Symmetrierfilter

1.6

Winkelregler

1.7

Übertragungsfunktion (Entkopplung)

1.8

Integralglied

1.9

Übertragungsfunktion (Entkopplung)

2

Regeleinrichtung

2.2

Antriebsmotor mit Stromregelkreis

2.7

Ersatzfunktion des geschlossenen Drehzahlregelkreises

2.8

Algorithmus für Vorwärtsentkopplung

2.9

Algorithmus für Vorwärtsentkopplung

3 3.1

Registerregler

3.2

Antriebsmotor mit Stromregelkreis

3.3

Übertragungsfunktion (Entkopplung)

3.4

Symmetrierfilter

3.5

DT1-Glied

3.6

Schnittregister-Regler

3.7

Ersatzfunktion des geschlossenen Drehzahlregelkreises

3.8

Algorithmus für Rückwärtsentkopplung

3.9

Algorithmus für Rückwärtsentkopplung

4 4.1

Übertragungsfunktion (Entkopplung)

4.2

Antriebsmotor mit Drehzahlregelkreis/Winkelregelkreis einschließlich Stromregelkreis

4.3

Symmetrierfilter

4.4

Winkelregler

5

Sensor für Schnittregisterfehler

6

Sensor für Registerfehler

8

Sensor für Bahnzugkraft

K₀

Klemmstelle 0

K₁

Klemmstelle 1

K₂

Klemmstelle 2

K₃

Klemmstelle 3

K₄

Klemmstelle 4

K_i

Klemmstelle i

K_k

Klemmstelle k

F_ij

Bahnzugkraft im Abschnitt i-j

F₀₁

Eingangs-Bahnzugkraft

F_01W

Bahnzugkraft-Sollwert

F₂₃

Bahnzugkraft zwischen K2 und K3

F₃₄

Bahnzugkraft zwischen K3 und K4

F_23W

Bahnzugkraft-Sollwert

X_iw

Eingangsgröße

V

Bahngeschwindigkeit

V_i

Umfangsgeschwindigkeit der Klemmstelle i

ω_i

Winkelgeschwindigkeit / Drehzahl der Klemmstelle i

ω_iw

Winkelgeschwindigkeits-Sollwert

α_i

Winkel der Klemmstelle i

α_iw

Winkelsollwert / Lagesollwert der Klemmstelle i

Y₁₃^*

Teil-(Schnitt-)Registerfehler zwischen K1 und K3

Y_13w*

Register-Sollwert

Y₁₄

(Gesamt-)Schnittregisterfehler

Y_14W

Sollwert

R_P

Druckregler

R_F

Zugkraftregler

R_Y

Registerregler

T

Trockner

M_i

Antriebsmotor für Klemmstelle i mit zugehöriger Regelung

p

Druck des Pneumatikzylinders

Z_T

Änderungen des Querschnitts und des E-Moduls

i_2W

Sollwert des drehmomentbildenden Stroms für Antrieb 2

i_3W

Sollwert des drehmomentbildenden Stroms für Antrieb 3

Literatur

[0056] [Föl 88] Föllinger, O.: Regelungstechnik. Heidelberg: Hüthig-Verlag 1988

[0057] [Bra 96] Brandenburg, G.; Papiernik, W.: Feedforward and feedback strategies applying the principle of input balancing for minimal errors in CNC machine tools. Proc. 4^th Int. Workshop on Advanced Motion Control, AMC '96-MIE, Vol. 2, pp. 612-618

Ansprüche

1. Verfahren zum Regeln des Schnittregisters einer Rotationsdruckmaschine, bei der zum Regeln des Schnittregisters eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors (5; 6) und die Bahnzugkraft (F) mittels mindestens eines weiteren Sensors (8) erfasst werden, wobei aus der Bildinformation eine für die Abweichung der Lage des Druckbildes gegenüber seiner Solllage bezogen auf den Ort und Zeitpunkt des Schnittes, d.h. insbesondere Teil- und Gesamt-Schnittregisterfehler, ermittelt werden und damit als Istwerte zur Verfügung stehen und einer Regeleinrichtung (2) zugeführt werden, mittels der der Schnittregisterfehler und die Bahnzugkraft entkoppelt voneinander beeinflusst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zu regelnder Teil-Schnittregisterfehler (Y*_1i) an oder vor einer Klemmstelle (K_i ) und mindestens eine zu regelnde Bahnzugkraft (F_k-1,k) bzw. (F_i-1,i) an oder vor einer anderen Klemmstelle (K_k) oder der gleichen Klemmstelle ( K_i ) gemessen werden, wobei die Klemmstellen ( K_i, K_k ) nicht druckend sind und jeweils vor dem Messerzylinder (K₄) liegen, und dass diese Regelgrößen - die Bahnzugkraft (F_k-1,k bzw. (F_i-1,i ) und der Schnittregisterfehler (Y^*_1i) - durch Stellgrößen (ν_i-1,i, ν_i , ν_k-1,k , ν_k, F₀₁) und zugeordnete Regler (1.1; 3.1) auf gewünschte Sollwerte (Y^*_1iw, F_k-1,k,w F_i-1,i,w) eingestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für das Schnittregister die Voreilung einer nicht druckenden Klemmstelle ist und die Stellgröße für die Bahnzugkraft die Voreilung bzw. Lage der Druckeinheiten, wobei beide Regelungen durch entsprechende Regelkreise realisiert werden, denen die normalen Antriebsregelungen aus Strom-, Drehzahl- und/oder Winkelregelung unterlagert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgröße die den stationären und instationären in das System eingeleiteten Massenstrom bestimmende Umfangsgeschwindigkeit der Abwickeleinrichtung verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit mittels mindestens eines Messwertes für eine Bahnzugkraft, Bahnspannung oder Bahndehnung beeinflusst wird, insbesondere durch die Lage einer mit der Kraft F₀₁ auf die Bahn wirkenden Tänzer- oder Pendelwalze, oder mittels eines die Kraft F₀₁ regelnden Bahnzugkraftregelkreises.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für den Teil-Registerfehler (Y

) die Geschwindigkeit (ν_k) einer Klemmstelle (K_k) und die Stellgröße für die Bahnzugkraft (F_i-1,i) in einem davor liegenden Bahnabschnitt die Geschwindigkeit (ν_i) einer davor liegenden Klemmstelle (K_i, i < k - 1) ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für den Teil-Registerfehler (Y

) die Geschwindigkeit (ν_k) einer Klemmstelle (K_k) und die Stellgröße für die Bahnzugkraft (F_k-1,k) in dem selben Bahnabschnitt die Geschwindigkeit (ν_i) einer davor liegenden Klemmstelle (K_i, i < k -1) ist, wobei bei Änderung der Geschwindigkeit (ν_i) dieser Klemmstelle die Kraft (F_i,i+1) im nachfolgenden Bahnabschnitt nicht selbstkompensierend sein darf.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für den Teil-Registerfehler (Y

) die Geschwindigkeit (ν_k) einer Klemmstelle (K_k) und die Stellgröße für die Bahnzugkraft (F_k-1,k) in dem selben Bahnabschnitt insbesondere die Geschwindigkeit (ν_k-1) der davor liegenden Klemmstelle (K_k-1) ist, wobei bei Änderung der Geschwindigkeit (ν_k-1) dieser Klemmstelle die Kraft (F_k-1,k), nicht selbstkompensierend sein darf.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für den Teil-Registerfehler Y

die Geschwindigkeit (ν_k) einer Klemmstelle (K_k) und die Stellgröße für die Bahnzugkraft ( F_m-1,m ) in einem danach liegenden Bahnabschnitt die Geschwindigkeit (ν_m) einer Klemmstelle ( K_m, m ≥ k + 1) ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der den Registerfehler steuernden Klemmstelle, z.B. der Wendeeinheit, liegenden Klemmstellen entkoppelnde Voreilungs-Zusatzsollwerte erhalten (Rückwärtsentkopplung) und dass diese Entkopplung für den stabilen Betrieb zwingend ist und/oder dass außerdem auch alle nach der den Registerfehler steuernden Klemmstelle, z.B. der Wendeeinheit, liegenden Klemmstellen entkoppelnde Voreilungs-Zusatzsollwerte erhalten (Vorwärtsentkopplung).

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Teilentkopplung in Rückwärtsrichtung die Vorgabe des entkoppelnden Voreilungs-Zusätzsottwertes für die Klemmstelle 2 in Form eines Zusatz-Drehzahlsollwertes durchgeführt wird und für die Klemmstelle 1 in Form eines entsprechenden Zugkraft-Zusatzsollwertes am Eingang des Zugkraftreglers über eine entsprechend modifizierte Übertragungsfunktion des geschlossenen Zugkraftregelkreises oder die Vorgabe des entkoppelnden Voreilungs-Zusatzsollwertes für die Klemmstelle 1 in Form eines entsprechenden Drehzahl-Zusatzsollwertes über Symmetrierfilter durchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entkopplung in Vorwärtsrichtung mit dem Ausgangssignal (x) einer Übertragungsfunktion F_x (1.7) eine Vorsteuerung der Klemmstelle 3 (K₃) entweder mittels eines entsprechenden Register-Zusatzsollwertes am Eingang des Registerreglers mit Hilfe einer weiteren Übertragungsfunktion (3.3) oder unter Verwendung eines Symmetrierfilters (3.4) an den unterlagerten Drehzahlregelkreis dieses Registerregelkreises erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmstelle 4 (K₄) der Klemmstelle 1 (K₁) nachgeführt wird, wobei das Ausgangssignal (x) der Übertragungsfunktion F_x (1.7) mit Hilfe einer Übertragungsfunktion (4.1) als Zusatz-Winkelsollwert auf den Winkelregler (4.4) der Klemmstelle 4 (K₄) geführt wird oder die Nachführung unter Verwendung eines Symmetrierfilters (4.3) als Drehzahl-Zusatzsollwert am unterlagerten Drehzahlregelkreis (4.2) der Klemmstelle 4 (K₄) erfolgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung von Regelgrößen und Stellgrößen einschließlich aller für diese Konstellation notwendigen entsprechenden Entkopplungs- und Vorsteuermaßnahmen vertauscht wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittregisterfehler unmittelbar vor dem Messerzylinder gemessen und durch einen Registerregler geregelt wird, der dem Registerregler der Klemmstelle 3 ( K₃ ) überlagert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnzugkraft ihren Sollwert annimmt, der in einem vorgeschriebenen Bereich liegt und der Schnittregisterfehler auf seinen Sollwert, insbesondere auf den Wert Null, korrigiert wird.

17. Verfahren zur Regelung des Schnittregisterfehlers einer Rotationsdruckmaschine, wobei mindestens eine Bahnzugkraft (F_k-1,k) bzw. (F_i-1,i), mindestens ein Teil-Schnittregisterfehler (Y*_1i, Y

) und der Gesamt-Schnittregisterfehler (Y

) Regelgrößen sind und diese durch geeignete Stellgrößen, nämlich Geschwindigkeiten und/oder Winkellagen von nicht druckenden und/oder druckenden Klemmstellen (ν_i-1,i, ν_i , ν_k-1,k, ν_k, ν₁ , ν₄), mit Hilfe von Regelkreisen mittels zugeordneter Regler (1.1; 3.1) entkoppelt voneinander anhand entsprechender Sollwerte (Y

, Y

, F_k-1,k,w, F_i-1,i,w) eingestellt werden, so dass jede der Regelgrößen, also mindestens eine Bahnzugkraft und mindestens ein Teil-Schnittregisterfehler oder der Gesamt-Schnittregisterfehler, ihren Sollwert annimmt, der in einem vorgeschriebenen Bereich liegt, wobei der Teil-Schnittregisterfehler und/oder der Gesamt-Schnittregisterfehler beispielsweise auf den Wert Null korrigiert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil-Schnittregisterfehler (Y₁₃^*) und der Gesamt-Schnittregisterfehler (Y₁₄) durch Sensoren (5, 6), die eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn auswerten mittels mindestens eines Sensors (5; 6) und die Bahnzugkräfte (F_k-1,k,w , F_i-1,i,w) mittels mindestens eines weiteren Sensors (8) erfasst und einer Regeleinrichtung (2) zugeführt werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für das Schnittregister (Y₁₃^*) die Voreilung (Winkelgeschwindigkeit ω_3w) einer nicht druckenden Klemmstelle ist, insbesondere die Voreilung der Wendeeinheit (K3), und die Stellgröße für die Bahnzugkraft in einem davor liegenden oder in demselben Bahnabschnitt die Voreilung (Winkelgeschwindigkeit ω_2w) der Kühleinheit (K2) ist, wobei beide Regelungen durch entsprechende Regelkreise realisiert werden, denen die normalen Antriebsregelungen aus Strom-, Drehzahl- und/oder Winkelregelung (2.2; 2.7; 3.2; 3.7) unterlagert werden (Fig. 10 bis Fig. 12).

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplung mit Hilfe von analytisch berechenbaren Übertragungsfunktionen (2.8; 3.8) nach einem mathematischen Modell der Druckmaschine erfolgt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die plastische Deformation der Papierbahn bei Änderung der Voreilung (ω_2w) des Kühlwerkes (K2) genutzt wird, wobei insbesondere einfache Entkopplungsalgorithmen (2.8; 3.8) herleitbar sind.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die für die mechanische Ebene berechneten, einfachen Entkopplungsalgorithmen (2.8; 3.8) auf der elektronischen Ebene (2.9; 3.9) der geregelten elektrischen Antriebe realisiert werden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Entkopplungsalgorithmen, in denen offenen Integratoren mit der Integrationszeitkonstante (7) auftreten, durch Verzögerungsglieder erster Ordnung mit der Zeitkonstante (7) ersetzt werden, wobei eine leichte Inbetriebnahme ermöglicht wird.

24. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Regelstrecke verkoppelten Regelgrößen, also der geregelte Teil-Schnittregisterfehler (Y₁₃^*) und die geregelte Kraft (F₂₃) durch die Entkopplungsalgorithmen (2.9; 3.9) und die Algorithmen der Regler (2.1; 3.1) ihre vorgegebenen Sollwerte ohne bleibenden Regelfehler annehmen.

25. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis für die Bahnzugkraft (F₂₃) mit einer Begrenzung des Winkelgeschwindigkeitssollwertes (ω_2w) derart ausgestattet ist, dass die Kraft vor der den Registerfehler regelnden Klemmstelle (K2) in einstellbaren, vorgeschriebenen Grenzen gehalten wird.

26. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis für den Registerfehler (Y₁₃^*) mit einer Begrenzung des Winkelgeschwindigkeitssollwertes (ω_3w) derart ausgestattet ist, dass die Voreilung der Klemmstelle (K3) in einstellbaren, vorgeschriebenen Grenzen gehalten wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung von Regelgrößen und Stellgrößen einschließlich aller für diese Konstellation notwendigen entsprechenden Entkopplungs- und Vorsteuermaßnahmen vertauscht wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamt-Schnittregisterfehler (Y₁₄) unmittelbar vor dem Messerzylinder gemessen und durch einen Registerregler (3.6) geregelt wird, der dem Registerregler der Klemmstelle 3 ( K₃ ) überlagert wird.

29. Vorrichtung zum Regeln des Schnittregisters, insbesondere nach Anspruch 1 bis 28, an einer Rotationsdruckmaschine, deren Klemmstellen ( K₁ bis K₄ ) mit Antriebsmotoren mit zugeordneter Strom-, Drehzahl- und gegebenenfalls Winkelregelung unabhängig voneinander antreibbar sind und bei der das Schnittregister (Y₁₄) und/oder damit verbundene weitere Teil-Registerabweichungen (Y

, Y

, Y

) an oder vor einem Messerzylinder (K₄) und/oder an oder vor einer oder mehreren diesem Messerzylinder (K₄) vorgeordneten Klemmstellen (K_i , K_k , K₁ bis K₃) über eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors (5; 6) erfassbar sind, die Bahnzugkraft (F) mittels mindestens eines weiteren Sensors (8) erfassbar ist und diese von den Sensoren (5; 6; 8) erfassten Registerabweichungen (Y

, Y

, Y

) und Bahnzugkräfte (F_jk) zur Beeinflussung des Schnittregisterfehlers (Y₁₄) einer Regel- und/oder Steuerungseinrichtung (2) zur Veränderung von Winkellagen oder Umfangsgeschwindigkeiten (ν₁, bis ν₃, ν_i , ν_k ) der jeweiligen Klemmstelle ( K₁ bis K₃ , K_i , K_k ) zuführbar sind, wobei die Bahnzugkraft (F_jk ) in einem Bahnabschnitt (j-k) und der Registerfehler (Y

) in einem anderen oder demselben Bahnabschnitt unabhängig voneinander durch entsprechende Sollwerte (F_jkw, Y

) einstellbar sind, wozu eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, insbesondere ein Leitstand, mit entsprechender Visualisierung vorgesehen ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abwickeleinrichtung (K0) mittels Tänzerwalzen oder Bahnzugkraftregelkreisen derart steuerbar ist, dass mit Hilfe der Umfangsgeschwindigkeit (ν₁) der Klemmstelle (K₁) oder mit Hilfe der Bahnzugkraft (F₀₁) der instationäre und stationäre, in das System eingeleitete Massenstrom veränderbar ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (5; 6; 8) und zugehörige Auswerteeinrichtungen bei Nenngeschwindigkeit der Druckmaschine die Information über den oder die Registerfehler (Y₁₄ ; Y

; Y

; Y

) und die Bahnzugkraft (F_k-1,k bzw. F_i-1,i) in minimaler Zeit zur Verfügung stellen und mit Schnittstellen ausgeführt sind, welche die Registerfehler (Y₁₄ ; Y

; Y

; Y

) und Bahnzugkräfte (F_k-1,k bzw. F_i-1,i ) über Feldbusse, Ethernet oder anderer Kommunikationsbusse oder Kommunikationsschnittstellen übertragen.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und/oder Steuerungseinrichtung (2) als Zentralrechner, vorzugsweise im Leitstand, oder als eingebetteter Rechner, vorzugsweise in einem Steuer- oder Reglerschrank, oder funktionell dezentralisiert in den jeweiligen Umrichtergeräten realisiert ist und alle Informationen (Istwerte, Sollwerte, Regelalgorythmen) in Echtzeit verarbeitbar sind.

Zeichnung