Druckmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine, insbesondere eine Bogendruckmaschine, mit mehreren Druckwerken (10, 11, 12, 13), wobei jedes Druckwerk einen Formzylinder (17), einen auf dem Formzylinder (17) abrollenden Übertragungszylinder (15), einen auf dem Übertragungszylinder (15) abrollenden Gegendruckzylinder (14), ein Farbwerk (16) sowie vorzugsweise ein Feuchtwerk aufweist, und mit mehreren Antrieben (19, 20), die in Druckwerke, nämlich in einen Zylinder derselben, eintreiben, wobei jedem Antrieb (19, 20) ein separater Antriebsregler zugeordnet ist, der auf Basis einer Abweichung zwischen einem Sollwert und einem Istwert ein Stellsignal für den entsprechenden Antrieb erzeugt. Erfindungsgemäß ist mindestens einem Antriebsregler (22) eine Einrichtung (25) zugeordnet, die online während des Betriebs der Druckmaschine aus mindestens einer Zustandsgröße des Antriebsregelkreises, in den der jeweilige Antriebsregler (22) eingebunden ist, eine Drehschwingungskompensationsgröße generiert, die ausschließlich in diesem Antriebsregelkreis zur Drehschwingungskompensation gültig ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine, insbesondere eine Bogendruckmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine, insbesondere einer Bogendruckmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

[0002] In einer Druckmaschine, wie z. B. einer Bogendruckmaschine, wird ein Bedruckstoff durch mehrere Druckwerke der Druckmaschine bewegt, um den Bedruckstoff zu bedrucken. Jedes Druckwerk einer Druckmaschine verfügt dabei über einen Formzylinder, einen auf dem Formzylinder abrollenden Übertragungszylinder, einen auf den Übertragungszylinder abrollenden Gegendruckzylinder sowie ein Farbwerk und vorzugsweise ein Feuchtwerk. Auf dem Formzylinder ist mindestens eine Druckform angeordnet, wobei Formzylinder auch als Plattenzylinder bezeichnet werden. Auf dem Übertragungszylinder ist mindestens eine Übertragungsform angeordnet, wobei Übertragungszylinder auch als Gummizylinder bezeichnet werden.

[0003] Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Druckmaschine mit mehreren Druckwerken sowie mit mehreren Antrieben, wobei die Antriebe in Druckwerke, nämlich in einen Zylinder der Druckwerke, eintreiben. Jedem Antrieb der Druckmaschine ist ein separater Antriebsregler zugeordnet, wobei jeder Antrieb zusammen mit dem jeweiligen Antriebsregler einen Antriebsregelkreis bildet, und wobei der jeweilige Antriebsregler auf Basis einer Abweichung zwischen einem Sollwert und einem Istwert ein Stellsignal für den entsprechenden Antrieb des Antriebsregelkreises erzeugt.

[0004] Beim Betrieb einer Druckmaschine können sich an Zylindern der Druckwerke die Druckqualität negativ beeinflussende Drehschwingungen ausbilden. Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, derartige Drehschwingungen an Druckwerken einer Druckmaschine zu kompensieren. So offenbart die EP 1 202 147 B1 ein Verfahren zur Kompensation von Drehschwingungen, bei welchem mit Hilfe harmonischer Ausgleichsmomente Drehschwingungen kompensiert werden. Hierzu ist es erforderlich, vorab über eine modale Analyse der Druckmaschine das Schwingungsverhalten derselben zu analysieren. Dies ist aufwendig und teuer. Es besteht daher ein Bedarf an einer Druckmaschine sowie an einem Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine, bei welcher bzw. mit welchem eine Drehschwingungskompensation mit einfacheren Mitteln erfolgen kann.

[0005] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine neuartige Druckmaschine und ein neuartiges Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine zu schaffen.

[0006] Dieses Problem wird durch eine Druckmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist mindestens einem Antriebsregler eine Einrichtung zugeordnet, die online während des Betriebs der Druckmaschine aus mindestens einer Zustandsgröße des Antriebsregelkreises, in den der jeweilige Antriebsregler eingebunden ist, eine Drehschwingungskompensationsgröße generiert, die ausschließlich in diesem Antriebsregelkreis zur Drehschwingungskompensation gültig ist.

[0007] Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird online während des Betriebs der Druckmaschine aus mindestens einer Zustandsgröße mindestens eines Antriebsregelkreises der Druckmaschine für den Antriebsregler dieses Antriebsregelkreises eine Drehschwingungskompensationsgröße generiert, die ausschließlich in diesem Antriebsregelkreis zur Drehschwingungskompensation gültig ist bzw. verwendet wird. Hierzu ist keine modale Analyse der Druckmaschine erforderlich.

[0008] Des Weiteren ist keine spektral differenzierte Kompensation mit harmonischen Ausgleichsmomenten notwendig. Die Erfindung zeichnet sich durch eine hohe Robustheit sowie Zuverlässigkeit bei der Drehschwingungskompensation aus. Der Aufwand für eine Drehschwingungskompensation wird mit der hier vorliegenden Erfindung minimiert.

[0009] Vorzugsweise umfasst die einem Antriebsregler zugeordnete Einrichtung ein erstes Mittel, um aus der oder jeder Zustandsgröße des jeweiligen Antriebsregelkreises eine zu kompensierende Drehschwingung des jeweils angetriebenen Zylinders zu detektieren, und ein zweites Mittel, um aus der detektierten Drehschwingung die Drehschwingungskompensationsgröße für den jeweiligen Antriebsregelkreis zu generieren, wobei das erste Mittel und das zweite Mittel der dem Antriebsregler zugeordneten Einrichtung jeweils mindestens eine Funktion umfassen, und wobei mindestens ein Parameter dieser Funktionen im Sinne einer Adaption online während des Betriebs der Druckmaschine anpassbar ist.

[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine ist in Anspruch 7 definiert.

[0011] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1:

eine schematisierte Darstellung einer Bogendruckmaschine; und

Fig. 2:

ein Druckwerk der Bogendruckmaschine der Fig. 1 in größerem Detail.

[0012] Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 2 für eine Bogendruckmaschine beschrieben, die vier Druckwerke 10, 11, 12 und 13 umfasst. Jedes der Druckwerke 10, 11, 12 und 13 der Bogendruckmaschine umfasst gemäß Fig. 1 einen Gegendruckzylinder 14, einen Übertragungszylinder 15, ein Farbwerk 16 sowie einen Formzylinder 17. Zusätzlich kann jedes Druckwerk auch ein Feuchtwerk umfassen.

[0013] Zwischen den Gegendruckzylindern 14 zweier benachbarter Druckwerke 10 und 11, 11 und 12 sowie 12 und 13 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 jeweils ein Transferzylinder 18 positioniert, um zu bedruckende Bedruckstoffbogen zwischen den einzelnen Druckwerken 10, 11, 12 und 13 zu überführen.

[0014] Gemäß Fig. 1 weist die Druckmaschine einen Hauptantrieb 19 auf, wobei der Hauptantrieb 19 in den Gegendruckzylinder 14 des Druckwerks 10 eintreibt. Über den Hauptantrieb 19 sind sämtliche Gegendruckzylinder 14, Übertragungszylinder 15 sowie Farbwerke 16 der Druckwerke 10, 11, 12 und 13 sowie die Transferzylinder 18 im Sinne eines geschlossenen Räderzugs antreibbar. Wie Fig. 1 entnommen werden kann, ist es möglich, dass zusätzlich zu dem Hauptantrieb 19 ein weiterer Hauptantrieb 19' vorhanden ist, um dezentral in den geschlossenen Räderzug einzutreiben.

[0015] Gemäß Fig. 1 ist jedem Formzylinder 17 ein separater Direktantrieb 20 zugeordnet, um die Formzylinder 17 aller Druckwerke 10, 11, 12 und 13 eigenmotorisch anzutreiben. Jeder Formzylinder 17 jedes Druckwerks 10, 11, 12 und 13 ist dabei über eine Kupplung 21 vom geschlossenen Räderzug, in den die Gegendruckzylinder 14, die Übertragungszylinder 15, die Farbwerke 16 sowie die Transferzylinder 18 eingebunden sind, abkuppelbar. Die Kupplungen 21 sind demnach dann, wenn die Formzylinder 17 von ihren Direktantrieben 20 eigenmotorisch angetrieben werden, geöffnet, um die Formzylinder 17 antriebsseitig vom Rest der Druckwerke bzw. Druckmaschine zu entkoppeln.

[0016] Fig. 2 zeigt Details der Antriebsregelungen der Formzylinder 17 der Druckwerke 10, 11, 12 und 13 durch die denselben zugeordneten Direktantriebe 20. So kann Fig. 2 entnommen werden, dass jedem Direktantrieb 20 eines jeden Druckwerks 10, 11, 12 bzw. 13 jeweils ein Antriebsregler 22 zugeordnet ist. Der Antriebsregler 22 erzeugt auf Basis einer Regelabweichung zwischen einem Sollwert und einem Istwert eine Stellgröße für den Direktantrieb 20 des Druckwerks. Bei dem Istwert handelt es sich vorzugsweise um einen Lageistwert des vom Direktantrieb 20 anzutreibenden Formzylinders 17 des jeweiligen Druckwerks, wobei dieser Lageistwert des Formzylinders 17 von einem demselben zugeordneten Lagegeber 23 bereitgestellt wird. Beim Sollwert handelt es sich vorzugsweise um den Lageistwert des mit dem Formzylinder 17 zusammenwirkenden Übertragungszylinders 15 des jeweiligen Druckwerks 10, 11, 12 bzw. 13, wobei dieser Lageistwert des Übertragungszylinders 15 von einem demselben zugeordneten Lagegeber 24 bereitgestellt wird. Eine Regelabweichung zwischen diesem Istwert und diesem Sollwert wird, wie bereits erwähnt, dem Antriebsregler 22 zugeführt, wobei der Antriebsregler 22 auf Basis dieser Regelabweichung ein Stellsignal für den Direktantrieb 20 des Formzylinders 17 des jeweiligen Druckwerks 10, 11, 12 bzw. 13 generiert.

[0017] Um bei einer derartigen Druckmaschine eine Drehschwingungskompensation zu gewährleisten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dem Antriebsregler 22 des Direktantriebs 20 mindestens eines Druckwerks, vorzugsweise dem Antriebsregler 22 des Direktantriebs 20 jedes Druckwerks, eine Einrichtung 25 zuzuordnen, die online während des Betriebs der Druckmaschine aus mindestens einer Zustandsgröße des entsprechenden Antriebsregelkreises, in den der jeweilige Antriebsregler 22 eingebunden ist, eine Drehschwingungskompensationsgröße generiert, die ausschließlich in diesem Antriebsregelkreis zur Drehschwingungskompensation verwendet wird bzw. für diesen Antriebsregelkreis gültig ist.

[0018] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist jedem Antriebsregler 22 jedes Direktantriebs 20 eines jeden Druckwerks 10, 11, 12 und 13 eine derartige Einrichtung 25 zugeordnet, die eine ausschließlich für den jeweiligen Antriebsregler 22 gültige Drehschwingungskompensationsgröße generiert.

[0019] Im gezeigten Ausführungsbeispiel dient als Zustandsgröße, aus der die Drehschwingungskompensationsgröße während des Betriebs online generiert wird, der Istwert des jeweiligen Antriebsregelkreises, nämlich der Lageistwert des entsprechenden Formzylinders 17. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn eine reale Leitachse der Druckmaschine vorhanden ist, zusätzlich oder alternativ zum Istwert des jeweiligen Antriebsregelkreises auch der Sollwert des jeweiligen Antriebsregelkreises, nämlich der Lageistwert des entsprechenden Übertragungszylinders 15, herangezogen werden kann. Auch kann als Zustandsgröße, aus der die Drehschwingungskompensationsgröße während des Betriebs online generiert wird, ein Motorstrom oder eine Motordrehzahl des Direktantriebs 20 oder jede andere regelungstechnische Zustandgröße des jeweiligen Antriebsregelkreises herangezogen werden.

[0020] Die einem jeden Antriebsregler 22 eines jeden Direktantriebs 20 zugeordnete Einrichtung 25 verfügt über ein erstes Mittel, um aus der oder jeder Zustandsgröße des jeweiligen Antriebsregelkreises, hier aus dem Lageistwert des Formzylinders 17, eine zu kompensierende Drehschwingung des angetriebenen Formzylinders 17 zu detektieren. Weiterhin verfügt diese Einrichtung 25 über ein zweites Mittel, um aus der detektierten Drehschwingung die Drehschwingungskompensationsgröße für den jeweiligen Antriebsregelkreis zu generieren.

[0021] Jeder Antriebsregler 22 ist vorzugsweise als kaskadierter Regler aus einer Stromregelung, Drehzahlregelung und Lageregelung ausgebildet. Die für den jeweiligen Antriebsregler 22 mit Hilfe der Einrichtung 25 generierte Drehschwingungskompensationsgröße ist in der Stromregelung, Drehzahlregelung und Lageregelung des jeweiligen Antriebsreglers 22 nutzbar. Bei der Drehschwingungskompensationsgröße kann es sich demnach um eine Stromgröße, Drehzahlgröße oder Lagegröße handeln, die als Kompensationsgröße der Stromregelung, Drehzahlregelung oder Lageregelung beaufschlagt wird.

[0022] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Regelung zur Drehschwingungskompensation sich während des Betriebs der Druckmaschine im Sinne einer Adaption online ändert. Das erste Mittel und das zweite Mittel einer jedem Antriebsregler 22 zugeordneten Einrichtung 25 umfasst dabei jeweils mindestens eine Funktion, wobei mindestens ein Parameter dieser Funktionen im Sinne einer Adaption online während des Betriebs der Druckmaschine anpassbar ist.

[0023] Die Adaption kann dabei auf Grundlage der Auswertung eines zusätzlichen Kriteriums, wie z. B. eines maximalen Schleppfehlers oder temporären Schleppfehlers, zu besonders interessanten Betriebspunkten erfolgen, um dabei entsprechend angepasste Drehschwingungskompensationsgrößen zu generieren. Bei den Drehschwingungskompensationsgrößen handelt es sich um über der Zeit veränderliche Kompensationsgrößen.

[0024] Gemäß Fig. 1 und 2 erfolgt demnach im Bereich jedes Druckwerks 10, 11, 12 und 13, dem jeweils ein Direktantrieb 20 zugeordnet ist, unabhängig von den anderen Druckwerken online während des Betriebs der Druckmaschine eine Drehschwingungskompensation. Diese Drehschwingungskompensation erfolgt unter Verwendung der bereits vorhandenen Drehgeber 23, 24 der Formzylinder 17 sowie Übertragungszylinder 15 der jeweiligen Druckwerke.

[0025] Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 wurde die Erfindung am bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Bogendruckmaschine beschrieben, deren Druckwerke Direktantriebe 20 für die Formzylinder 17 derselben aufweisen. Dabei ist jedem Antriebsregler 22 eines jeden Direktantriebs 20 eines jeden Druckwerks eine Einrichtung 25 zur Drehschwingungskompensation zugeordnet, die für jeden Antriebsregler 22 und damit für jedes Druckwerk individuell eine Drehschwingungskompensationsgröße generiert.

[0026] Die obige Drehschwingungskompensation ist vorzugsweise auf die Direktantriebe 20 bzw. die den Direktantrieben 20 zugeordneten Antriebsregler 22 beschränkt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, an dem oder jedem Hauptantrieb 19, 19' der Druckmaschine diese Drehschwingungskompensation zu nutzen, wobei dann den Antriebsreglern der Hauptantriebe 19, 19' eine Einrichtung zur Generierung einer individuellen Drehschwingungskompensationsgröße zugeordnet ist.

[0027] Die Erfindung kann auch bei solchen Druckmaschinen zum Einsatz kommen, deren Druckwerke keine Direktantriebe aufweist, sondern die ausschließlich mehrere Hauptantriebe umfasst.

Bezugszeichenliste

[0028] 

10

Druckwerk

11

Druckwerk

12

Druckwerk

13

Druckwerk

14

Gegendruckzylinder

15

Übertragungszylinder

16

Farbwerk

17

Formzylinder

18

Transferzylinder

19, 19'

Hauptantrieb

20

Direktantrieb

21

Kupplung

22

Antriebsregler

23

Drehgeber

24

Drehgeber

25

Einrichtung

Ansprüche

1. Druckmaschine, insbesondere Bogendruckmaschine, mit mehreren Druckwerken, wobei jedes Druckwerk einen Formzylinder, einen auf dem Formzylinder abrollenden Übertragungszylinder, einen auf dem Übertragungszylinder abrollenden Gegendruckzylinder, ein Farbwerk sowie vorzugsweise ein Feuchtwerk aufweist, und mit mehreren Antrieben, die in Druckwerke, nämlich in einen Zylinder derselben, eintreiben, wobei jedem Antrieb ein separater Antriebsregler zugeordnet ist, der auf Basis einer Abweichung zwischen einem Sollwert und einem Istwert ein Stellsignal für den entsprechenden Antrieb erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens einem Antriebsregler (22) eine Einrichtung (25) zugeordnet ist, die online während des Betriebs der Druckmaschine aus mindestens einer Zustandsgröße des Antriebsregelkreises, in den der jeweilige Antriebsregler (22) eingebunden ist, eine Drehschwingungskompensationsgröße generiert, die ausschließlich in diesem Antriebsregelkreis zur Drehschwingungskompensation gültig ist.

2. Druckmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einem Antriebsregler (22) zugeordnete Einrichtung (25) ein erstes Mittel umfasst, um aus der oder jeder Zustandsgröße des jeweiligen Antriebsregelkreises eine zu kompensierende Drehschwingung des jeweils angetriebenen Zylinders zu detektieren, und dass die Einrichtung (25) ein zweites Mittel umfasst, um aus der detektierten Drehschwingung die Drehschwingungskompensationsgröße für den jeweiligen Antriebsregelkreis zu generieren.

3. Druckmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Mittel und das zweite Mittel der dem Antriebsregler (22) zugeordneten Einrichtung (25) jeweils mindestens eine Funktion umfassen, wobei mindestens ein Parameter dieser Funktionen im Sinne einer Adaption online während des Betriebs der Druckmaschine anpassbar ist.

4. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieselbe als Bogendruckmaschine ausgebildet ist, wobei dieselbe mindestens einen Hauptantrieb (19) aufweist, um die Übertragungszylinder (15), die Gegendruckzylinder (14), die Farbwerke (16) sowie vorzugsweise Feuchtwerke der Druckwerke anzutreiben, und wobei dem Formzylinder (17) jedes Druckwerks jeweils ein Direktantrieb (20) zugeordnet ist, um die Formzylinder (17) der Druckwerke eigenmotorisch anzutreiben.

5. Druckmaschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedem Antriebsregler (22) eines Direktantriebs (20) eine Einrichtung (25) zur Drehschwingungskompensation zugeordnet ist, wobei der einem Direktantrieb (20) zugeordnete Antriebsregler (22) aus dem Istwert des entsprechenden Antriebsregelkreises, insbesondere aus einem Lageistwert des angetriebenen Formzylinders (17), und aus dem Sollwert des entsprechenden Antriebsregelkreises, insbesondere aus einem Lageistwert des auf dem Formzylinder (17) abrollenden Übertragungszylinders (15), ein Stellsignal für den Direktantrieb (20) des Formzylinders (17) erzeugt, und wobei die Einrichtung (25) zur Drehschwingungskompensation aus der oder jeder Zustandsgröße des entsprechenden Antriebsregelkreises, insbesondere aus dem Lageistwert und/oder dem Lagesollwert, online während des Betriebs der Druckmaschine die Drehschwingungskompensationsgröße generiert, die ausschließlich in diesem Antriebsregelkreis zur Drehschwingungskompensation gültig ist.

6. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Antriebsregler (22) ein kaskadierter Regler aus einer Stromregelung, Drehzahlregelung und Lageregelung ist, wobei die für den jeweiligen Antriebsregler (22) generierte Drehschwingungskompensationsgröße in der Stromregelung, Drehzahlregelung und Lageregelung nutzbar ist.

7. Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine, insbesondere einer Bogendruckmaschine, mit mehreren Druckwerken und mehreren Antrieben, wobei jedes Druckwerk einen Formzylinder, einen auf dem Formzylinder abrollenden Übertragungszylinder, einen auf dem Übertragungszylinder abrollenden Gegendruckzylinder, ein Farbwerk sowie vorzugsweise ein Feuchtwerk aufweist, wobei die Antriebe in Druckwerke, nämlich in einen Zylinder derselben, eintreiben, und wobei jedem Antrieb ein separater Antriebsregler zugeordnet ist, der auf Basis einer Abweichung zwischen einem Sollwert und einem Istwert ein Stellsignal für den entsprechenden Antrieb erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
dass online während des Betriebs der Druckmaschine für mindestens einen Antriebsregler aus mindestens einer Zustandsgröße des Antriebsregelkreises, in den der jeweilige Antriebsregler eingebunden ist, eine Drehschwingungskompensationsgröße generiert wird, die ausschließlich in diesem Antriebsregelkreis zur Drehschwingungskompensation verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass hierzu aus der oder jeder Zustandsgröße des jeweiligen Antriebsregelkreises eine zu kompensierende Drehschwingung des jeweils angetriebenen Zylinders detektiert wird, wobei aus der detektierten Drehschwingung die Drehschwingungskompensationsgröße für den jeweiligen Antriebsregelkreis generiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Parameter einer Funktion zur Detektion der zu kompensierenden Drehschwingung und/oder einer Funktion zur Generierung der Drehschwingungskompensationsgröße im Sinne einer Adaption online während des Betriebs der Druckmaschine angepasst wird.

Zeichnung