专利名称：用于在加工机械中调节受控量的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在加工机械中调节受控量的方法以及设置用于实施该方法的计算单元。
背景技术：
尽管在下面主要參照印刷机，但是本发明不限制于此，更确切地说而是针对所有类型的加工机械，在所述加工机械中加工物料幅带或者材料幅帯。然而本发明尤其可以用在印刷机以及加工机械中，印刷机例如是报纸印刷机、零件印刷机、凹版印刷机、嵌入式柔版印刷机、包装印刷机或者有价证券印刷机，加工机械例如是制袋机、信封机或包装机。所述物料幅带可以由薄膜形式的纸张、织物、纸板、塑料、金属、橡胶等构成。、在加工机械中，尤其在印刷机中，物料幅带沿着被驱动的和不被驱动的辊子运动。所述物料幅带同时借助于大多被驱动的加工装置进行加工，例如印刷、冲孔、剪切、折叠等。在现有技术中通常在加工机械中调整ー个或者多个加工套准(例如纵向套准、侧向套准)和/或幅带应カ。被驱动的辊子可以属于夹紧位置，该夹紧位置形状锁合或者力锁合地夹紧物料幅带并且因此能够将幅带应カ压入物料幅带中。在印刷机中，夹紧位置例如由印刷机构形成，在该印刷机构中在被驱动的压カ滚筒、压辊和材料幅带之间形成カ锁合的单元。所述物料幅带可以分成幅带应カ段，其中ー个幅带应カ段由两个夹紧位置限定。在幅带应カ段内部可以布置其它被驱动的和/或不被驱动的辊子。整个物料幅带经常分成多个幅带应カ段，有时也具有不同的幅带应カ额定值。为了维持该额定值通常使用幅带应力调节。在现有技术中通常通过相应地控制执行机构例如压カ滚筒或者其驱动器、输送辊或者其驱动器、补偿器等来调整加工机构的套准和/或幅带应カ段的幅带应力。由于单个执行机构相互间通过材料幅带的耦合，这种调整作为干扰进行传播并且必须在后面的加工机构和/或幅带应カ段上由配属的调节器进行补偿。在现有技术中描述了用于使这种调整脱耦的方案，也就是说可以在调整时不影响其它加工机构的套准或者其它幅带应カ段的幅带应力。在DE 103 35 885 Al中公开了ー种组合的套准调节和幅带应カ调节。为了使套准与幅带应カ调整过程脱耦，提出了用于幅带应カ调节的顺流而上的策略。在DE 10 2007 017 096 Al中描述了在顺流而下的调节中借助于(动态的)顺流而下的预控来预控所有后面的夹紧位置，使其直接补偿引导的夹紧位置的影响。因此确保了所有后面的套准调节器不必补偿由材料幅带的耦合产生的干扰。在没有公开的DE 10 2008 056 132中提出了用于顺流而上地调节的脱耦，其中除了(恒定的)顺流而上的预控之外也借助于PTI元件进行(动态的)顺流而下的预控。然而至今为止的脱耦方法不会对所有的结构情况产生一样好的結果。尤其还没有足够地考虑到具有受驱动的、没有形成夹紧位置的辊子的加工机械。
因此值得希望的是，说明了ー种改善的调节方法用于带有受驱动的、没有形成夹紧位置的辊子的加工机械
发明内容
按本发明提出了ー种具有权利要求I所述特征的用于在加工机械中调节受控量的方法以及ー种设置用于实施该方法的计算单元。有利的设计方案是从属权利要求以及下面说明的主題。除了到现在为止提到的加工以及输送辊子之外，在加工机械中也存在其它具有自己的驱动器的-典型大量的-辊子。例如由DE 10 2006 047 846 Al公开了也驱动冷却辊和/或导引辊，从而改善套准精确性。因为所述其它辊子既不形成夹紧位置，也不精确套准地加工材料，所以在已知的脱耦策略中不考虑这些辊子。然而要知道，所述辊子但是会负面影响所述脱耦。已表明，例如通过预控根据决定性的控制值将所述辊子包含在脱耦策略中，这显著地改善了脱耦。符合目的地结合到已知的策略中(顺流而上或者顺流而下，必要时结合关键色调节或者母色调节)。符合目的地在调节加工套准和/或幅带应カ时进行预控。受驱动的辊子作为第一执行机构根据第二执行机构的调整(决定性的控制值)进行预控。在设计方案中在加速阶段中例如在机器的起动运行中进行预控。在加工辊和被驱动的辊子之间出现摩擦，该摩擦典型地由其它没有被驱动的辊子例如导引辊引起。该摩擦产生静态的调节偏差。此外，没有被驱动的辊子具有惯性矩，该惯性矩必须在速度变化时加以克服。这导致动态的调节偏差。为了不会直到出现调节偏差之后才通过调节器补偿这种影响，可以在速度变化时相应地预控所述至少ー个被驱动的辊子。所述预控-尤其在速度变化时-能够基于模型和/或适应性地进行。基于模型意味着从物理參数例如材料幅带速度、规格、E模量、惯性、摩擦、加速度等中计算出相应的预控量。适应性意味着，根据每个加速阶段优化所述预控量。为此尤其提供学习算法，该学习算法在速度变化期间根据还出现的调节偏差观察、优化预控量(例如辊子驱动器上的控制量)并且由此自动地配合变化的生产条件(例如周围温度、湿度、干燥温度等的变化)。符合目的地在所述预控中考虑滑动和/或蠕动。因为辊子不是夹紧位置的组成部分并且其仅仅由材料幅带缠绕，所以能够在速度较高时在辊子和材料幅带之间形成空气膜并且随后縮小粘附区域。这会使得辊子的预控不再完全作用到材料幅带上。由此，不会再完全脱耦调整运动，因为カ不会再完全从冷却辊传递到材料幅带上。有利地在所述预控中相应地考虑所出现的滑动，从而例如在力传递减少时增加预控。在设计方案中调节所述至少一个受驱动的辊子并且根据用于第一执行机构的控制值预控至少ー个第三执行机构。如果被驱动的辊子本身结合到调节中，那么对于该辊子来说产生了自己的控制值，该控制值再-通过脱耦网络相应加工地-用于预控其它执行机构，从而改善脱耦。按本发明的计算单元例如印刷机的控制器尤其在程序技术方面设置用于实施按本发明的方法。本发明的软件形式的实施也是有利的，因为其实现了很小的成本，尤其在所构造的计算单元还用于其它任务并且因此反正要存在时。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是磁盘、硬盘、闪存、EEPROM、CD-ROM、DVD等等。也可以经由计算机网络(互联网、局域网等)下载程序。本发明的其它优点和设计方案从说明书以及附图中获得。当然，前面所述的以及后面还要解释的特征不仅以相应说明的组合得到应用，而且也可以以其它组合或者单个地得到应用，而这不会离开本发明的范围。
根据实施例在附图中示意性地示出本发明并且在下面參照附图详细描述本发明。图I示出了构造成印刷机的带有自驱动的冷却辊的加工机械的示意图。图2以示意图示出了用于按图I的印刷机的按本发明的调节策略的例子。
具体实施例方式在图I中示意性地示出了并且整体用100表示了构造成印刷机的加工机械，如本发明所涉及的加工机械。印刷材料例如纸张101通过拉入机构110输入机器。纸张101通过构造成印刷机构111、112、113、114的加工装置进行引导和印刷并且通过拉出机构115再度输出。所述拉入、拉出以及印刷机构110到115可以定位地进行布置，尤其可以修正滚筒或者修正角度地进行布置。所述印刷机构111到114位于拉入机构110和拉出机构115之间的幅带应カ调节的区域内。所述印刷机构111到114分别具有ー个压カ滚筒111’到114’，各一个压辊111’’到114’’用強大的压カ靠合到其上。所述压カ滚筒111’到114’単独并且独立地进行驱动。所属的驱动器111’’’到114’’’示意性地示出。可自由旋转地构造所述压辊111’’到114’’。所述拉入以及拉出机构110或者115分别具有两个反向的引导纸张101的滚筒。拉入以及拉出机构的各一输送辊也单个地通过驱动器110’ ’ ’或者115’ ’ ’得到驱动。所述拉入以及拉出机构110、115和印刷机构111到114分别形成了一个夹紧位置。在单个印刷机构111到114之间的幅带段中，纸张101通过没有详细解释的罗拉进行引导，所述罗拉用102表示。出于清晰缘故，没有将所有的罗拉设有附图标记102。它尤其可以是转向罗拉、干燥装置、修剪装置等。 经常在印刷机构111到114与相应的冷却辊之间分别存在一个干燥器，该干燥器将印到幅带101上的颜料进行干燥。所述幅带101在印刷以及必要时干燥步骤之后引导通过冷却辊。为此，在第一印刷机构111与第二印刷机构112之间的幅带段中布置冷却辊121，在第二印刷机构112与第三印刷机构113之间的区段中布置冷却辊122，在第三印刷机构113与第四印刷机构114之间的区段中布置冷却辊123并且在第四印刷机构114与拉出机构115之间的区段中布置第四冷却辊124。根据印刷机的所示出的实施方式，所有冷却辊121到124是自驱动的并且为此设有各自的驱动器121’’’到124’’’。在其它的机器型号或者印刷应用中，被驱动的辊子121到124例如也可以具有提高温度(加热辊)的功能或者其它功能。根据图2描述了如何在所示出的印刷机中将自驱动的冷却辊加入幅带应カ调节和/或套准调节中。可以理解，所描述的方式方法对于其它自驱动的辊子来说同样是有效的。在图2中以图I的印刷机为例描述了具有脱耦作用的顺流而下的调节策略，然而其中在图2中仅仅描绘了对于例子来说重要的元件。顺流而下意味着沿着幅带运行方向进行调整。如果要调整执行机构i (例如压カ滚筒)，那么就调整该执行机构i本身。顺流而上意味着反向于幅带运行方向进行调整。如果要调整所述执行机构i，那么就要调整所有在其前面的执行机构(通常包括拉入机构)1、2、…、i-Ι，然而执行机构i不会变化。已知出于脱耦原因在两种策略中也要调整所有后面的执行机构i+l、i+2、…、η。在(没有示出的)调节器中确定用于印刷机构111到114的驱动器111’ ’’到114’ ’ ’的控制量(调节器输出量)uRl、uR2、uR3和uR4。为了调节幅带应力，所述控制量例如可以是旋转速度、微调等。在调节套准时，所述控制量例如是角度偏移等。所述控制量通过脱耦网络200进行处理并且作为改变的控制量ul、u2、u3和u4提供到驱动器上。所述脱耦网络200为此包括控制元件201-203和211-213。此外，脱耦网络200提供用于冷却辊的驱动器的控制量uVl、uV2、uV3。所述控制元件201-203用于将印刷机构与 调整运动顺流而下地脱耦。所述控制元件211-213用于使受驱动的冷却辊顺流而下地脱耦并且根据控制量引起预控。实际上预控的设计方案通常取决于调节策略(母色或者基准色)以及调整方向(顺流而下或者顺流而上)。所述控制元件211-213示出了相应的动态的脱耦策略。一种预控例如可以在顺流而下的母色调节中通过DTl元件与死时的组合实现。控制元件的时间常数取决于材料幅带长度以及材料幅带速度，在此所述材料幅带长度一方面从印刷机构通向冷却辊并且另一方面从冷却辊通向印刷机构。例如在基于控制量uRl调整驱动器111’’’时，将所述控制量不改变地引导到驱动器上并且额外地通过控制元件211 (所述控制元件211考虑辊子111’与辊子121之间的幅带长度)与控制元件201 (控制元件201考虑辊子121与112’之间的幅带长度)在后面接着的执行机构上进行预控，其中使用预控量与控制量UV1、U2、UV2、U3、UV3、u40在所述例子中没有调节冷却辊，因此不提供用于冷却辊的控制量(调节器输出量)。可选地除了预控之外也可以调节冷却辊。在这种情况下，用于冷却辊的配属的控制量符合目的地完全和用于压カ滚筒的控制量一样动态地脱耦。该脱耦符合目的地借助于动态的时间元件进行。这例如可以是PTl、PT2、PTn、DTl、DT2、DTn元件、死时等。此外也允许非线性的预控，其具有与动态的时间元件类似的曲线。
权利要求
1.用于在加工机械、尤其印刷机(100)、特别是凹版印刷机中调节受控量的方法，该加工机械具有为了运输和/或加工物料幅带(101)而被驱动的辊子(111’、112’、113’、114’、121、122、123、124)，在所述辊子中至少一个辊子(121、122、123、124)不是夹紧位置(110、111、112、113、114、115)的组成部分，其中第一执行机构(121’’ ’、122’’ ’、123’’ ’、124’’ ’)为了调整所述至少一个被驱动的、不是夹紧位置(110、111、112、113、114、115 )的组成部分的辊子(121、122、123、124)而根据在第二执行机构(111’’’、112’’’、113’’’、114’’’)上的控制值(uRl、uR2、uR3、uR4 )进行预控。
2.按权利要求I所述的方法，其中，将所述至少一个被驱动的辊子构造成冷却辊/加热辊(121、122、123、124)或导引辊。
3.按权利要求I或2所述的方法，其中，作为第二执行机构使用加工辊、输送辊、冷却辊、加热辊和/或导引辊或者其驱动器(111’’’、112’’’、113’’’、114’’’)。
4.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中，作为第二执行机构使用补偿器。
5.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述受控量是加工套准和/或幅带应力。
6.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于模型和/或适应性地进行所述预控。
7.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述预控中考虑所述至少一个被驱动的辊子(121、122、123、124)的滑动和/或蠕动。
8.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中，为不同的速度状态静态和/或动态地进行所述预控。
9.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中，调节所述至少一个被驱动的辊子，并且根据用于第一执行机构的控制值预控至少一个第三执行机构。
10.计算单元，其设置用于实施按上述权利要求中任一项所述的方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于在加工机械、尤其印刷机(100)、特别是凹版印刷机中调节受控量的方法，该加工机械具有为了运输和/或加工物料幅带(101)而被驱动的辊子(111′、112′、113′、114′、121、122、123、124)，在所述辊子中至少一个辊子(121、122、123、124)不是夹紧位置(110、111、112、113、114、115)的组成部分，其中第一执行机构(121′″、122′″、123′″、124′″)为了调整所述至少一个被驱动的、不是夹紧位置(110、111、112、113、114、115)的组成部分的辊子(121、122、123、124)而根据在第二执行机构(111′″、112′″、113′″、114′″)上的控制值(uR1、uR2、uR3、uR4)进行预控。
文档编号B65H23/188GK102666101SQ201080050045
公开日2012年9月12日 申请日期2010年9月16日 优先权日2009年11月7日
发明者H.施纳贝尔, S.舒尔策 申请人:罗伯特·博世有限公司