专利名称：调整加工装置的加工位置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调整至少一个未将有待加工的材料幅面夹紧的加工装置的加工位置的方法。
尽管接下来基本上参照数字印刷机对本发明进行说明，但是本发明不局限于这样的应用情况，而是更确切地说能够用在所有类型的加工机器上，对于所述加工机器来说材料幅面在加工过程中未被加工装置所夹紧，也就是说基本上在加工过程中在加工装置与材料幅面之间不存在接触(比如用喷墨印刷机组进行的数字印刷、材料幅面的激光加工、…)。 如果加工装置的加工位置的变化没有导致材料幅面速度的显著的变化，那么在本发明的意义上就是没有进行夹紧。由此所述按本发明的方法比如也能够用在丝网印刷以及其它与材料幅面没有形成夹紧部位的印刷方法上。
背景技术：
由本申请人提出大量的涉及加工机器上的纵向套准调节的申请，对于所述加工机器来说加工装置作为夹紧部位来实现并且因此在纵向套准与幅面拉力之间存在着耦合。在这种情况下，加工位置的校正也总是导致材料幅面的速度变化并且由此导致拉力的变化并且反之亦然。
但是对于这里作为基础的无接触的情况来说不存在着任何解决方案，对于所述无接触的情况来说恰好没有出现由于纵向套准调节引起的速度变化。但是在幅面拉力变化时出现速度变化，而没有同时改变加工位置。这里不能运用已知的用于避免纵向套准误差的方法。
因此值得追求的是，说明一种方法，用该方法可以将由于拉力变化引起的套准偏差保持在尽可能小的程度上或者将其消除。发明内容
按照本发明，提出一种具有权利要求1所述特征的用于调整至少一个未将有待加工的 材料幅面夹紧的加工装置的加工位置的方法。有利的设计方案是从属权利要求及以下说明的主题。
本发明有利地在预控制的范围内实现。因为控制器在封闭的调节回路中只能对干扰作出反应，所以套准误差(也就是错误的加工位置)必定在能够对其进行调节之前才出现。而预控制则能够实现这一点，即套准误差根本不会出现。这恰好对于变得越来越高的关于主要涉及到印刷电子装置的精度的要求来说是有利的。在本发明的范围内，已经开发出一种方法，利用该方法可以在已知的过程参量的基础上计算期望的套准偏差，因而本发明尤其能够容易地实现。
按本发明的计算单元，比如印刷机的控制仪尤其在程序技术上设置用于实施按本发明的方法。
以软件的形式实现本发明这种方式也是有利的，因为这样做尤其在执行用的计算单元还用于其它任务并且因此本来就存在时能够实现特别少的成本。合适的用于提供计算机程序的数据载体尤其是光盘、硬盘、闪存盘、EEPR0M、⑶-ROM、DVD以及类似更多的数据载体。也可以通过计算机网络(互联网、内联网等)来下载程序。
本发明的其它优点和设计方案从说明书和附图中获得。
不言而喻，前面提到的并且接下来还要解释的特征不仅能够在相应说明的组合中使用，而且也能够在其它的组合中使用或者单独地使用，而不离开本发明的范围。
本发明借助于实施例在附图中示意性示出并且下面参照附图进行详细说明。其中图1是构造为数字印刷机的无接触地工作的加工机器，该加工机器可以是本发明的基础；图2是加工机器的截取部分，该加工机器具有两个非夹紧的用作用于确定材料幅面速度的出发点的加工装置；并且 图3是用于计算从过程参量中产生的套准偏差的示意图。具体实施方式
图1示意性地示出了可以作为本发明的基础的加工机器100。所述加工机器100 构造为具有四台数字印刷机组110、120、130和140的用于四色印刷的数字印刷机。所述数字印刷机组无接触地工作，在当前的实施例中通过喷墨方法(Inkjet)来工作。
材料幅面101由被驱动的输送装置102、103、104输送穿过所述印刷机。所述输送装置是夹紧部位，也就是说在其之间材料幅面101被夹紧。所述输送装置102用速度V1来驱动，所述输送装置103用速度V2来驱动并且所述输送装置104用速度％来驱动。由此在所述材料幅面中在所述输送装置之间构成拉力Ftll、F12、F23和F34。
为了(在封闭的调节回路中)控制拉力F12和F23,设置了两个拉力调节装置160或者161，所述拉力调节装置通过所述速度vi、v2或者V3的相应的变化来将实际拉力F12和F23 调节到额定拉力F12,^JPF23,S()11。所述实际拉力比如可以通过测力计或者通过所述输送装置上的驱动力矩来测量。这在现有技术中足以为人所知。所述拉力调节装置160和161通常在共同的计算单元也就是所谓的拉力调节器中得到实现。
为了(在封闭的调节回路中)控制纵向套准(也就是沿材料流方向的相对的加工位置)，设置了纵向套准调节装置180、181和182，所述纵向套准调节装置在所检测到套准偏差y12 (也就是印刷机组110与120之间的套准位置的偏差)、y13 (也就是印刷机组110与 130之间的套准位置的偏差)和y14 (也就是印刷机组110与140之间的套准位置的偏差)的基础上对所述数字印刷机组120、130和140的沿材料流方向的加工位置进行校正，用于使其相对于所述数字印刷机组110的加工位置定向。同样可以进行其它的基准色调节，比如套准偏差y14、y24和y34的调节(数字印刷机组140是基准印刷机组，在这种情况下所述纵向套准调节器182会对数字印刷机组110进行校正)。此外也可以作为先导色调节来进行套准的检测和调节，也就是进行套准y12、y23和y34的调节。
为了检测套准偏差y12和/或加工位置，设置了一个或者多个相应的传感器170(比如(颜色)标记传感器、摄像机)，所述传感器比如检测所印刷的套准标记。这在现有技术中足以为人所知。为进行套准校正，通过在现有技术中足以熟知的方式，所述纵向套准调节装置180对所述印刷机组120的加工位置进行调整，所述纵向套准调节装置181对所述印刷机组130的加工位置进行调整并且所述纵向套准调节装置182对所述印刷机组130的加工位置进行调整。由此应该实现这一点，即单个的由印刷机组印刷的图像正确地彼此上下叠放。所述纵向套准调节装置180、181和182经常在共同的计算单元也就是所谓的套准调节器中得到实现。所述套准调节器比如也可以在所述传感器170中得到实现。
拉力调节器和套准调节器也可以在共同的计算单元中来实现。
在所述输送装置103与104之间比如有用于对所喷射的油墨进行干燥的干燥器。
为了说明本发明，下面参照具有拉力F12的幅面区段。幅面拉力的控制可以通过对前面的输送装置102的调整干预和/或对后面的输送装置103的调整干预来进行。作为调整干预，在此多数调整了微调量(相当于驱动装置(通常电动机)与输送装置之间的传动比的变化并且由此相当于按百分比计算的速度变化)，这引起所控制的输送装置上的速度的变化。
如果所述拉力调节器进行调整，那就改变所述两个夹紧部位中的至少一个夹紧部位的速度。这在印刷机组中导致速度曲线的变化，这又对纵向套准产生影响并且导致废页。 为避免废页，在本发明的范围内如此对单个印刷机组120、130、140进行预控制，使得速度曲线的变化不会导致套准的变化。与夹紧的印刷机组相反，可以对非夹紧的印刷机组进行调整，而这没有对材料幅面的速度产生影响。
下面参照图2来解释，速度调整如何影响着所述套准。图2示出了一个幅面区段， 该幅面区段由两个具有速度V(0，s)或者v(L，s)的夹紧部位202、203限定。所述材料幅面 101的在所述夹紧部位之间的长度是L。所述材料幅面以应变％(s)进入到所研究的幅面区段中。
此外，在位置X1或者X2上有两台印刷机组210、220。所述印刷机组之间的间距是 X2-Xl。所述两台印刷机组将油墨喷射到材料幅面上。所述材料幅面101直接在所述印刷机组中拥有幅面速度V(Xy)和V(Xy)。加工速度是vi (S)或者V2 (S);所述加工速度基本上通过两个印刷行之间的时间间隔来定义。
对于非夹紧的印刷机组来说，本身没有一致的材料幅面速度和加工速度。自由的材料幅面的取决于位置和时间的速度而是不依赖于加工速度地对于纯弹性的材料幅面特性-没有气候的依赖性-通过以下描述来产生对于非夹紧的印刷机组来说，根据限定的夹紧部位的圆周速度v(0，s)或者v(L，s)、 进入到所述幅面区段中的应变eQ (s)(该应变比如从拉力和横截面中产生)以及加工速度 V1(S)或者V2 (S)从所述材料幅面的线性的应变特性与套准误差的已知的方程式之间的组合中以以下方程式产生套准误差I 关于进行推导的详细的细节，参照纽伦堡M. Gob> H. Schnabel、S. Schultze, SPS/ IPC/DRIVES 2011 的出版物 “Bahnzugkraft- und Registerkorrelation bei Maschinen mit Non Impact Printing (在无压印刷机中的幅面压力和套准校正)”。
从中获得在图3中示意性地示出的关联，从该关联中可以确定所产生的套准偏差 yxl，x2，也就是相应的距离，所述印刷机组的在位置X1上的印刷图相对于所述印刷机组的在位置X。卜.的印刷图移动了所述相应的距离。在此表示长度L，L12表示^与&之间的间距，并且「表示未变化的速度(相当于速度的“恒定分量”或者未变化的导向轴速度)。
为了现在在本发明的范围内避免这种套准偏差，比如在位置X2上如此预控制所述印刷机组，从而以期望的套准误差AX=yxl，x2为幅度来调整所述印刷机组的加工位置。在简单的实施方式中，这可以通过以下方式来进行，也就是使印刷错开一定的时间(提早或者推迟)。由此比如以所期望的距离Λ X为幅度来改变材料幅面上的印刷位置(加工位置)。
很明显，可以在参量V1(S)、V2(S)、V(0，S)、V(L，S)和e0(s)的基础上计算套准误差 yxl，x2，所述参量一般在机器控制器中已知或者至少可以容易地得到确定。此外，所述套准误差取决于位置X1和X2和夹紧部位之间的自由的材料幅面长度L。这些参量在印刷过程中通常是恒定的并且同样能够容易地得到确定。所述按本发明的预控制因此可以特别容易地得到实现。
按照本发明的一种特别优选的实施方式，实施以下步骤。
在正常的机器运行的范围内，进行拉力调节器的调整干预，用于将实际拉力调节到预先给定的额定拉力。为此，所述幅面拉力调节器计算调整量比如微调量 (Feinabgleich)，在此用所述调整量来改变上游的和/或下游的输送装置的速度。
改变拉力的原因尤其是弹性模量的变化。这也可能立即源自(比如由于印刷图变化而引起的，还有空气中的)所加入的湿度量的变化。
对所控制的输送装置的速度变化加以考虑并且优选按照上面所描述的分析模型来为相应的印刷机组计算从中产生的套准误差。事实已经表明，上游的输送装置的控制是有利的，因为在调整进入的夹紧部位时仅仅出现动态的套准误差，而动态的套准误差则会自动补偿(也就是自已消除)。
相反，将所计算的期望的套准误差作为预控制以相加的方式施加到相应的印刷机组上，由此来抑制在实际上出现的套准误差。预控制的调整量可以是距离ΛΧ，以该距离 Ax为幅度来移动有待施加的印刷图。该信息可以通过任意的总线(比如以太网)或者通过实时总线(比如Sercos (串行实时通信协议)3)来传输。此外，所述印刷图的移动可以通过发送器仿真(Geberemulation)来进行。对于数字印刷机组来说，常见的是，借助于高精确的机器速度/机器角度(比如导向轴位置)来控制印刷喷嘴的控制。机器速度的传输比如在现有技术中借助于增量发送器信号(通过安装在机器的输送装置上的发送器或者通过在机器角度的基础上仿真的发送器信号)由印刷机组控制器来读入。如果比如所仿真的传输给第一印刷机组210的机器角度相对于所仿真的传输给第二印刷机组220的机器角度移动了一定的角度，那就在材料幅面上产生所印刷的图像的移动。此外，发送器信息-如在DE 10 2010 044 645中所公开的一样-通过实时总线来传输。作为替代方案，所述预控制(所述调节器180、181、182的输出)也可以不是通过所传输的机器位置的调整来进行，而是借助于通过标准通信系统(比如以太网连接)在机器控制器与数字印刷机组控制器之间传输有待预控制的相加的印刷机组角度这种方式来进行。
随后又从前面开始所述方法。
本发明的一种优选的改进方案除了位置的变化之外也包括印刷图的长度的变化。 材料幅面速度的在印刷机组的位置上的变化引起这样的情况，即如果不应该改变印刷长度，则必须在更短的或者更长的时间里印上有待印上的图像。出于这个原因，速度曲线的变化(由于拉力调节器干预，例如对变化的弹性模量的反应并且在由此引起的对所述夹紧部位之一上的速度变化的反应)对所述印刷图的长度产生影响。如上面已经解释的一样，从中能够确定在所述印刷机组的位置上产生的材料幅度速度，从而可以确定期望的印刷长度变化。也可以通过所述印刷机组的控制来抑制这种印刷长度变化，方法是比如影响两个印刷行之间的时间间隔。这同样可以通过任意的总线(比如以太网)或者通过实时总线(比如 Sercos 3)来传输。此外，印刷图的移动也可以通过发送器仿真来进行。
权利要求
1.用于在加工机器(100)中在纵向套准控制的范围内调整至少一个未将有待加工的材料幅面(101)夹紧的加工装置(110、120、130、140)的加工位置的方法， 其中所述至少一个加工装置(110、120、130、140)布置在由两个夹紧部位(102、103 ；202,203)限定的幅面区段中， 其中在预控制的范围内向所述至少一个加工装置(110、120、130、140)加载用于调整加工位置的调整量， 其中在从用于对所述幅面区段中的拉力(F12)进行调节的拉力调节装置(160、161)的调整干预中产生的套准偏差(yxl，x2)的基础上计算所述用于调整加工位置的调整量。
2.按权利要求I所述的方法，其中所述调整量从所述两个夹紧部位(102、103;202、203)的速度(v(0, s)、v(L, s))和所述材料幅面(101)的应变中来计算。
3.按权利要求I或2所述的方法，其中所述调整量从所述至少一个加工装置(110、120、130、140)的速度(V1 (s)、v2(s))中来计算。
4.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述调整量从所述至少一个加工装置(110、120、130、140)和所述两个夹紧部位的位置&1、&、0、0中来计算。
5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中向所述至少一个加工装置(110、120、130、140)加载所述调整量，用于将加工位置移动与期望的套准偏差(yxl，x2)相当的距离。
6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中额外地调整所述至少一个加工装置(110、120、130、140)的加工长度，其中在预控制的范围内向所述至少一个加工装置(110、120、130、140)加载用于调整所述加工长度的调整量，其中在从用于对所述幅面区段中的拉力(F12)进行调节的拉力调节装置(160、161)的调整干预中期望的速度变化的基础上计算所述用于调整加工长度的调整量。
7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过总线连接将所述调整量传输给所述至少一个加工装置(110、120、130、140)。
8.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述调整量作为发送器仿真的输出来产生。
9.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中就在过程参量发生变化时进行所述预控制。
10.按前述权利要求中任一项所述的方法，用在作为加工机器的数字印刷机(100)中，其具有至少一个喷墨印刷机组(110、120、130、140)作为加工装置。
11.按前述权利要求中任一项所述的方法，用在具有至少一个激光加工装置的加工机器中。
12.计算单元，该计算单元设置用于实施按前述权利要求中任一项所述的方法。
全文摘要
一种调整加工装置的加工位置的方法。本发明涉及一种用于在加工机器(100)中在纵向套准控制的范围内调整至少一个未将有待加工的材料幅面(101)夹紧的加工装置(110、120、130、140)的加工位置的方法，其中所述至少一个加工装置(110、120、130、140)布置在由两个夹紧部位(102、103)限定的幅面区段中，其中在预控制的范围内向所述至少一个加工装置(110、120、130、140)加载用于调整加工位置的调整量，其中在从用于对所述幅面区段中的拉力(F12)进行调节的拉力调节装置(160、161)的调整干预中期望的套准偏差的基础上计算所述用于调整加工位置的调整量。
文档编号B41F13/02GK102975475SQ20121031
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月31日 优先权日2011年9月2日
发明者H.施纳贝尔, S.舒尔策, M.格布 申请人:罗伯特·博世有限公司