DE10303374A1

DE10303374A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer papierverarbeitenden Maschine

Info

Publication number: DE10303374A1
Application number: DE10303374A
Authority: DE
Inventors: Klaus Auer; Stephan Ehrhardt
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP4718105B2; US20030160978A1; JP2003266644A; US7187464B2; DE10303374B4

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer papierverarbeitenden Maschine (1, 2, 3), welche wenigstens eine Recheneinheit aufweist, bei welchem die Positions- und Geschwindigkeitsdaten eines durch die papierverarbeitende Mdaschine zu transportierenden Bedruckstoffes erfasst werden, bei welchen mittels der erfassten Positions- und Geschwindigkeitsdaten die momentane Position des Bedruckstoffes errechnet und in Speichermitteln der Recheneinheit abgelegt wird, wobei zusätzlich zu der momentanen Position eines durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Bedruckstoffes zusätzliche Befehlsdaten in den Speichermitteln abgelegt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer papierverarbeitenden Maschine und eine Vorrichtung zur Steuerung einer papierverarbeitenden Maschine.

Zur Steuerung oder Regelung des zeitlichen Ablaufs von Betriebsvorgängen in papierverarbeitenden Maschinen sind zahlreiche Vorgehensweisen bekannt, welche darauf aufbauen, dass die durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Bedruckstoffe mittels Software nachgebildet werden. D. h., wenn ein Bedruckstoff, vorzugsweise ein Papierbogen, durch eine papierverarbeitende Maschine, insbesondere eine Druckmaschine, transportiert wird, so wird mittels Geschwindigkeits- und Positionssensoren in der Druckmaschine die jeweilige Position und zugehörige Geschwindigkeit eines bestimmten Bogen zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Druckmaschine in einer Speichervorrichtung abgelegt. Eine solche Vorgehensweise ist z. B. aus DE 42 29 645 A1 bekannt. Hierbei wird bei laufender Druckmaschine mit einem digitalen Positionsmeßsystem die Lage eines Bedruckstoffes innerhalb der Druckmaschine bezüglich eines Bezugsortes erfasst. Zusätzlich wird mit einem digitalen Geschwindigkeitsgeber laufend die Transportgeschwindigkeit des Bedruckstoffes entlang seines Transportweges oder die Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine oder die Geschwindigkeit bestimmter Komponenten im Antriebssystem der Druckmaschine erfasst. Die Daten des Positionsmesssystems und des Geschwindigkeitsgebers werden dabei laufend einem Rechner zugeführt, welcher eine Bestandteil der Maschinensteuerung der Druckmaschine ist. Der Rechner der Maschinensteuerung empfängt außerdem weitere Signale von Gebern und Sensoren, welche an verschiedenen Komponenten der Druckmaschine angebracht sind. Anhand des so diskretisierten Bedruckstoffes wird sichergestellt, dass die Bearbeitungsvorgänge, welche an einem Bedruckstoff vorgenommen werden, immer genau dann stattfinden, wenn der Bedruckstoff in der für den Bearbeitungsvorgang notwendigen Lage ist. Mit einem solchen Verfahren werden die Einflüsse von Tot- und Verzögerungszeiten, die jedem Stellglied bzw. Schaltelement einer Druckmaschine anhaften, eliminiert und so die Genauigkeit einer Druckmaschine verbessert.

Ein System zur Simulation des Transports eines Papierbogens durch ein Kopiergerät ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 809 156 A1 bekannt. Hierbei wird anhand von Daten, welche mittels Sensoren aus dem realen Transportsystem eines Kopiergeräts gewonnen werden, ein virtuelles Bogentransportsystem nachgebildet, welche es erlaubt, den korrekten Bogentransport durch das Kopiergerät zu überprüfen. Der virtuelle Bogen in einem solchen Simulationssystem wird dabei durch die gegenüberliegenden Enden eines Papierbogens und dem dazwischenliegenden Abstand, also der Länge des Bogens, dargestellt. Anfang, Ende und Länge des Papierbogens werden dann als Daten abgespeichert immer um eine festgelegte Einheit durch das virtuelle Bogentransportsystem des Kopiergerät transportiert. Auf diese Art und Weise lässt sich die Position des Papierbogens für jeden beliebigen Zeitpunkt im Kopiergerät bestimmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zu schaffen, welches es gestattet, einzelne Bögen, welche eine papierverarbeitende Maschine passieren, derart zu markieren, dass sie an bestimmten Positionen der papierverarbeitenden Maschine bestimmte Prozessabläufe durchlaufen. Insbesondere soll dabei eine sichtbare Markierung der Bögen wie z. B. durch Stanzen vermieden werden.

Die vorliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den großen Vorteil, dass Informationen oder Befehle, welche zu einem bestimmten Bedruckstoff gehören, zeitsynchron oder winkelsynchron durch eine papierverarbeitende Maschine transportiert werden. Bei herkömmlichen papierverarbeitenden Maschinen werden Bedruckstoffe, insbesondere Papierbogen, deren Bearbeitung vom normalen Bearbeitungsprozess abweicht, physikalisch markiert. D. h. es wird entweder eine Markierung auf den Papierbogen aufgedruckt oder ein Loch eingestanzt, womit der jeweiligen Bearbeitungsstation einer Druckmaschine signalisiert wird, dass dieser gestanzte Bogen einem bestimmten Bearbeitungsprozess zu unterziehen ist. Dies kann z. B. heißen, dass ein Probebogen gezogen wird. Der Nachteil einer solchen Markierung eines Papierbogens liegt natürlich darin, dass der Bogen physikalisch verändert wird, d. h. er weist eine störende sichtbare Markierung auf. Dieses Problem wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren elegant umgangen, da hier der Bogen nicht mehr physikalisch markiert, sondern virtuell markiert wird. Aus diesem Grund weist die Steuerung der papierverarbeitenden Maschine ein spezielles Programm auf, welches sämtliche durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Papierbogen virtuell nachbildet. Mittels einer solchen Technik kann jeweils auf die augenblickliche Position eines jeden Papierbogens in der Druckmaschine zu jedem beliebigen Zeitpunkt zurückgegriffen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor zusätzlich zu der augenblicklichen Situation eines Papierbogens in der papierverarbeitenden Maschine noch weitere Daten und Informationen abzuspeichern. Die Daten können so eine virtuelle Markierung oder einen bestimmten Befehl enthalten. Kommen nun der reelle und der virtuelle Papierbogen, welche natürlich immer zeitgleich durch die Maschine transportiert werden, an der Station an, an welcher der zusätzlich abgespeicherte Befehl oder die Markierung einen Prozess auslösen sollen, so wird dieser Prozess an der Station ausgeführt. Der diesem Prozess unterworfene reelle Papierbogen unterscheidet sich aber visuell überhaupt nicht von den anderen Papierbogen, da keine physikalische Markierung aufgebracht wurde. Der Papierbogen ist also äußerlich völlig unbeschädigt und unversehrt. Das Verfahren hat außerdem den großen Vorteil, dass nun keine Sensoren mehr an den Prozess vollziehenden Stationen der papierverarbeitenden Maschine vorhanden sein müssen, welche eine Markierung oder eine sonstige Veränderung des Papierbogens erfassen. Die Auslösung des speziellen Bearbeitungsprozess an der Station der papierverarbeitenden Maschine erfolgt so ausschließlich aufgrund der in der Maschinensteuerung abgelegten Daten des betreffenden Bogens.

Anstatt die Geschwindigkeits- und Positionsdaten sowie die zusätzlichen erfindungsgemäßen Befehlsdaten eines durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Papierbogens in Abhängigkeit des jeweiligen Zeitpunkts abzuspeichern, ist es auch möglich, die jeweilige zugehörige Winkelposition abzuspeichern. Die Vorgehensweise wird in Druckmaschinen bevorzugt, da hier die Maschinenwinkel fortlaufend gezählt werden, wodurch sie sich als Bezugsbasis anbieten. Die fortlaufende Zählweise des Maschinenwinkels bedingt Winkel, welche bei jeder Umdrehung um 360 Grad zunehmen.

Um die Geschwindigkeit und die Positionsdaten eines durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Papierbogens zu ermitteln, ist es vorteilhaft, die an einer papierverarbeitenden Maschine ohnehin vorhandenen Inkrementalgeber der einzelnen sich drehenden Zylinder oder des Maschinentachometers als Datenlieferant zu bedienen. Auf diese Art und Weise können zusätzliche Sensoren, welche die genannten Daten auch liefern würden, eingespart werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand von Figuren näher erläutert und beschrieben.

Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Druckmaschine mit zugeordneter Maschinenwinkelachse und
Fig. 2 ein Flussdiagramm zur Beschreibung des Prozesses bei Ziehmarkenfeinverstellung.
Die in Fig. 1 gezeigte Druckmaschine besteht aus mehreren Druckwerken 1, einem Anleger 2 und einem Ausleger 3. Zwischen dem Anleger 2 und dem ersten Druckwerk 1 ist eine Seitenziehmarke E1 eingebaut, welche es erlaubt, aus dem Anleger 2 kommende Papierbogen um einen bestimmten Wert seitlich zu versetzen. Im Ausleger 3 der Druckmaschine ist ein sogenanntes Bremsband eingebaut, welches die Aufgabe hat, die aus der Druckmaschine kommenden Papierbogen so weit abzubremsen, dass sie im Ausleger sicher und unbeschädigt gestapelt werden können. Das Bremsband bremst den Bogen mittels Reibung zwischen Bremsband und Bogen ab. Daher ist es wichtig, dass das Bremsband den Bogen nicht in einem bedruckten Bereich berührt, da das Druckbild sonst beschädigt würde. Für das Durchlaufen der Distanz zwischen der Ziehmarke E1 und dem Bremsband E2 benötigt ein Papierbogen eine bestimmte Zeit oder, da Druckmaschinen mit vielen rotierenden Bauteilen arbeiten, einen bestimmten Maschinenwinkel. Der Nullpunkt (Bezugspunkt) des Maschinenwinkels liegt im Bereich des Anlegers 2, so dass der Papierbogen beim Verlassen des Auslegers 2 je nach Maschinendrehzahl einen bestimmten Maschinewinkel zurückgelegt hat. In Fig. 1 hat der Papierbogen beim Eintritt in die Ziehmarke E1 einen Maschinenwinkel von α1 = 120 Grad. Wenn dieser Papierbogen das Bremsband erreicht hat, hat er einen Maschinenwinkel α2 = 4590 Grad. Der Maschinenwinkel dient so als Bezugspunkt für jeden Bogen, welcher die Druckmaschine durchläuft. Auf diese Art und Weise ist für jeden die papierverarbeitende Maschine durchlaufenden Bogen zu jedem Zeitpunkt der zugehörige Ort in der Druckmaschine ermittelbar. Die Steuerung der Druckmaschine weist einen Rechner auf, in welchem beliebige Daten, welche den Maschinenzustand und die ablaufenden Prozesse beinhalten abgespeichert werden können. Mittels dieser Daten, wie der Maschinendrehzahl, kann die Position und Geschwindigkeit eines jeden durch die Druckmaschine zu transportierenden Papierbogens errechnet werden und dem jeweiligen Papierbogen zugeordnet im Speicher des Rechners abgelegt werden. Auf diese Art und Weise wird in dem Rechner ein virtueller Bogentransport durch die Druckmaschine nachgebildet. Wenn ein neuer Papierbogen die Nullgradmarke auf der Skale in Fig. 1 passiert, so wird diesem Bogen im Rechner der Maschinensteuerung der Maschinenwinkel 0 Grad zugewiesen. Da die Geschwindigkeitsdaten der Druckmaschine laufend erfasst werden, kann nun diesem Papierbogen eindeutig zugeordnet werden, dass er bei α1 = 120 Grad die Seitenziehmarke erreicht. Wird der betreffende Papierbogen bei der Seitenziehmarke einen bestimmten Wert z. B. 1 mm seitlich nach links gezogen, so wird dieser seitliche Versatz, welcher mittels Sensoren an der Seitenziehmarke dem Rechner übermittelt wird, sowie der Ort des Versatzes, hier die Seitenziehmarke, dem betreffenden Papierbogen zugehörig abgespeichert. Zusätzlich bewirkt der Einsatz der Ziehmarke, dass ein weiterer Eintrag abgespeichert wird, welcher einen Befehl beinhaltet, der den Papierbogen bei Erreichen eines Bremsbands im Ausleger 3 dieses Bremsband um den seitlichen Versatz, hier 1 mm, seitlich nach links verfährt. Da der Abstand Ziehmarke und Bremsband immer konstant ist, hat das Bremsband auch einen konstanten Maschinenwinkel hier α2 = 4590 Grad. Sobald der virtuelle Papierbogen nun diesen Maschinenwinkel von α2 = 4590 Grad erreicht hat, wird der diesem Bogen zugeordnete Befehl, nämlich das Bremsband um 1 mm nach links zu verfahren, ausgeführt, so dass der reelle Papierbogen korrekt auf dem Bremsband zu liegen kommt, da das Bremsband genau um diesen Wert verfahren wird. Wenn der Papierbogen den Ausleger 3 verlassen hat, wird der entsprechende Papierbogen in der Maschinensteuerung gelöscht, um den Speicher für neue Papierbogen, welche in die Druckmaschine beim Maschinenwinkel Nullgrad eintreten, freizugeben. Zusätzlich ist es möglich, auch Bogen aus dem Speicher zu löschen, wenn diese im Zuge einer Wendung zwischen den Druckwerken 1 verloren gehen. Meldet z. B. ein Sensor in der Druckmaschine zwischen zwei Druckwerken 1, dass ein Bogen verloren gegangen ist, so erfolgt eine entsprechende Meldung an den Rechner der Maschinensteuerung. Da der Ort des Sensors bekannt ist und der momentane Ort aller durch die Maschine zu transportierenden Papierbogen mittels des jeweiligen Maschinenwinkels ebenfalls abgespeichert ist, ist eindeutig festzustellen, welcher Papierbogen verloren gegangen ist. Dieser Papierbogen kann in der Maschinensteuerung gelöscht werden.
In dem Flussdiagramm gemäß Fig. 2 ist nun der Ablauf dargestellt, wie er bei der Aktivierung der Ziehmarke E1 stattfindet. Mittels eines Startbefehls wird die Druckmaschine in Produktion versetzt und anschließend der Papierlauf des Anlegers 2 gestartet. In einer Schleife wird nun abgefragt, ob ein virtueller Papierbogen den Maschinenwinkel α1. dem die Ziehmarke zugeordnet ist, passiert hat. Solange dies nicht der Fall ist, wird diese Abfrage ununterbrochen getätigt. Wenn ein virtueller Bogen den Winkel α1 erreicht hat, so wird der zugehörige reale Bogen mittels der Ziehmarke um einen bestimmten Betrag zur Seite versetzt. Dieser Betrag wird nun dem virtuellen Bogen zugehörig abgelegt. Im weiteren Verlauf wird nun abgefragt, ob der virtuelle Bogen bei α2 angekommen ist. Sobald der Bogen den Maschinenwinkel α2 erreicht hat, wird aus dem dem virtuellen Bogen zugehörigen Speicherfeld der Wert der Ziehmarkenverstellung ausgelesen. Um genau diesen Wert wird nun das Bremsband seitlich verfahren, so dass der Papierbogen korrekt auf dem Bremsband zu liegen kommt. Diese Vorgehensweise beim Einsatz der Ziehmarke ist als Software in einem Programmteil umgesetzt, welcher auf dem Rechner der Maschinensteuerung läuft. Für andere Prozessabläufe, welche die Papierbogen betreffen, sind weitere Programmteile im Rechner der Maschinensteuerung abgelegt. So kann ein weiteres Programm vorhanden sein, welches eine Probebogenentnahme steuert.
Hierbei ist an einem bestimmten Ort der Druckmaschine zwischen dem letzten Druckwerk und dem Ausleger 3 eine Bogenentnahmevorrichtung vorgesehen. Das Bedienpersonal der Druckmaschine kann nun vorgeben, dass z. B. jeder hundertste Bogen, welcher die Druckmaschine durchläuft, von der Probebogenentnahmevorrichtung gegriffen wird. Dazu ordnet nun der Programmteil "Probebogenentnahme" jedem hundersten Bogen den Befehl "Probebogenentnahme" zu, welcher mit dem virtuellen Bogen zugehörig im Rechner der Maschinensteuerung abgespeichert wird. Sobald nun ein Bogen mit dem Befehl "Probebogenentnahme" die Entnahmestation erreicht hat, wird der Befehl ausgeführt und der Probebogen entnommen.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beiden genannten Prozesse Ziehmarkenverstellung und Probebogenentnahme beschränkt. Sie kann für alle Prozesse in einer Druckmaschine oder auch in einem Falzwerk verwendet werden, welche das Bearbeiten eines Bogens erfordern. Bezugszeichenliste 1 Druckwerk
2 Anleger
3 Ausleger
E1 Ziehmarke
E2 Bremsband
α1 Maschinenwinkelposition Ziehmarke
α2 Maschinenwinkelposition Bremsband

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer papierverarbeitenden Maschine (1, 2, 3), welche wenigstens eine Recheneinheit aufweist, bei welchem die Positions- und Geschwindigkeitsdaten eines durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Bedruckstoffes erfasst werden, bei welchem mittels der erfassten Positions- und Geschwindigkeitsdaten die momentane Position des Bedruckstoffes errechnet und in Speichermitteln der Recheneinheit abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der momentanen Position eines durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Bedruckstoffes zusätzliche Befehlsdaten in den Speichermitteln abgelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Position sowie die zusätzlichen Befehlsdaten eines durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Bedruckstoffes in Abhängigkeit der jeweiligen Winkelposition abgespeichert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Position sowie die zusätzlichen Befehlsdaten eines durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Bedruckstoffes in Abhängigkeit des jeweiligen Zeitpunkts abgespeichert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeits- und Positionsdaten zur Bestimmung der momentanen Position des Bedruckstoffes mittels eines Maschinentachometers oder Inkrementalgebers ermittelt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Befehlsdaten des zugehörigen Bedruckstoffes an der Position der Maschine ausgeführt werden, welche in den zusätzlichen Befehlsdaten enthalten ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Befehlsdatensatz eines zugehörigen Bogens den Befehl Ziehmarkenfeinverstellung enthält, welcher beim Durchlaufen des Bogens durch die Station einer papierverarbeitenden Maschine, welche als Ziehmarke bezeichnet wird, entsprechend dem zusätzlichen Befehlsdatensatz seitlich versetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Befehlsdatensatz eines zugehörigen Bedruckstoffes den Befehl Probebogenentnahme enthält, wodurch der zugehörige Bedruckstoff beim Passieren einer Bogenentnahmeeinrichtung aus der papierverarbeitenden Maschine entnommen wird.

8. Vorrichtung zur Steuerung einer papierverarbeitenden Maschine (1, 2, 3), welche wenigstens eine Recheneinheit zur Erfassung von Positions- und Geschwindigkeitsdaten eines durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Bedruckstoffes aufweist, welche Speichermittel in der Recheneinheit zur Speicherung der mittels der erfassten Positions- und Geschwindigkeitsdaten berechneten momentanen Position des zugehörigen Bedruckstoffes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichermittel zur Speicherung zusätzlich zu der momentanen Position eines durch die papierverarbeitende Maschine zu transportierenden Bedruckstoffes zugeordneten Befehlsdaten ausgelegt sind.

9. Papierverarbeitende Maschine, insbesondere Druckmaschine mit einer Vorrichtung nach Anspruch 8.