DD200513A1

DD200513A1 - Steuersystem zur steuerung von stellgliedern an druckmaschinen

Info

Publication number: DD200513A1
Application number: DD81232359A
Authority: DD
Inventors: Johannes Naumann; Wolfgang Pohl; Karl-Heinz Foerster
Original assignee: Johannes Naumann; Wolfgang Pohl; Foerster Karl Heinz
Priority date: 1981-08-04
Filing date: 1981-08-04
Publication date: 1983-05-11
Also published as: DE3225177A1; US4441424A; JPS5833467A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zur Steuerung von Stellgliedern an Druckmaschinen, wobei die Stellglieder translatorische und stetige oder rotatorische Stellbewegungen ausfuehren. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine funktionssichere, unkomplizierte und oekonomisch vertretbare Steuerung der Stellglieder zu finden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der durch die zu steuernden Stellglieder ausgenutzten Energieformen auf eine einzige zu reduzierenden und durch Schaffung eines geeigneten Steuersystems die vielzahl der Steuerungsarten zu vermindern. Die Aufgabe wird durch ein Steuersystem derart geloest, dass den Stellgliedern ueber ein einziges Versorgungssystem eine gemeinsame Energieform so zugeordnetist, dass ein durch eine Konstantpumpe erzeugter Oelstrom ueber ein elektrisch betaetigtes Stromregelventil beeinflussbar ist, das ueber einen Signalgeber und einer nachgeschalteten Signalverarbeitung mit der Einheitswelle verbunden ist. Fig.1

Description

VEB Kombinat Polygraph

"Werner lamberz" Leipzig

7050 Leipzig Leipzig, den 29. JuIi 1981

Steuersystem zur Steuerung von Stellgliedern an Druckmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zur Steuerung von Stellgliedern an Druckmaschinen, wobei die Stellglieder translatorische und stetige oder unstetige rotatorische Stellbewegungen ausführen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

An einer-Druckmaschine müssen eine Vielzahl von Stellbewegungen ausgeführt werden, die sich in drei Bewegungsformen·, .klassifi-. zieren lassen, lieben den translatorischen Stell.bewegungen, wie' z« B, den Bewegungen der Ziehmarken, der Bogenvereinzelungselemente oder der Traversierbewegurig des Reibzylinders, treten in der Druckmaschine rotatorische Stellbewegungen auf, die sich in stetige und unstetige rotatorische Stellbewegungen unter- scheiden lassen. Zu den stetigen rotatorischen Bewegungen wird z« B₆ der Hauptantrieb der Druckmaschine und die Bewegung der Farbwalzen gezählt und zu den unstetig rotatorischen Bewegungen

antrieb« *

Zur Betätigung der Stellglieder werden im Wesentlichen vier Energieformen genutzt« Das sind die mechanische, die elektrisches die hydraulische und die pneumatische Energie. Die mechanischen $ elektrischen, hydraulischen und pneumatischen Stellglieder müssen entsprechend ihrer Bewegungsform, also der trans-= latorischen, der stetig rotatorischen und der unstetig rotatorisehen Stellbewegung und ihrer genutzten Energieform, d. h. der mechanischen, der elektrischen, der hydraulischen und der pneu- matischen Energie, gesteuert werden*

Die Steuerung muß so erfolgen, daß alle Stellbewegungen in einem konstanten Verhältnis zu einer Einheitswelle vollzogen werden, deren Drehzahl wiederum ein konstantes Verhältnis zur Antriebsdrehzahl der Druckmaschinen aufweist. Es müssen mehrere Steuerungsarten angewendet werden» Eine Möglichkeit besteht darin, das Antriebsproblem sowohl bei stetigen als auch unstetigen Stellbewegungen auf konventionelle Art und Weise durch mechanischen Zwangslauf zu lösen« Bedingt durch die Automatisierung des Druckprogramms ergibt sich in zunehmendem Maße die Forderung nach Variabilität des Verhältnisses zwischen der Stellbewegung der stetigen oder unstetigen Stellglieder und der Maschinengeschwindigkeit« Diese Forderung läßt sich nur mittels dezentraler steuerbarer Antriebe erfüllen«, Die Steuerung derartiger dezentraler Antriebe erfordert hohe steuerungstechnische Aufwände, um die an Druckmaschinen geforderte Genauigkeit hinreichend zu garantieren« Bei unstetigen Stellantrieben muß eine exakte Zuordnung der .Stellbewegung zum Maschinendrehwinkel gesteuert werden. Zusätzlich wird eine steuerungstechnische Verknüpfung der Punktionen . aufeinanderfolgender Arbeitsstationen,.'d. h.« also die Verknüpfung' der-Bewegungen der betreffenden Stellglieder, notwendig. Zur'-Erfüllung dieser komplexen Steuerungsaufgaben werden Ablaufsteuerungen eingesetzt, die bekanntlich mit Schieberegistern in Verbindung mit verschiedenen mechanischen, elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Steuerungseleraenten verwirklicht werden, Die ständige Erhöhung der Masch'inendrehzahl macht es mit den sich daraus ergebenden erhöhten dynamischen Anforderungen erforderlich. die Totzeiten und Stellzeiten der unstetigen Stellglieder zu

eliminieren, was mittels aufwendiger elektronischer Kompensationsschaltungen nur annähernd gelingt. . . Es existieren, bedingt durch die fortschreitende Automatisierung, an modernen Druckmaschinen innerhalb komplexer Maschinensteuerungen infolge der verschiedenen Bewegungsformen und der verschiedenen Energieformen eine Vielzahl von Steuerungsarten nebeneinander* Die Steuerung wird dadurch unübersichtlich und die Koordinierung zwischen den Steuerungsarten wird sehr kompliziert.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine funktionssichere, unkomplizierte und ökonomisch vertretbare Steuerung der Stellglieder einer Druckmaschine zu finden«

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der durch die zu steuernden Stellglieder ausgenutzten Energieformen auf eine einzige zu reduzieren und durch die Schaffung eines geeigneten Steuersystems die Vielzahl der Steuerungsarten zu vermindern.

Wesen-d-er Erfindung' ..... ·..·.. .·.· ·; .·

Die;.Aufgäbe wird gelöst durch ein Steuersystem zur Steuerung von translatorisch, stetig rotatorisch und unstetig.rotatorisch be™ . wegten Stellgliedern an Druckmaschinen, die eine Einheitswelle mit konstanten Drehzahlverhältnis zur Antriebsdrehzahl der Druckmaschine aufweist Und von der die Antriebe der Stellglieder'derart steuerbar sind, daß den Stellgliedern über ein einziges Versorgungssystem eine gemeinsame Energieform so zugeordnet ist.

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daß ein durch eine Konstantpumpe erzeugter Ölstrom über ein elektrisch betätigtes Stromregelventil beeinflußbar ist, das' über einen Signalgeber und einer nachgeschalteten Signalverarbeitung mit der Einheitswelle verbunden ist» Das Stromventil ist als Strombegrenzungsventil oder als Servoventil ausgeführt. Den hydraulischen Stellgliedern sind Wegeventile und den Wegeventilen Synchronisierglieder vorgeschaltete Die Synchronisierglieder sind mit der Einheitswelle zugeordneten Nocken gekoppelt. D_en hydraulischen Stellgliedern und den Synchronisiergliedern sind Eingabeelemente zugeordnet«

Mit dem Prozeß der Automatisierung der Druckmaschine und damit die Anwendung dezentraler Antriebe entstand auch das Bedürfnis nach einer übersichtlichen, unkomplizierten und ökonomisch wenig aufwendigen Steuerung, Trotz großer Anstrengungen auf diesem Gebiet hat sich keiner der damit befaßten Fachleute die Aufgabe gestellt j die Anzahl der durch die zu steuernden Stellglieder ausgenutzten Energieformen auf eine einzige zu senken und durch die Schaffung eines geeigneten Steuersystems die Vielzahl der Steuerungsarten zu vermindern*

Mit der vorliegenden Erfindung wurde das erstmalig getan« Es ist damit möglich _t durch ein'einziges, universelle Versorgungssystem, z» B_e einen Hubmagneten, die D_ruckan~ und -abstellung oder den Hauptantrieb durch hydraulische Stellglieder zu realisieren« Damit wird die Steuerung'wesentlich übersichtlicher, unkomplizierter und ökonomisch weniger aufwendig»

Ausführungsbeispiel ·

.Mächfolgend soll die Erfindung anhand eines .Ausführungsbeispiele< .näher erläutert werden

Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Figur 1 σ Erfindungsgemäße Schaltung für die Steuerung von Stellgliedern an Druckmaschinen '

Figur 2» Schaltung in der Signalverarbeitung 7

Die Schaltungsanordnung hat folgenden Aufbau:

Eine Konstantpumpe 1 mit einem parallel geschalteten Druckbegrenzungsventil 2 steht mit einem (^vorratsbehälter 3 in Verbindung, Die Konstantpumpe 1 ist über eine Ö'istromzuleitung 4 mit einem Stromregelventil 5 verbunden. Ein mit der nicht dargestellten Einheitswelle der Druckmaschine gekoppelter Signalgeber 6 ist über eine Signalverarbeitung 7 mit dem Stromregelventil 5 verknüpft. .

Über die Verteilerleitung 23 steht ein erstes Wegeventil 8 mit einem Hydromotor 11 in Verbindung, Parallel dazu sind ein erstes \J .Synchronisierglied 12 und ein zweites Wegeventil 9 einem Drehwinkelmotor 14 und ein zweites Synchronisierglied 13 und ein

''' - ^J- drittes Wegeventil 10 einem Hydrozylinder 15 vorgeschaltet.

Dem ersten Synchronisierglied 12 ist ein erster Nocken 16 und dem zweiten Synchronisierglied 13 ist ein zweiter Nocken 17 zugeordnet« Beide Nocken 16, 17 sind mit der nicht dargestellten Einheitswelle gekoppelt. Dem Hydromotor 11 ist ein Hydromotoreingabeelement 18_S dem Drehwinkelmotor 14 ist ein Drehwinkelmotoreingabe element 19 und dem Hydrozylinder 15 ist ein Hydrozylindereingabeelement 20 zugeordnet. Die genannten Eingabeelemente 18, 19s 20 sind mit der Signalverarbeitung 7 verbunden. Die Signalverarbeitung 7, entsprechend Figur 2, besteht aus einem ersten Festwiderstand 32 und einem zweiten Festwiderstand 33_S die beide den Widerstandswert R₁ besitzen_? einen Potentiome-

; '"] ter 34_S das den Gesamtwiderstandswert R_? und zwischen Schleifer und Bezugspotential den Widerstandswert mR_? hat, und einen Operationsverstärker 35*. Der Schleifer 36 des Potentiometers 34 wird von dem HydrozyÜndereingabeelement 20 mechanisch verstellt. Mit dem ersten Synchronisierglied 12 ist ein erstes Synchroni» siergliedeingabeslement 21 und mit dem zweiten Synchronisier- ;.· .· glied 13 ist ein zweites Synchronisiergliedeingabeelement' 22- . · '·.;·' ' gekoppelt. Für den'Anschluß weiterer'hydraulischer Stellglieder 24· sind eine von der Verteilerleitung 23.ausgehende Zuleitung und eine in den (^vorratsbehälter 3 führende Ableitung 26 vorgesehen, die mit einer Öiablaufleitung 29 verbunden ist. Parallel zum Strornregelventil 5 ist ein parallel geschaltetes Stromregelventil 27 angeordnet 5 das über die Ö'izuleitung 30 mit der Öl* stromzuleitung 4 verbunden ist und mit einer Anschlußmöglichkeit • ?R für andere hydraulische Stellglieder versehen ist.

Eine Ablaufleitung 31 ist mit der in den (^vorratsbehälter 3 führenden Öiablaufleitung 29 verbunden«, . .

Die Punktionsweise der erfindungsgemäßen Steuerung ist folgende: Aus dem Öivorratsbehälter 3 wird mittels der Konstantpumpe 1 Hydrauliköl in die Ölstromleitung 4 geförderte Ein parallel zur Konstantpumpe.-. 1 geschaltetes Druckbegrenzungsventil 2 garantiert den für die Punktion des Kreislaufs notwendigen konstanten Pumpendruck« Das Hydrauliköl durchfließt dann ein Stromregelventil 5« ^Ein mit der Einheitswelle der Druckmaschine gekoppelter Signalgeber 6 leitet Drehzahlsignale an die Signalverarbeitung 7 weiter,. Die Signalverarbeitung 7 liefert Einstellbefehle an das Strombegrenzungsventil 5_S das dann entsprechend der Druckmaschinendrehzahl die Durchflußmenge regelt, indem ein hier nicht dargestellter Stellantrieb des Stromregelventiles 5 den Durchflußquerschnitt änderte D_er damit zur Verfügung gestellte Ölstrom wird dem Hydromotor 11, dem Drehwinkelmotor 14 und dem Hydrozylinder 15 zugeführt und bestimmt deren Geschwindigkeit_? die nunmehr der Druckmaschinendrehzahl entspricht. Die von nur einem Stromregelventil 5 versorgten Stellglieder der Hydromotor 11 _s der Drehwinkelmotor 14 und der Hydrozylinder 15 können sich nur einzeln bewegen, da der vom Stromregelventil 5 zur Verfugung gestellte Ölstrom stets zu dem Verbraucher mit dem niedrigsten Eingangsdruck fließt. Sollen sich mehrere Verbraucher gleichzeitig bewegen ₉ so müssen den einzelnen Verbrauchern parallel geschaltete Öistromregelventile zugeordnet werden. In der ausgeführten Schaltung wird in diesem Falle gleich« zeitig das. Ölstromregelventil 5 auch dem parallel geschalteten Öls.tromregelventil 27 von einem Ölstrom durchflossen. Dieses parallel- geschaltete. Öls.tromregelventil 27 muß ebenfalls .über dem"Signalgeber 6 an die Signalverarbeitung 7 gesteuert werden. Damit können über die Anschlußmöglichkeiten 28 andere Verbraucher gleichzeitig mit Hydrauliköl versorgt werden« Das' Stromregelventil 5 kann als. Strombegrenzungsventil oder als Servoventil ausgeführt werden. Pur den Antrieb des Hydro» motors 13 mit stetig rotierender Abtriebsbewegung kann das das Stromregelventil 5 verlassende Hydrauliköl über das Wegeventil 8 dem Hydromotor 11 direkt zugeführt werden, D_as Wegeventil 8 be-

stimmt die Drehrichtung des Hydromotors 11. Dem Drehwinkelmotor 14 und dem Hydrozylinder 15 , die eine unstetige Abtriebsbewegung ausführen, wird das Hydrauliköl über Synchronisierglieder· 12, und die Wegeventile 9, 10 zugeführt, da hier neben der druckmaschinenbezogenen Motorgeschwindigkeit auch eine exakte Zuordnung .der Motorbewegung zu einem bestimmten M_aschinendrehwinkel notwendig, ist. Die Wegeventile 9, .10, die die Richtung der Motorbewegung bestimmten, werden zeitlich vor den Synchronisiergliedern 12, 13 betätigt, so daß die Eigenzeiten der Wegeventile den Bewegungsbeginn der Motoren nicht beeinflussen können. Die Synchronisierglieder 12, 13 werden über Nocken 16, 17, die direkt mit der Druckmaschinendrehzahl angetrieben werden, betätigt und garantieren so einen drehwinkelbezogenen Bewegungsbeginn des Drehwinkelmotors 14 und des Hydrozylinders 15» Durch das Hydromotoreingabeelernent 18, das Drehwinkelmotoreingabe· element 19 und das Hydrozylindereingabeelement 20 kann die Proportinalität zwischen Ö'istrom und Stellgeschwindigkeit de*¹ einzelnen Motoren verändert werden, ohne daß dabei der Zusammenhang . zwischen Druckmaschinendrehzahl und Ölstrom beeinflußt wird. Die Schaltung in der Signalverarbeitung 7 stellt eine Verstärker«= Schaltung mit einem bipolaren Koeffizienten dar, I¹Ur die Ausgangs spannung U ,. die dem Stromregelventil 5 züge-

ei

führt wird, gilt:

u_a - (an - D D_e

Eingangsspannung U wird vom Signalgeber 6 geliefert. Der bipolare Koeffizient m läßt sich zwischen 0 und 1 einstellen. Bei der Signalverarbeitung 7 ohne Eingabemöglichkeit durch das Hydrozylinderelement. 20 kann entsprechend der Gegebenheiten eine .Pesteinstellung des ' Potentiometers '. erfolgen.. .' ' Die in Figur 2 dargestellte_$ auf den Hydrozylinder 15 bezogene Schaltung kann auch entsprechend für den Drehwinkelmotor-14 und den Hydromotor 11 angewendet werden.

Die Betätigung des Hydromotoreingabeelementes,. des Drehwinkel·-- eingabeelementes 19 und des Hydrozylindereingabeelementes 20 kann bei laufender Druckmaschine erfolgen.

Die Synchronisiergliedereingabeelemente 21, 22 dienen der Verstellung der Hocken 16_} 17* Damit kann bei laufender Druckmaschine die Zuordnung des Maschinendrehwinkels zur Bewegung des Drehwinkelmotors 14 und des Hydrozylinders 15 entsprechend den drucktechnischen Erfordernissen optimiert werden« Im Ausführungsbeispiel sind die Synchronisiergliedereingabeele» mente 21 ₉ 22 als elektromagnetisch betätigte Bremsen zwischen Maschinengestell und rotierenden Nocken 16, 17 ausgeführt*

Claims

Erfindangsansprüche

1. Steuersystem zur Steuerung von translatorisch, stetig rotatorisch und, uns te tig rotatorisch bewegten Stellgliedern an Druckmaschinen mit einer Einheitswelle, deren Drehzahl ein konstantes Verhältnis zur -Antriebsdrehzahl der Druckmaschine aufweist und von der die Antriebe der Stellglieder steuerbar sind, gekennzeichnet dadurch, daß den Stellgliedern ein einziges Versorgungssystem auf hydraulischer Energiebasis, bestehend aus einer Konstantpumpe (1), einer die Konstantpumpe (i) mit den Stellgliedern verbindenden Ölstromzuleitung (4) und einem, den Ölstrom beeinflussenden, elektrisch betätigten Stromregelventil (5), das über eine dem Signalgeber (6) nachgeschalteten Signalverarbeitung (7) mit der Einheitswelle verbunden ist, zugeordnet ist.

2. Steuerung nach P.unkt'1, gekennzeichnet dadurch, daß das elektrisch betätigte Stromregelventil (5) als Strombegrenzungsventil ausgeführt ist. .

3. Steuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das elektrisch betätigte Stromregelventil (5) als Servoventil ausgef uhrt ist..

4. Steuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß den hydraulischen Stellgliedern Wegeventile (8, 9, 10) und den Wegeventilen Synchronisierglieder (i2, 13) vorgeschaltet sind.

5. Steuerung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Synchronisierglieder (i2j 13) mit der Einheitswelle zugeordneten Nocken (16, 17) gekoppelt sind.

6. Steuerung nach Punkt 1,' gekennzeichnet dadurch, daß den hydraulicheh Stellgliedern Eingabeelemente (18, 19, 20) zugeordnet

7. Steuerung nach Punkt 4 und -5_S gekennzeichnet dadurch, daß den Synchronisiergliedern (12_S13) Synchronisiergliedeingabeelemente (21, 22) zugeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen '