经改善的页张行进监控
阅读说明：本技术 经改善的页张行进监控 (Improved sheet travel monitoring ) 是由 S·克瑙夫 H·布克 J·里茨 V·希默尔斯巴赫 M·雅诺恰 J·舒尔特 T·佩斯勒 于 2020-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于在页张印刷机中以计算机支持的方式进行页张行进监控的方法,其中,在印刷运行中测量传感器(1a、1b)检测在印刷机中的页张(7)且激活传感器(2)通过激活信号(20)触发测量传感器(1a、1b)的测量,其特征在于,激活传感器(2)机械式固定地安装而无需校正,且确定和补偿激活信号(20)的时间偏差。(The invention relates to a method for computer-assisted monitoring of the advance of sheets in a sheet-fed printing press, wherein during a printing operation a measuring sensor (1a, 1b) detects a sheet (7) in the printing press and an activation sensor (2) triggers a measurement of the measuring sensor (1a, 1b) by means of an activation signal (20), characterized in that the activation sensor (2) is mounted mechanically fixed without correction and in that the time offset of the activation signal (20) is determined and compensated.)
技术领域
本发明涉及一种借助于机械式固定地安装的激活传感器(Aktivierungssensor)在页张印刷机中实现经改善的页张行进监控(Bogenlaufkontrolle)的方法。
本发明属于印刷机页张输送的技术领域。
背景技术
对页张印刷机的页张行进监控具有这样的功能：识别在印刷机组中或在多个机组之间的页张损耗，以便避免由于对应印刷滚筒的压印而污染机器或者在极端情况下发生机器损坏。为此，当今使用由两种传感器组成的系统：包括检测页张在抓持器中的超出量的、原本的页张行进传感器，以及还包括激活传感器。这种激活传感器在确定的角度下触发页张行进传感器的测量，其方式是，该激活传感器识别到滚筒上一同旋转的标识(Fahne)并且自身能够为了校准而沿圆周方向移动。自然必须为了页张行进传感器的正确功能而以确定的允差被校准确定的角度。这如此发生，其方式是，将激活传感器沿圆周方向移动。
页张行进传感器要么实施成光学测量传感器，要么实施成超声波测量传感器，所述光学测量传感器识别出检测区域中的对象，所述超声波测量传感器识别出滚筒上安装的反射器(只要该反射器未被页张覆盖)。在激活传感器错误校准的情况下：要么测量传感器偶尔未识别到对象并且就停止机器(尽管页张存在)，在该情况下，这种校准可能是被调设成时间过早；要么测量传感器总是识别到滚筒(尽管没有页张存在)，在该情况下，这种校准可能是被调设成时间过晚。在后一种情况下，完全不再确保监测功能。
激活传感器的正确校准自然是耗费时间且容易出错的过程(在装配中以及在维护时)。通过机器控制器进行激活，这需要机器的振动模型且因此是非常复杂的。机器振动的特性在此与多个参数有关，对于这些参数必须模拟或测量在函数上的关系。这些参数包括：例如机器的温度、负荷、运行状态、机器配置、可能还有印刷油墨的特性、润滑的特性、主驱动器的位置等。因此有利的是，降低这种成本。
为了对激活传感器进行机械校准，因此在装配中设有辅助和运行器件，以便简化工作。如果可能的话，这种校准在装配中在各个印刷机组上执行，其中，在校准时能够良好地触及到传感器和保持件。在维护时这自然是不可能的。
对此，在德国专利申请DE 10 2017 220 039B3中还描述这样一种方法，使得能够省去这种激活传感器，并且通过机器控制器借助于扭转模型执行激活。由于机器的扭转以及由于多个参数(例如机器负荷、是否在压力下工作、温度等)彼此间的依赖关系，因而机器扭转模型参数的确定同样是非常耗费，并且在最坏的情况下必须基于针对每种机器样本的允差而单个地执行。
发明内容
因此本发明的任务在于，提出一种用于在页张印刷机中经改善地进行页张行进监控的方法，该方法相比于由现有技术已知的方法更准确且更不易受干扰。
该任务通过一种用于在页张印刷机中以计算机支持的方式进行页张行进监控的方法来解决，其中，在印刷运行中，测量传感器检测在印刷机中的页张，并且激活传感器通过激活信号触发测量传感器的测量，其特征在于，激活传感器被机械式固定地安装而无需校正(ohne Justage)，并且确定且补偿激活信号在时间上的偏差。按照本发明的方法最重要的要点在于：激活传感器不再需要重新校准以实现测量传感器的准确驱控，而是机械式固定地安装在印刷机中。由此无需对激活传感器进行极其易受干扰且部分不准确地校准，并且，除了避免可能的错误源之外，这种用于页张行进监控的方法也降低了用于校正所需的相应时间耗费。通过将激活传感器固定，使该激活传感器便自然不再在理想时刻检测到正在进入的页张，由此会对测量传感器产生延迟或提早的驱控。为了补偿这一点，并且为了在正确的时刻驱控测量传感器，因此必须确定出由激活传感器所触发的激活信号在时间上的偏差。于是，如果激活信号的偏差是已知的，那么可以毫无问题地参照已确定的偏差来适配测量传感器的测量。激活传感器在安装时如此定位且固定，使得总是提早输出其激活信号。
本发明的有利的、因此优选的改进方案由所属从属权利要求以及说明书和所属附图产生。
按照本发明的方法的优选改进方案在此在于，确定激活信号在时间上的偏差，其方式是，将在页张印刷机的恒定速度下的激活信号的持续时间以一系数(Faktor)进行缩放(skaliert)。因此，对于计算所述激活信号在时间上的偏差而言重要的是，在页张印刷机的恒定速度下，测量所述激活信号的持续时间，并且如此以所计算出的补偿系数进行缩放，以至于对于激活信号的持续时间会相应地一同考虑到激活信号的时间偏差。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，计算机在相对于页张印刷机的常规印刷运行而言单独的、在页张印刷机的恒定速度下的学习进程(Lernlauf)期间检测在页张印刷机的恒定速度下所述激活信号的持续时间。因此这是必需的，这是因为页张印刷机自然在其常规印刷运行期间不总是以确定的恒定速度进行印刷。对激活信号的时间偏差的要执行的计算然而需要的是，在已知的进而恒定的速度的情况下检测激活信号的持续时间，以便于是能够利用这些已知值执行用于考虑时间偏差的缩放。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，计算机在页张印刷机的印刷运行中求取该页张印刷机的当前速度，其方式是，形成在学习进程中恒定速度下激活信号的所检测到的持续时间与在印刷运行中激活信号的所测量到的持续时间之间的比例关系。对于激活信号的时间偏差的求取因此需要的是，在印刷运行中求取该页张印刷机的各当前速度。这由此被计算，其方式是，形成在相应的学习进程中恒定速度下激活信号的所检测到的持续时间与在印刷运行中激活信号的所测量到的持续时间之间的比例关系构成量基于在印刷运行中页张印刷机的当前速度于是可以确定该激活信号的时间偏差。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，计算所述系数，其方式是，确定所述页张印刷机在印刷运行中的当前速度与该页张印刷机在学习进程中恒定速度之间的比例关系。如上所述，对激活信号的时间次序的确定是借助于系数缩放来发生。该系数自身如此求取，其方式是，确定该页张印刷机在印刷运行中已确定的当前速度与在学习进程中已知的恒定速度之间的比例关系。利用所计算出的系数，于是可以将在学习进程中(即在印刷机的恒定速度下)激活信号的持续时间缩放成在印刷运行中的这样的值，该值考虑到激活信号的相应的时间偏差，这种时间偏差是由于机械式固定地安装的激活传感器所引起。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，将测量传感器用作计算机，并且求取和存储在学习进程中在恒定速度下激活信号的所检测到的持续时间以及在印刷运行中激活信号的所测量到的持续时间。因为测量传感器具有其固有的控制系统(通常呈微控制器或诸如此类的形式)，因而该控制系统相应地可用于求取在学习进程中在恒定速度下激活信号的持续时间且可用于测量在印刷运行中激活信号的持续时间，以便形成所述测量传感器的控制系统的上述比例关系(或系数)。测量传感器的控制系统于是呈现为计算机，该计算机也同样直接执行用于考虑时间偏差的相应的系数缩放。备选地，对激活信号的时间偏差进行确定和补偿，这自然也可以由外部计算机执行，该外部计算机于是将所计算出的时间偏差告知测量传感器(或相应延迟地驱控该测量传感器)。然而，更容易且更有效地仍是由测量传感器自身执行。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，由测量传感器对系数的计算是借助于已存储的在学习进程中在恒定速度下激活信号的持续时间、在印刷运行中激活信号的所测量到的持续时间、和页张印刷机在学习进程中恒定速度进行。如果是由测量传感器执行且存储对分别在学习进程中和在印刷运行中激活信号的持续时间所实行的检测，那么按照逻辑也在测量传感器中进行用于考虑时间偏差的系数所实行的计算。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，通过检测页张行进期间激活传感器处于激活状态或非激活状态的时间来确定所述激活信号的持续时间。对激活传感器的激活阶段的直接检测在此具有如下优点，即：在印刷运行中在测量时机器速度的波动不会不利地影响到测量结果。通过确定所述激活信号的非激活阶段来间接检测，这又具有如下优点，即：电子处理时间以及传感器的运行时间(由采样率产生)几乎不会不利地造成影响，这是因为测量(相对于激活信号的持续时间而言)更长的时段。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，页张印刷机的恒定速度如此小，使得传感器的采样率(Abtastrate)及其电子处理时间不影响对激活信号的时间偏差的确定。原则上，自然可以将每种机器速度都用作学习进程中的恒定速度。在非常高的机器速度下，然而电子处理时间以及传感器的运行时间(由采样率产生)又造成影响，这是因为电子处理时间以及传感器的运行时间在页张印刷机的速度相应高的情况下以及在激活信号的持续时间相应短的情况下更加显得重要，进而会作为干扰参量不利地影响对时间偏差的确定。因此对于学习进程尽可能低的恒定速度是优选的。
此外，按照本发明的方法运行在一种用于在页张印刷机中进行页张行进监控的系统上，该系统包括计算机、机械式固定地安装的激活传感器以及测量传感器。
附图说明
本发明自身以及本发明的构造和功能上有利的改进方案在下文中参照附图根据至少一个优选实施例进一步描述。在附图中彼此相应的元素设有各自同样的附图标记。
附图示出：
图1：由现有技术的页张行进传感器和激活传感器所组成的系统；
图2：在现有技术的系统中激活传感器的错误校准；
图3：超声波运行时间的计算；
图4：按照本发明固定地装入的激活传感器；
图5：由激活传感器在开关输出端(Schaltausgang)所产生的矩形信号；
图6：在信号下降侧边(Flanke)之后的理想测量点；
图7：超声波运行时间的维持(Vorhaltung)。
具体实施方式
如在现有技术中那样，使用由激活传感器2和页张行进测量传感器1a、1b所组成的系统，该系统由计算机进行控制。在此，使用由两种传感器所组成的系统，该系统包括：探测页张7在抓持器中的超出量的、原本的页张行进传感器1a、1b(在下文中仅称为测量传感器)以及激活传感器2和滚筒中的反射器6，在该反射器6上反射光学信号或超声波信号用于测量。这种系统在图1中示出，更确切地说，这一方面是用于在无页张的情况下的测量4，在此，相应地反射信号进而表示没有承印页张7存在。另一方面，图1示出在有页张的情况下的测量3，在此，信号被页张散射，从而这种测量表示承印页张7存在。但是，为了使系统正确地运作，必需对激活传感器2进行绝对正确地调设(Einstellung)。为此示出正确的测量角α05。作为计算机，优选直接使用测量传感器1a、1b(或其控制系统)。然而，备选地也可以使用外部计算机21，该外部计算机21随后告知上述测量传感器1a、1b必要的数据。
在激活传感器2错误校准的情况下，测量传感器1a、1b(要么实施成光学测量传感器1a要么实施成超声波测量传感器1b)要么偶尔识别出没有对象7并且停止印刷机(尽管页张7存在)，要么总是识别到滚筒并且因此认为探测到页张7(尽管页张7不存在)。在第一种情况下，校准如此发生，以至于测量过早地以过小的测量角αf10执行8，在第二种情况下，测量过晚地以过大的测量角αs11执行9，从而反射器6被错过。这两种情况在两部分式的图2中示出：过早的校准8在左侧，过晚的校准9在右侧。
对于按照本发明的方法，在此，激活传感器2固定地装入在印刷机中，从而，在所有出现的允差的情况下，目标15(例如正在进入的承印页张7)在理想测量时刻16之前就激活该激活传感器2。图4示出这种固定安装的激活传感器2的示例，其中αEin为目标进入的角度，αAus为目标离开的角度。于是，激活传感器2在开关输出端上产生矩形信号20：假如识别到目标15，则是HIGH 18，否则的话是LOW 17。在图5中示出这种矩形信号20，其中TEin为目标进入的时间，TAus为目标离开的时间。由于提前激活，因而在理想测量时刻16与激活信号的下降侧边之间存在恒定角差ΔαREF。该角差ΔαREF与测量传感器1a、1b、传感器保持件和目标15的允差有关且一般地由印刷机组至印刷机组而不同。
在已知的机器速度下可以由角差计算出时间差：
在学习进程中，在尽可能缓慢的机器速度下，求取这个时间差ΔTREF。机器速度应缓慢，借此使得测量传感器1a、1b的采样率和电子处理时间相比于机器速度而言显得不太重要。图3示出用于计算所述测量传感器1b的超声波运行时间的示例，所述测量传感器1b的采样率与该超声波运行时间有关。在学习进程中，此外在测量传感器1a、1b中求取：在该机器速度下时间段ΔTTARGET是多大，在该时间段ΔTTARGET中，激活传感器识别到目标15。这些持续时间ΔTTARGET和ΔTREF持久地存储在测量传感器1a、1b中。
这两个时间段都与机器速度成反比例地缩放，也即：机器速度以系数r改变，而时间段以改变；在机器速度双倍的情况下，则时间段减半。由此，在测量传感器1a、1b中可以计算出机器速度并且计算出理想测量时刻16，也即：独立于机器速度地，测量传感器1a、1b可以在理想时刻触发测量。测量传感器1a、1b为此测量通过目标15所产生的信号的长度ΔTTARGET,ω1。由此可以求取当前机器速度，其方式是，形成在参考速度下所存储的脉冲宽度与所测量到的脉冲宽度之间的比例关系。在信号20的下降侧边之后，必须等待直至达到理想测量时刻16的持续时间才触发测量。这个持续时间符合对于参考速度所存储的持续时间，这基于当前机器速度与参考速度之间的比例关系进行缩放。事实情形以如下公式示出：
于是，图6示出在信号20的下降侧边之后与之有关的理想测量时刻16,其中TEin为目标进入的时间，TAus为目标离开的时间。
在一个备选实施形式中，测量传感器1a、1b中的计算可以也利用特性曲线实现，也即：对于测量传感器1a、1b，在初始化时激活脉冲的长度与测量理想时刻之间的关系以具有控制点(Stützstellen)的特性曲线的形式由控制器进行传输。如果测量传感器1a、1b测量处于两个控制点之间的激活脉冲，那么相应地采用线性内插法。
在另一实施形式中也可能的是，通过呈计算机21形式的印刷机控制器将机器速度通知给测量传感器1a、1b，而不是通过脉冲宽度的测量而在测量传感器1a、1b中计算该机器速度。这自然具有缺点：在测量传感器1a、1b与计算机21之间存在附加的通信。此外，机器速度可能会(例如在紧急停止的情况下)快速变化，从而必须经常通知该速度，或者在被通知的速度与真实的速度之间生成偏差。在优选实施方案中，通过在即将测量之前测量该脉冲宽度ΔTTARGET来确定出机器速度，从而在时段ΔTREF,ω1期间可以忽略掉机器速度的变化。
此外，在另一备选实施变型中也可能的是，代替于脉冲的长度(也即HIGH信号18存在的持续时间)，测量出LOW信号17的长度进而计算出机器速度。但是，因为HIGH信号18存在的时间短得多(也即仅仅大约1％时间)，因而HIGH电平的测量自然不太受机器速度变化的影响。
按照本发明的方法相比于现有技术的优点可以总结为如下：
1.取消校准，由此改善了监测的稳定性和可用性，减少了在装配中和在维护时的耗费。
2.短于下界限或长于上界限的激活脉冲是可拒绝的。在该情况下不触发测量。激活脉冲的这种无效持续时间能够表明该激活传感器发生电磁兼容干扰或故障。
3.维持超声波运行时间，如在图3中所示。在现有技术中，在印刷机停机时校准页张行进监控。
由此，在超声波测量传感器1b的情况下，由于忽略了超声包(Ultraschallpaket)的运行时间而产生错误，机器速度越大，则该错误越大。因为超声包的传播速度比光学测量传感器1a的光传播速度小得多。在此，在机器速度高的情况下，反射器6在超声波测量传感器1b激活的时刻12仍处于正确的位置上，而在超声包到达13反射器6时滚筒已进一步转动，这引起了过大的测量角αR14。相比之下，在按照本发明的方法中，超声波运行时间已包含在学习进程中所求取到的持续时间ΔTREF中。由此产生死区时间(Totzeit)，该死区时间作为恒定的持续时间ΔTUS不会一同被缩放，而是在每种机器速度下都必定被保留，也即：与印刷机在忽略上述运行时间而达到理想测量时刻16的情况相比，测量正确触发19必定总是以ΔTUS更早地发生。这在图7中相应地示出，其中TEin为目标进入的时间，TAus为目标离开的时间，ΔTGESAMT,ω1为如图所示总计的时间。超声波运行时间基于测量传感器与超声波反射器6之间的间距是已知的。事实情形以如下公式描绘：
附图标记列表：
1a 光学式页张行进传感器
1b 超声波式页张行进传感器
2 激活传感器
3 具有页张的测量
4 没有页张的测量
5 测量角α0
6 反射器
7 承印页张
8 过早地测量
9 过晚地测量
10 过小的测量角αf
11 过大的测量角αs
12 激活的时刻
13 超声包的到达时刻
14 过大的测量角αR
15 目标
16 理想的测量时刻
17 LOW-未识别到目标
18 HIGH-识别到目标
19 测量的触发
20 矩形信号/激活信号
21 计算机
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：液体喷射装置、头主体以及头主体的安装方法