Wie Bewegungssteuerungstechnik die Druckqualität verbessert

Wenn ein gedrucktes Buch oder ein Etikett scharf aussieht und die Farben von Bogen zu Bogen perfekt übereinstimmen, geht das oft auf die Bewegungssteuerungstechnik in der Druckmaschine zurück. Die Maschine muss Papier, Walzen und Druckwerke mit exakt der richtigen Geschwindigkeit und Position bewegen, tausende Male pro Minute. Kleine Fehler in dieser Bewegung zeigen sich sofort als fehlender Farbregister, unscharfe Schrift oder verschwendete Bogen.

Ältere Druckmaschinen bewältigten die Synchronisation mit mechanischer Kopplung. Jedes Farbwerk war an eine einzige Hauptantriebswelle gebunden, sodass sich alle Werke konstruktionsbedingt gemeinsam bewegten. Dieses Design funktionierte, hatte aber Grenzen. Wellen, Zahnräder und Kupplungen verschleißen, sie dehnen sich unter Last, und die Einstellung einer Station bedeutete meist die Einstellung aller Stationen.

Elektronische Getriebe ersetzen mechanische Wellen

Moderne Druckmaschinen verwenden stattdessen elektronische Getriebe. Eine Steuerung koordiniert jeden Servoantrieb und Motor über ein digitales Netzwerk, sodass jedes Farbwerk unabhängig positioniert und getaktet werden kann, während es mit den anderen synchron bleibt. Es gibt keine physische Welle, die verschleißen oder sich verformen kann. Das Register wird von Software gehalten, was bedeutet, dass es über einen langen Lauf konstant bleibt und bei Abweichung sofort korrigiert werden kann.

Geschlossene Servoantriebe halten die Position

Etiketten- und Verpackungsaufträge laufen oft auf Maschinen, die früher offene Schrittmotoren verwendeten. Schrittmotoren bewegen sich in festen Schritten und können unter Last Schritte verlieren, was den Druck aus der Position bringt. Geschlossene Servoantriebe messen die tatsächliche Position und korrigieren sie in Echtzeit. Das Ergebnis ist eine präzise Platzierung bei jedem Druck, was für Stanzen, Kaschieren und jeden Auftrag wichtig ist, bei dem der Druck genau auf dem Material landen muss.

Digitale Netzwerke passen im laufenden Betrieb an

In einer Druck- oder Etikettiermaschine werden Papierrollen ständig ab- und aufgerollt, sodass sich der Rollendurchmesser während jedes Laufs ändert. Mit dem Durchmesser ändert sich auch die Trägheit der Rolle, und der Servoregelkreis benötigt unterschiedliche Einstellwerte, um stabil zu bleiben. Mit einer analogen Steuerungsschnittstelle konnten diese Werte nicht während des Maschinenlaufs geändert werden. In einem digitalen Netzwerk liest die Steuerung die Live-Werte und passt sie in Echtzeit an, sodass die Maschine von der vollen Rolle bis zum fast leeren Kern stabil bleibt.

Digitale Netzwerke übertragen auch Daten von Bildverarbeitungssystemen, Barcode-Scannern, RFID-Lesern und Robotern und tauschen Daten mit Anlagensteuerungsplattformen aus. Es werden weniger Schnittstellenkabel benötigt, die Störfestigkeit ist besser als bei analogen Systemen, und Antriebe können überall dort platziert werden, wo es für das Maschinenlayout passt. Dasselbe Netzwerk unterstützt modulare Designs, sodass Optionen zu einer Basismaschine hinzugefügt werden können, ohne neu zu verdrahten.

Direktantriebe beseitigen Umkehrspiel

Direktantriebe sind direkt mit Lasten wie einem Druckzylinder verbunden, ohne Getriebe oder Riemen- und Riemenscheibensysteme. Das Entfernen dieser Teile beseitigt Umkehrspiel, das kleine Spiel, das sich bei hoher Geschwindigkeit als Geisterbilder oder ungleichmäßige Farbübertragung zeigt. Viele Servoantriebe sind heute mit DSP-Prozessoren ausgestattet und verfügen über integrierte Sicherheitsschaltungen, sodass Antrieb und Steuerung als ein System in die Maschinensicherheitslogik integriert werden können.

Was das für Ihren Druckauftrag bedeutet

Sie sehen die Servoregelkreise in einer Druckmaschine nie, aber Sie sehen ihre Ergebnisse. Druckmaschinen mit elektronischen Getrieben und geschlossener Servosteuerung halten das Register Lauf für Lauf, was konstante Farben vom ersten bis zum letzten Bogen bedeutet, weniger Ausschuss und weniger Verzögerungen, während der Bediener Abweichungen korrigiert. Bewegungssteuerung ist auch der Grund, warum moderne Druckmaschinen nach einem Auftragswechsel schneller stabile Qualität erreichen, sodass kurze Auflagen und häufige Nachdrucke praktikabel werden.

Wenn Sie ein Buchdruckprojekt planen, lohnt es sich, Ihren Drucker zu fragen, wie die Druckmaschine das Register hält und wie er den Ausschuss bei langen Läufen kontrolliert. Die Antworten sagen viel darüber aus, ob die fertigen Bücher dem Andruck entsprechen und ob der Liefertermin realistisch ist.