CH707355A2

CH707355A2 - Method for measuring the thickness wider films.

Info

Publication number: CH707355A2
Application number: CH02049/13A
Authority: CH
Inventors: Jochen Weber
Original assignee: ProNES automation GmbH
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-06-30
Also published as: AT513766A2; DE102012112570A1; AT513766B1; AT513766A3; DE102012112570B4; CH707355B1

Abstract

Zur Messung und Überwachung der Materialstärke von Folien ist es üblich, über die endlos produzierte Folie eine Traverse zu setzen, an der beabstandet zueinander mehrere Abstandssensoren angeordnet sind und den Abstand zur Folie messen. Durch eine analoge Anordnung zu beiden Seiten der Folie kann so bei bekanntem Abstand zwischen den Abstandssensoren jedes Paars korrespondierender Abstandssensoren die Foliendicke ermittelt werden. Die Erfindung vermindert die Kosten für die erforderliche Vielzahl an Sensoren und vergrössert zudem die Messpunktdichte und Genauigkeit durch eine Anordnung der Sensoren (22, 32) auf einem über die Traverse (20, 30) verfahrbaren Schlitten (21, 31) und einer extrem biegesteifen Ausführung der Traverse (20, 30) aus Granit.For measuring and monitoring the material thickness of films, it is customary to set a traverse over the endlessly produced film, at the distance from each other a plurality of distance sensors are arranged and measure the distance to the film. By an analogous arrangement on both sides of the film, the film thickness can be determined with a known distance between the distance sensors of each pair of corresponding distance sensors. The invention reduces the costs for the required plurality of sensors and also increases the measuring point density and accuracy by arranging the sensors (22, 32) on a carriage (21, 31) which can be moved via the traverse (20, 30) and an extremely rigid design the traverse (20, 30) made of granite.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Materialstärke breiter Folien, bei dem eine Folie zwischen zwei Traversen hindurchgefördert wird und mithilfe von wenigstens zwei jeweils an einer der Traversen angeordneten, einander gegenüberliegenden Abstandssensoren deren Abstände zur Folienoberfläche ermittelt und an eine Datenverarbeitungseinrichtung gesendet werden, welche die Materialstärke der Folie an einem Punkt aufgrund von Messwerten der Abstandssensoren berechnet. The present invention relates to a method for measuring the thickness of wide films, in which a film is conveyed through between two trusses and determined by at least two each arranged on one of the trusses, opposing distance sensors determines their distances to the film surface and sent to a data processing device which calculates the material thickness of the film at one point on the basis of measured values of the distance sensors.

[0002] Bei heute bekannten Verfahren wird die Materialstärke der Folie üblicherweise an zwei oder mehreren statischen Messpunkten erfasst. Werden an diesen Punkten Abweichungen von der Qualitätsnorm festgestellt, greift das Qualitätsmanagement-System in einem solchen Verfahren. Diese bekannte Vorgehensweise ist jedoch immer dann problematisch, wenn gegebenenfalls zwischen den Messpunkten Abweichungen von der gewünschten Materialstärke einer Folie auftreten, welche nach den Kriterien des Qualitätsmanagements zu einem Ausscheiden führen würde, die aber aufgrund der Platzierung der Messpunkte nicht festgestellt werden können. In today's known method, the material thickness of the film is usually detected at two or more static measuring points. If deviations from the quality standard are found at these points, the quality management system uses such a procedure. However, this known procedure is always problematic if, where appropriate between the measurement points deviations from the desired material thickness of a film occur, which would lead to the criteria of quality management to a departure, but can not be determined due to the placement of the measurement points.

[0003] Durch die Anordnung einer Vielzahl von Sensoren und damit der Schaffung einer Vielzahl von Messpunkten kann theoretisch die Genauigkeit der Messung beliebig verbessert werden, problematisch ist hierbei jedoch der Kostenfaktor, welcher mit steigender Sensorzahl immer spürbarer wird. By arranging a plurality of sensors and thus the creation of a plurality of measuring points theoretically, the accuracy of the measurement can be arbitrarily improved, but the problem here is the cost factor, which is increasingly noticeable with increasing number of sensors.

[0004] Umgekehrt handelt es sich bei den gewünschten, herzustellenden Folien um technische Präzisionsfolien, deren Materialstärke einen wesentlichen Anteil an der Qualität der Folien hat, so dass im Hinblick auf die Messgenauigkeit besondere Anforderungen zu stellen sind. Diese Folien werden typischerweise auf Produktionsstrassen in langen Bändern gefertigt und am Ende des Fertigungsprozesses gegebenenfalls auf die erforderlichen Masse beschnitten. Zum Teil werden in die Folienbänder aber auch bereits die vorgesehenen Schnittstellen mit eingearbeitet, so dass die Folien permanent als Endlosprodukt hergestellt werden und mit Hilfe geeigneter Überwachungsmittel am Ende der Fertigungsstrasse hinsichtlich ihrer Qualität, insbesondere der Materialstärke, zu überprüfen sind. Conversely, the desired films to be produced are technical precision films whose material thickness has a significant share in the quality of the films, so that special demands are to be made with regard to the measuring accuracy. These films are typically produced on production lines in long belts and, if necessary, cut to the required mass at the end of the manufacturing process. In part, the intended interfaces are also incorporated in the film tapes, so that the films are permanently produced as an endless product and with the help of suitable monitoring means at the end of the production line in terms of their quality, in particular the material thickness to check.

[0005] Eine Materialprüfung bei sehr schmalen Folienbändern ist bereits in einer Anordnung bekannt, welche eine C-förmige Traversenanordnung vorsieht, welche die hergestellte Folie einseitig umgreift und welche eine obere sowie eine untere Traverse bildet, auf denen jeweils miteinander verbundene Sensoren bewegt werden. Aufgrund der Anordnung ist es hierbei lediglich möglich, sehr schmale Folienbänder zu prüfen, insbesondere deshalb, weil die Traversen der C-förmigen Traversenanordnung zu den Enden hin aufgrund der Schwerkraft durchhängen und damit eine präzise Messung allenfalls bis zu einer Messgenauigkeit von 10 µm ermöglichen. A material test for very narrow film strips is already known in an arrangement which provides a C-shaped truss assembly, which surrounds the film produced on one side and which forms an upper and a lower Traverse, on each of which interconnected sensors are moved. Due to the arrangement, it is only possible to test very narrow foil strips, in particular because the trusses of the C-shaped truss arrangement sag towards the ends due to gravity and thus allow a precise measurement at most up to a measuring accuracy of 10 microns.

[0006] Vor diesem Hintergrund soll jedoch nunmehr auch eine Messung der Materialstärke breiterer Folien ermöglicht werden, welche zudem gleichzeitig eine Messgenauigkeit von einem Mikrometer erreicht. Gleichzeitig sollen die Kosten für eine engmaschige Überprüfung der hergestellten Folie gering gehalten werden. Against this background, however, now a measurement of the thickness of broader films is to be made possible, which also simultaneously achieves a measurement accuracy of one micrometer. At the same time, the costs for a close-meshed inspection of the produced film should be kept low.

[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Messung der Materialstärke breiter Folien gemäss den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere sinnvolle Ausgestaltungen dieses Verfahrens können den nachfolgenden Ansprüchen entnommen werden. This object is achieved by a method for measuring the thickness of wide films according to the features of claim 1. Further useful embodiments of this method can be taken from the following claims.

[0008] Erfindungsgemäss ist es vorgesehen, dass im Rahmen eines Verfahrens zur Messung der Materialstärke breiter Folien die endlos aus dem Fertigungsprozess herausgeführte Folie allseits von einer Traversenanordnung umgriffen wird, welche eine oben liegende und eine unten liegende Traverse realisiert. According to the invention, it is provided that in the context of a method for measuring the thickness of wide films, the endless led out of the manufacturing process film is surrounded on all sides by a truss assembly, which realizes an overhead and a traverse below.

[0009] Die Worte «oben» und «unten» werden im weiteren Verlauf der Beschreibung allgemein verwendet, trotzdem die Lage der Folie und damit auch der Traversen willkürlich wählbar ist. Für die weitere Betrachtung wird davon ausgegangen, dass die Flächen der Folie nach oben bzw. unten weisen und oberhalb bzw. unterhalb der Folienflächen jeweils eine Traverse im Wesentlichen parallel zu den Folienoberflächen aufgestellt ist. Andere Anordnungen mit anderen Ausrichtungen sind jedoch ebenso denkbar und mit geschützt wie ein Austausch der oberen mit der unteren Traversen. The words "top" and "bottom" are used in the course of the description in general, although the position of the film and thus the trusses is arbitrary selectable. For further consideration, it is assumed that the surfaces of the film facing up or down and above and below the film surfaces in each case a traverse is set up substantially parallel to the film surfaces. However, other arrangements with other orientations are also conceivable and protected as an exchange of the upper and lower trusses.

[0010] Die Traversen können seitlich mithilfe von Trägern miteinander verbunden sein, so dass die Traversenanordnung das Folienband umschliesst. An den Traversen sind Abstandssensoren zur Messung des Abstandes zur Folienoberfläche angeordnet, wobei jeweils ein Sensor auf der oberen Traverse mit einem Sensor auf der unteren Traverse korreliert und gleiche Folienkoordinaten beiderseits der Folie fokussieren. Durch einen bekannten Wert des Abstandes der korrelierenden Sensoren und den über bzw. unter der Folie gemessenen Abstandswerte lässt sich die Material stärke der Folie in dem jeweiligen Messpunkt durch einfache Differenzbildung ermitteln. The trusses may be laterally interconnected by means of carriers, so that the truss assembly encloses the foil strip. Distance sensors for measuring the distance to the film surface are arranged on the traverses, with one sensor on the upper cross-member correlating with one sensor on the lower cross-member and focusing the same film coordinates on both sides of the film. By a known value of the distance of the correlating sensors and the distance values measured above or below the film, the material thickness of the film in the respective measuring point can be determined by simple subtraction.

[0011] Im Rahmen der Erfindung werden hierbei Abstandssensoren paarweise eingesetzt, welche auf Schlitten montiert über die Länge der Traversen verfahrbar sind. Hierdurch können dieselben Sensoren während der gegebenenfalls unterbrochenen Fahrt der Schlitten nacheinander mehrere Messpunkte aufnehmen und damit die Aufgabe von mehreren Abstandssensoren übernehmen, die ansonsten nebeneinander auf einer Traverse angeordnet sein müssten. Erforderlich ist es hierfür, dass die Schlitten so positionsgenau und übereinstimmend verfahrbar sind, es also gewährleistet ist, dass beide Schlitten bezüglich der Folie exakt an den gleichen Koordinaten messen. In the present invention distance sensors are used in pairs, which are mounted on slides over the length of the traverses are movable. As a result, the same sensors during the optionally interrupted travel of the carriage can take successively several measurement points and thus take over the task of several distance sensors that would otherwise have to be arranged side by side on a truss. It is necessary for this that the carriages can be moved in exactly the same position and coincidentally, thus ensuring that both carriages measure with respect to the foil exactly at the same coordinates.

[0012] Eine derart exakte Messung erfordert extrem biegesteife Traversen, was im Rahmen der Erfindung durch den Einsatz von Traversen aus Granit gewährleistet wird. Derartige Granitschienen sind absolut biegesteif und damit dafür geeignet, auch einen grösseren Abstand, wie etwa einen Meter Breite zu überspannen, ohne dass mit einer Verbiegung während des Verfahrens des Schlittens gerechnet werden muss. Hierbei ist es zudem sinnvoll, wenn die verwendeten Granitschienen in ihrer Längserstreckung gewinkelt sind, also im Querschnitt einen L-förmigen, C-förmigen, U-förmigen oder anderen gewinkelten Querschnitt aufweisen. Ein Verbiegen ist durch eine derartige Form der Granitschienen noch weiter vermieden. Such an accurate measurement requires extremely rigid trusses, which is ensured in the invention by the use of trusses made of granite. Such granite bees are absolutely rigid and therefore suitable to span a greater distance, such as one meter wide, without having to be expected during the process of the carriage with a bending. In this case, it is also useful if the granite channels used are angled in their longitudinal extension, that is, have an L-shaped, C-shaped, U-shaped or other angled cross-section in cross-section. Bending is further avoided by such a form of granite bees.

[0013] Die positionsgenaue Bewegung des Schlittens, welcher die Abstandssensoren auf den Traversen trägt, kann hierbei mithilfe eines motorischen Antriebs bewerkstelligt werden, welcher als Servomotor, Linearmotor, Schrittmotor und dergleichen mehr oder auch als Spindelantrieb ausgeführt sein kann. Eine exakte Positionsbestimmung der Schlitten wird über eine Skale geleistet, die den Traversen zugeordnet ist. Um eine möglichst grosse Genauigkeit der Verortung gewährleisten zu können, ist die Skale in einen Glasstab eingraviert, welcher mit der Granitschiene verbunden, vorzugsweise in diese eingearbeitet ist. Mithilfe eines optischen Sensors, der mit dem Schlitten verbunden ist, wird das Überschreiten jedes Teilstrichs der Skale des Glasstabes erfasst und an eine Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt, welche ebenfalls die Abstandsdaten der Abstandssensoren empfängt und verarbeitet und welche insoweit an dem Verfahren teilnimmt. The positionally accurate movement of the carriage, which carries the distance sensors on the trusses, this can be accomplished by means of a motor drive, which can be designed as a servomotor, linear motor, stepper motor and the like more or as a spindle drive. Accurate positioning of the carriages is accomplished via a scale associated with the traverses. In order to ensure the greatest possible accuracy of the location, the scale is engraved in a glass rod, which is connected to the granite rail, preferably incorporated into this. By means of an optical sensor, which is connected to the carriage, the crossing of each graduation of the scale of the glass rod is detected and transmitted to a data processing device which also receives and processes the distance data of the distance sensors and which participates in the process.

[0014] Aufgrund der erfassten Abstandsmessungen sowie der mithilfe der Skale erfassten Position der Schlitten auf den Traversen ist die Datenverarbeitungseinrichtung in der Lage, jedem Punkt der Folie seine jeweilige Materialstärke zuzuordnen, so dass durch die beschriebene Anordnung eine weitgehend flächendeckende Überwachung der Materialstärke der Foliendicke erreicht werden kann. Due to the detected distance measurements and recorded using the scale position of the carriage on the trusses, the data processing device is able to assign each point of the film its respective material thickness, so that achieved by the described arrangement a largely comprehensive monitoring of the material thickness of the film thickness can be.

[0015] Um eine möglichst grosse Laufruhe der Schlitten und eine präzise Lagerung derselben auf den Traversen zu erreichen, werden diese jeweils auf einem Luftkissen gelagert, welches mithilfe von auf den Schlitten angeordneten Luftdüsen geschaffen wird. Im Einzelnen weist jeder Schlitten eine Mehrzahl von Radkammern auf, in welche Räder eingesetzt sind. Diese Räder sind jedoch nicht direkt mit den Schlitten verbunden, sondern werden von allen Seiten, in denen sie von dem Schlitten umgeben sind, mit einem Luftstrahl beaufschlagt, welcher den Schlitten letzten Endes über den Rädern schweben lässt. Durch eine entsprechende Anordnung von verschiedenen Seiten der Traverse wird der Schlitten auf diese Art und Weise nicht angehoben, sondern in einer exakten Position ausgemittelt, indem die Traverse zwischen mehreren derart von dem Schlitten weg gedrückten Rädern gehalten bzw. eingeklemmt ist. In order to achieve the greatest possible smoothness of the carriage and a precise storage of the same on the trusses, they are each stored on an air cushion, which is created by means of arranged on the carriage air nozzles. In detail, each carriage has a plurality of wheel chambers in which wheels are inserted. However, these wheels are not directly connected to the carriage, but are acted upon from all sides, in which they are surrounded by the carriage, with an air jet, which ultimately levitates the carriage over the wheels. By an appropriate arrangement of different sides of the traverse of the carriage is not raised in this manner, but averaged out in an exact position by the Traverse is held or clamped between a plurality of such pushed away from the carriage wheels.

[0016] Bei den verwendeten Abstandssensoren handelt es sich mit einigem Vorteil um Triangulationslasersensoren, welche einen Laserstrahl aussenden und dessen Reflexion wieder empfangen um dann aufgrund der Lichtlaufzeit den zurückgelegten Weg und damit den Abstand zu der zu messenden Folie bestimmen zu können. Um eine Kalibrierung bezüglich der Laufzeit für einen Abstand zu verwirklichen, sind den Trägern, welche die Traversen miteinander verbinden, Kalibrierstücke zugeordnet, in deren Bereich die mit den Schlitten verbundenen Abstandssensoren vor und/oder nach der Überquerung der Folie einfahren können. Wenn sich dann der Abstandssensor eines Schlittens oberhalb eines Kalibrierstücks befindet, wird der Laserstrahl des Abstandssensors nicht mehr von der Folie reflektiert, sondern von dem Kalibrierstück, so dass anhand des definierten Abstandes des Kalibrierstücks eine Einstellung und Kalibrierung des Abstandssensors vorgenommen werden kann. When the distance sensors used is with some advantage to triangulation laser sensors, which emit a laser beam and its reflection received again to then be able to determine the distance traveled and thus the distance to the film to be measured due to the light transit time. In order to realize a calibration with respect to the running time for a distance, the carriers which connect the trusses to one another are assigned calibration pieces, in the region of which the distance sensors connected to the slides can enter before and / or after the crossing of the film. If then the distance sensor of a carriage is located above a calibration piece, the laser beam of the distance sensor is no longer reflected by the film, but by the calibration piece, so that on the basis of the defined distance of the calibration piece adjustment and calibration of the distance sensor can be made.

[0017] Das Kalibrierstück kann hierfür wenigstens zwei Kalibrierungspositionen vorsehen, indem es zweistufig ausgebildet ist, so dass eine von dem Kalibrierstück gebildete Ebene einen Höchstabstand, die zweite gebildete Ebene einen Mindestabstand repräsentiert. Zudem kann das Kalibrierstück beidseitig der Folie angeordnet sein und auch gleichermassen für die Schlitten und Abstandssensoren beider Traversen ausgelegt sein, indem die eingearbeiteten Stufen beidseitig vorhanden sind. Es ist vorgesehen, wenngleich nicht zwingend erforderlich, dass eine Kalibrierung der Abstandssensoren nach jeder Überquerung der Folie in beiden Richtungen durchgeführt wird. For this purpose, the calibrating piece can provide at least two calibration positions in that it has a two-stage design, so that a plane formed by the calibrating piece represents a maximum distance, and the second plane formed represents a minimum distance. In addition, the calibration piece can be arranged on both sides of the foil and can also be designed equally for the carriages and distance sensors of both traverses, in that the incorporated steps are present on both sides. It is envisaged, although not mandatory, that calibration of the proximity sensors be performed after each traversal of the film in both directions.

[0018] Um das Reflexionsverhalten der zu messenden Folie bei der Kalibrierung berücksichtigen zu können, weisen die Kalibrierstücke im Bereich ihrer Kalibrierungspositionen jeweils eine Aufnahme auf, in welchen Kalibrierungsmuster eingesetzt werden können. Diese Kalibrierungsmuster sind aus einem mit dem Material der Folie korrespondierenden Material hergestellt, so dass die Reflexionseigenschaften der Folie an dieser Stelle nachgebildet werden und eine exakte Kalibrierung möglich ist. In order to take into account the reflection behavior of the film to be measured during the calibration, the calibration pieces each have a recording in the region of their calibration positions, in which calibration pattern can be used. These calibration patterns are made of a material corresponding to the material of the film, so that the reflection properties of the film are reproduced at this point and an exact calibration is possible.

[0019] Zudem können die Kalibrierstücke jeweils einen optischen Durchlass aufweisen, durch welchen hindurch zwei einander gegenüberstehende Abstandsmesssensoren sich gegeneinander abgleichen können. Hierzu wird jeder der Abstandssensoren einen Messstrahl aussenden, welcher den jeweils anderen Abstandssensor trifft und von diesem zurückgeworfen wird. Hierbei wird ein Abstandssensor den Messstrahl gegenüber dem Normalbetrieb verstärken und der andere Abstandssensor den Messstrahl abschwächen. Im Idealfall wird der erstgenannte Abstandssensor den Messstrahl in maximaler Stärke einsetzen, während der andere Abstandssensor den Messstrahl bei der niedrigsten möglichen Energie betreibt. Hierdurch wird durch einen Vergleich des gesendeten mit dem empfangenen Strahl der reflektierte eigene Strahl von dem zu reflektierenden, fremden Strahl unterscheidbar. In addition, the calibration can each have an optical passage through which two opposing distance measuring sensors can match against each other. For this purpose, each of the distance sensors will emit a measuring beam, which hits the respective other distance sensor and is reflected by this. In this case, a distance sensor will amplify the measuring beam compared to normal operation and the other distance sensor will attenuate the measuring beam. Ideally, the former distance sensor will use the measuring beam at maximum strength while the other distance sensor will operate the measuring beam at the lowest possible energy. In this way, by comparing the transmitted and the received beam, the reflected own beam is distinguishable from the foreign beam to be reflected.

[0020] Im Zuge einer gegenseitigen Positionsabgleichung im Bereich des optischen Durchlasses der Kalibrierung wird vorteilhafter Weise auch ein Abgleich hinsichtlich der Vorschubsposition auf der Traverse durchgeführt, indem die jeweilige Position auf der Skale des Glasstabes in dieser Position auf 0 bzw. auf den höchsten Wert gesetzt wird. In the course of a mutual positional adjustment in the region of the optical passage of the calibration, an adjustment with respect to the feed position on the traverse is advantageously carried out by setting the respective position on the scale of the glass rod in this position to 0 or to the highest value becomes.

[0021] Über den Abstandssensor hinaus kann wenigstens einem der Schlitten ein Thermoelement zugeordnet sein, welches auf dem Schlitten im Bereich der Folie gehalten wird. Auf diese Art und Weise kann die Umgebungstemperatur der Folie erfasst werden, so dass von der erfassten Temperatur auf die tatsächliche Temperatur der Folie zurückgeschlossen werden kann und mithilfe dieser Information, welche an die Datenverarbeitungseinrichtung weitergeleitet wird, eine Umrechnung der tatsächlichen gemessenen Materialstärke auf Normalbedingungen unter einer vorgegebenen Temperatur von der Datenverarbeitungseinrichtung geleistet werden kann. Beyond the distance sensor, at least one of the carriages may be associated with a thermocouple which is held on the carriage in the region of the film. In this way, the ambient temperature of the film can be detected so that it can be deduced from the detected temperature on the actual temperature of the film and using this information, which is forwarded to the data processing device, a conversion of the actual measured material thickness to normal conditions under a predetermined temperature can be made by the data processing device.

[0022] Neben dieser Normalisierung wird auch im Vorfeld der Verwendung einer Traverse deren eventuelle Verformung erfasst und im Rahmen einer Vermessung geprüft, ob die jeweilige Traverse einen Höhenschlag besitzt oder nicht. Eventuelle Verformungen werden hierbei im Zusammenhang mit der jeweiligen Position auf der Traverse bei der Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegt und bei der Berechnung der Materialstärke der Folie berücksichtigt. In addition to this normalization of their possible deformation is detected in the run-up to the use of a traverse and tested as part of a survey, whether the respective traverse has a rash or not. Possible deformations are stored here in connection with the respective position on the traverse in the data processing device and taken into account in the calculation of the material thickness of the film.

[0023] Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention described above is explained in more detail below with reference to an embodiment.

[0024] Es zeigen <tb>Fig. 1<SEP>Eine von einer Traversenanordnung umbaute, endlos produzierte Folie in einer schematischeren Darstellung quer zur Folie, <tb>Fig. 2<SEP>eine der in Fig. 1 gezeigten Traversen mit einem aufgesetzten Schlitten in einer schematischen Querschnittsdarstellung, sowie <tb>Fig. 3<SEP>eines der in Fig. 1 gezeigten Kalibrierstücke in einer seitlichen, schematischen Querschnittsdarstellung.It show <Tb> FIG. 1 <SEP> An endlessly produced film converted from a truss arrangement in a more schematic representation across the film, <Tb> FIG. 2 <SEP> one of the traverses shown in Fig. 1 with an attached carriage in a schematic cross-sectional view, and <Tb> FIG. 3 <SEP> one of the calibration pieces shown in Fig. 1 in a lateral, schematic cross-sectional view.

[0025] Fig. 1 zeigt eine Folie 10 in einer Querschnittsdarstellung, wobei um diese Folie 10 herum eine Traversenanordnung aufgebaut ist, welche aus einer oberen Traverse 20, einer unteren Traverse 30 und zwei diese in Position haltenden Trägern 11 besteht. Auf den Traversen 20 und 30 sind jeweils ein oberer Schlitten 21 bzw. ein unterer Schlitten 31 verfahrbar angeordnet, welche die gesamte Breite der Folie 10 mit einem auf den Schlitten 21 und 31 angeordneten Abstandssensor 22 und 32 erfassen können. Die Traversen 20 und 30 sind aus Granit gefertigt, so dass trotz der grossen Breite der Folie 10, welche von den Traversen 20 und 30 übergriffen wird, diese während des Verfahrens der Schlitten 21 und 31 ihre Form exakt beibehalten. Fig. 1 shows a film 10 in a cross-sectional view, around this film 10 around a truss assembly is constructed, which consists of an upper cross member 20, a lower cross member 30 and two holding them in position carriers 11. On the trusses 20 and 30, respectively, an upper carriage 21 and a lower carriage 31 are arranged to be movable, which can detect the entire width of the film 10 with a distance sensor 22 and 32 arranged on the carriages 21 and 31. The trusses 20 and 30 are made of granite, so that despite the large width of the film 10, which is overlapped by the trusses 20 and 30, they maintain their exact shape during the process of the carriage 21 and 31.

[0026] Während die Folie 10 also produziert und gefördert wird, verfahren die Schlitten 21 und 31 über der Folie 10 bzw. darunter hin und her und messen in einer Vielzahl von Messpunkten jeweils den Abstand zwischen den Abstandssensoren 22 und 32 und der dem jeweiligen Abstandssensor 22 und 32 zugewandten Oberfläche der Folie 10. In einer Kalibrierungsposition, also im Bereich der seitlich an den Trägern 11 angeordneten Kalibrierstücken 12 und 13, kann der Abstand zudem zwischen den beiden Abstandssensoren ermittelt werden, so dass aus diesen Abstandsmessungen die Materialstärke der Folie 10 in jedem Messpunkt ermittelt werden kann. Die erfassten Abstandswerte der Abstandssensoren 22 und 32 werden an eine entfernt liegende Datenverarbeitungseinrichtung gesendet, welche im Bild nicht dargestellt ist. Die Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet die erfassten Messdaten und entscheidet aufgrund der Produktionsvorgaben, ob die Vorgaben hinsichtlich der Materialdicke und der erlaubten Abweichungen erfüllt sind. Ist dies nicht der Fall, so wird zumindest ein Teil der Folie 10 als Ausschuss markiert. Thus, while the film 10 is being produced and conveyed, the carriages 21 and 31 reciprocate over the film 10 and underneath and measure the distance between the distance sensors 22 and 32 and the respective distance sensor at a plurality of measuring points, respectively 22 and 32 facing surface of the film 10. In a calibration position, ie in the region of the laterally arranged on the carriers 11 Kalibrierstücken 12 and 13, the distance can also be determined between the two distance sensors, so that from these distance measurements, the material thickness of the film 10 in can be determined at each measuring point. The detected distance values of the distance sensors 22 and 32 are sent to a remote data processing device, which is not shown in the image. The data processing device processes the acquired measurement data and, based on the production specifications, decides whether the specifications regarding the material thickness and the allowed deviations are fulfilled. If this is not the case, then at least a part of the film 10 is marked as scrap.

[0027] Zusätzlich zu dem Messen des Abstands eines Abstandssensors 22 bzw. 32 zu der Oberfläche der Folie 10 wird an wenigstens einem der Schlitten 21 bzw. 31 ein Thermoelement 29 angeordnet, welches die Temperatur im Bereich der Folie 10 erfasst. Die Temperaturmesswerte werden ebenfalls an die Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt, welche aufgrund der Temperaturwerte die gemessenen Abstandswerte auf eine gewünschte Normaltemperatur normalisiert. Bei dem oberen Messstrahl 23 und dem unteren Messstrahl 33 handelt es sich um Laserstrahlen, welche von den als Triangulationslasersensoren ausgestalteten Abstandssensoren ausgesandt werden. In addition to measuring the distance of a distance sensor 22 or 32 to the surface of the film 10, a thermocouple 29 is arranged on at least one of the carriages 21 and 31, which detects the temperature in the region of the film 10. The temperature measurement values are also transmitted to the data processing device, which normalizes the measured distance values to a desired normal temperature on the basis of the temperature values. The upper measuring beam 23 and the lower measuring beam 33 are laser beams which are emitted by the distance sensors designed as triangulation laser sensors.

[0028] Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Schlitten 21 und 31 auf den Traversen 20 und 30 verfahrbar. In Fig. 2 ist exemplarisch der obere Schlitten 21 in einer Querschnittsdarstellung gezeigt, so dass zu erkennen ist, dass der obere Schlitten 21 in der gezeigten Ebene auf insgesamt drei Rädern 27 gelagert ist. Die Räder sind hierzu in Radkammern 28 des oberen Schlittens 21 aufgenommen und werden von allen Seiten mithilfe von Luftdüsen 26 angestrahlt, so dass letztendlich durch die Anordnung mehrerer solcher Räder 27 aus verschiedenen Richtungen der obere Schlitten 21 auf der Traverse festgehalten ist und auf einem Luftkissen transportiert wird. Dies ermöglicht eine exakte Positionierung auf der Traverse 20, welche einzig mit den Radlaufflächen in Kontakt steht. As can be seen in Fig. 2, the carriages 21 and 31 on the trusses 20 and 30 are movable. In FIG. 2, the upper slide 21 is shown by way of example in a cross-sectional view, so that it can be seen that the upper slide 21 is mounted in the plane shown on a total of three wheels 27. The wheels are for this purpose received in Radkammern 28 of the upper carriage 21 and are illuminated from all sides by means of air nozzles 26, so that ultimately held by the arrangement of several such wheels 27 from different directions of the upper carriage 21 on the crossbar and transported on an air cushion becomes. This allows an exact positioning on the traverse 20, which is only in contact with the wheel treads.

[0029] In die obere Traverse 20 ist ein Glasstab 25 eingearbeitet, welcher eine Skale aufweist. Die Skale wird mithilfe eines optischen Sensors 24 abgelesen, so dass aufgrund der Ablesungen Rückschlüsse auf die Position des oberen Schlittens 21 auf der oberen Traverse 20 von der Datenverarbeitungseinrichtung gezogen werden können. Im Einzelnen handelt es sich bei den Markierungen auf dem Glasstab 25 um eingravierte Kerben, welche mit dem optischen Sensor 24 erfasst werden. Ausgehend von einem Nullpunkt kann dann auf die Position des Schlittens 21 auf der Traverse 20 durch Abzählen der erfassten, überquerten Teilstriche und der aktuellen Bewegungsrichtung des Antriebs rückgeschlossen werden. In the upper traverse 20, a glass rod 25 is incorporated, which has a scale. The scale is read by means of an optical sensor 24, so that conclusions can be drawn on the position of the upper slide 21 on the upper cross member 20 from the data processing device due to the readings. In detail, the markings on the glass rod 25 are engraved notches which are detected by the optical sensor 24. Starting from a zero point can then be deduced the position of the carriage 21 on the traverse 20 by counting the detected, crossed graduations and the current direction of movement of the drive.

[0030] Fig. 3 zeigt ein Kalibrierstück 12, welches an einem Träger 11 angeordnet ist. Sobald der Abstandssensor 22 bzw. 32 über den Rand der Folie 10 hinaus fährt, wird er in den Bereich des Kalibrierstücks 12 oder 13 eintreten, welches eine erste Kalibrierposition 15 und eine zweite Kalibrierposition 16 aufweist. Die erste Kalibrierposition 15 repräsentiert einen Mindestabstand, welchen die Folie im Rahmen der durchzuführenden Messung einnimmt, während die zweite Kalibrierposition 16 den Höchstabstand der Folie repräsentiert. An beiden Kalibrierpositionen 15 und 16 ist jeweils eine Aufnahme 17 angeordnet, in welche ein Kalibriermuster eingelegt werden kann. Dieses ist im Material der Folie 10 nachgebildet, so dass die Reflexionseigenschaften der Folie bei der Kalibrierung berücksichtigt werden können. Durch einen optischen Durchlass 14 des ersten Kalibrierstücks 12 kann ein gegenseitiges Abstandsmessen der über diesem optischen Durchlass 14 bzw. darunterliegenden Abstandssensoren 22 und 32 erfolgen. Das erste Kalibrierstück 12, ebenso wie sein Pendant am gegenüberliegenden Träger 11, nämlich das zweite Kalibrierstück 13, sind jeweils so ausgearbeitet, dass eine Kalibrierung von beiden einander gegenüberliegenden Abstandssensoren 22 und 32 gleichzeitig erfolgen kann. Eine Kalibrierung wird vor und nach jedem Überqueren der Folie 10 auf beiden Seiten der Folie 10 an den jeweiligen Kalibrierstücken 12 und 13 durchgeführt. Fig. 3 shows a calibration piece 12, which is arranged on a carrier 11. As soon as the distance sensor 22 or 32 moves beyond the edge of the film 10, it will enter the region of the calibration piece 12 or 13 which has a first calibration position 15 and a second calibration position 16. The first calibration position 15 represents a minimum distance which the film assumes in the context of the measurement to be performed, while the second calibration position 16 represents the maximum distance of the film. At both calibration positions 15 and 16, a receptacle 17 is in each case arranged, in which a calibration pattern can be inserted. This is simulated in the material of the film 10, so that the reflection properties of the film can be taken into account in the calibration. Through an optical passage 14 of the first calibration piece 12, a mutual distance measurement of the distance sensors 22 and 32 located above this optical passage 14 or below them can take place. The first calibration piece 12, as well as its counterpart on the opposite support 11, namely the second calibration piece 13, are each designed so that a calibration of both opposing distance sensors 22 and 32 can take place simultaneously. A calibration is performed before and after each crossing of the film 10 on both sides of the film 10 at the respective Kalibrierstücken 12 and 13.

[0031] Vorstehend beschrieben ist somit ein Verfahren zur Messung der Materialstärke breiter Folien, welches es erlaubt, trotz der Folienbreite eine Anordnung von traversierenden Sensoren einzusetzen, was durch extrem biegesteifes Material, in Form von Granittraversen ermöglicht wird. Deren Einsatz ermöglicht zudem eine hohe Messgenauigkeit. Mit der Verwendung traversierender Abstandssensoren kann auch die Anordnung einer grossen Anzahl von Sensoren trotz einer engmaschigen Abdeckung mit Messpunkten kostenschonend verzichtet werden. Thus described above is a method for measuring the thickness of wide films, which allows, despite the film width to use an array of traversing sensors, which is made possible by extremely rigid material in the form of Granittraversen. Their use also allows a high measurement accuracy. With the use of traversing distance sensors and the arrangement of a large number of sensors can be dispensed with cost-saving despite a close-meshed coverage with measuring points.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

[0032] <tb>10<SEP>Folie <tb>11<SEP>Träger <tb>12<SEP>erstes Kalibrierstück <tb>13<SEP>zweites Kalibrierstück <tb>14<SEP>optischer Durchlass <tb>15<SEP>erste Kalibrierposition <tb>16<SEP>zweite Kalibrierposition <tb>17<SEP>Aufnahme <tb>20<SEP>obere Traverse <tb>21<SEP>oberer Schlitten <tb>22<SEP>oberer Abstandssensor <tb>23<SEP>oberer Messstrahl <tb>24<SEP>optischer Sensor <tb>25<SEP>Glasstab <tb>26<SEP>Luftdüsen <tb>27<SEP>Rad <tb>28<SEP>Radkammer <tb>29<SEP>Thermoelement <tb>30<SEP>untere Traverse <tb>31<SEP>unterer Schlitten <tb>32<SEP>unterer Abstandssensor <tb>33<SEP>unterer Messstrahl[0032] <Tb> 10 <September> Films <Tb> 11 <September> carrier <tb> 12 <SEP> first calibration piece <tb> 13 <SEP> second calibration piece <tb> 14 <SEP> optical transmission <tb> 15 <SEP> first calibration position <tb> 16 <SEP> second calibration position <Tb> 17 <September> Recording <tb> 20 <SEP> upper traverse <tb> 21 <SEP> upper slide <tb> 22 <SEP> upper distance sensor <tb> 23 <SEP> upper measuring beam <tb> 24 <SEP> optical sensor <Tb> 25 <September> glass rod <Tb> 26 <September> air nozzles <Tb> 27 <September> wheel <Tb> 28 <September> wheel chamber <Tb> 29 <September> Thermocouple <tb> 30 <SEP> lower crossbar <tb> 31 <SEP> lower slide <tb> 32 <SEP> lower distance sensor <tb> 33 <SEP> lower measuring beam

Claims

1. A method for measuring the material thickness of wide films, in which a film (10) between two trusses (20, 30) is conveyed through and by means of at least two each on one of the trusses (20, 30) arranged, opposing distance sensors (22, 32) whose distances to the film surface are determined and sent to a data processing device, which calculates the material thickness of the film (10) at a point on the basis of measured values of the distance sensors (22, 32), characterized in that it is in the trusses (20, 30 ) to rigid granite bees, on each of which a carriage (21, 31) is moved positionally accurate, wherein the carriage (21, 31) each one of the distance sensors (22, 32) is associated, which during a traversal of the film (10) distance measurements at different measuring points.

2. The method according to claim 1, characterized in that the carriages (21, 31) on the trusses (20, 30) are each moved by means of a motor drive, wherein an exact location of the carriage (21, 31) via a respective the trusses (20, 30) associated scale is performed.

3. The method according to claim 2, characterized in that the scale is engraved in an incorporated into the granite rail glass rod (25) and with the aid of an optical sensor (24) at each crossing of a graduation of the scale a position signal from the optical sensor (24) is transmitted to the data processing device.

4. The method according to claim 2, characterized in that each carriage (21, 31) are assigned wheels (27) which run on the corresponding traverse (20, 30) and relative to the respective carriage (21, 31) mounted on an air cushion are.

5. The method according to claim 4, characterized in that a plurality of air cushion of a plurality of wheels (27) for defined storage of a carriage (21, 31) on its cross member (20, 30) cooperate by the air cushion on pairs of wheels (27) with oppositely oriented running surfaces , or on wheels (27) with the traverse (20, 30) in the direction of gravity contacting treads, act.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is at the distance sensors (22, 32) Triangulationslasersensoren, which before crossing the film (10) by means of at least one with respect to the trusses (20, 30) terminally arranged Kalibrierstücks (12, 13) is calibrated by a measuring beam (23, 33) of a triangulation laser sensor in a calibration position on a plane defined distance of the calibration (12, 13) emitted and received again and from the life of the measuring beam (23, 33) of the defined distance is determined.

7. The method according to claim 6, characterized in that the calibration piece (12, 13) at least two calibration positions (15, 16) provides, which represent a minimum distance and a maximum distance.

8. The method according to any one of claims 6 or 7, characterized in that the calibration piece (12, 13) for the carriage (21,31) of both trusses (20, 30) is used and calibration positions (15, 16) for both distance sensors ( 22, 32).

9. The method according to claim 7, characterized in that the calibration piece (12, 13) at the different calibration positions (15, 16) receptacles (17) for inserting with the material of the film (10) matching calibration patterns are assigned.

10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the calibration piece (12, 13) is associated with an optical passage (14) through which two opposing distance sensors (22, 32) can detect their mutual distance, they to the data processing device.

11. The method according to claim 10, characterized in that for mutual distance measurement, a distance sensor (22, 32) increases the intensity of its measuring beam (23, 33), the other distance sensor (32, 22), the intensity of its measuring beam (33, 23) lowers and for the purpose of verifying the reception of the respective other measuring beam (23, 33) a difference between transmitted and received light intensity is evaluated.

12. The method according to any one of claims 10 or 11, characterized in that at the calibration position in the region of the optical passage (14), a calibration of the position along the scale of the glass rod (25) is performed.

13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the data processing device of the distance sensors (22, 32) each receives a position of the carriage (21, 31) on the traverse (20, 30) and distance values of the sensors receives and for each Measuring point on the film (10) whose material thickness determined by difference between a calibrated distance and the sum of the measured distances in the measuring point.

14. Method according to claim 13, characterized in that at least one of the carriages is assigned a thermocouple (29) which carries out a temperature measurement in the region of the film (10) and the thus determined temperature measured values are transmitted to the data processing device in correlation with the distance measurement values. which makes a normalization of the distance measured values to predetermined normal conditions on the basis of the temperature measured values.

15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that any deformations of the trusses (20, 30) detected by a single measurement, transmitted to the data processing device and taken into account by this in determining the material thickness of the film (10).