DD224975A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen und regeln des dickenquerprofils einer bewegten warenbahn - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen und Regeln des Dickenquerprofils einer bewegten Warenbahn aus thermoplastischem Kunststoff, die auf Kalandern hergestellt wird. Es ist Ziel der Erfindung, die Qualitaet der Folie zu verbessern und die Menge des Einsatzmaterials zu verringern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, waehrend der Dickenquerprofilmessung gleichzeitig Dickenschwankungen in Laengsrichtung auszugleichen und die notwendigen Messwerte bereits nach einmaligem Messweg zu bilden und fuer die Verstellung zu nutzen. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dass die zur Regelung notwendigen Messwerte in mindestens vier, bezogen auf die Bahnbreite, nebeneinander liegenden Flaechenzonen, deren Abmessungen von Parametern des Verarbeitungsprozesses abhaengig sind, erhalten und zu Zonenmittelwerten, die die Istwerte entsprechender Regelungen darstellen, verarbeitet werden. Die Erfindung wird an Kalandern zur Herstellung von Folien aus thermoplastischem Kunststoff eingesetzt. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen und Regeln des Dickenquerprofiis einer bewegten Warenbahn aus thermoplastischem Kunststoff, die auf Kalandern hergestellt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind mehrere voneinander abweichende Verfahren und Vorrichtungen zum Messen und Regeln der Dicke einer bewegten Warenbahn bekannt.

Das wohl älteste und heute noch bei der Herstellung bestimmter Fplien benutzte Verfahren sieht das Messen in den Randzonen der laufenden Warenbahn vor. Bei Abweichung von der Vorgabetoieranz erfolgt eine automatische Verstellung einer für den letzten Walzspalt der Verarbeitungsmaschine zuständigen Verstelleinrichtung; linke oder rechte Walzenanstellung.

Da mit diesem Verfahren kein Dickenquerprofil gemessen wird, ist somit nur die Regelung der Randzonendicke möglich. Ein gegenüber der vorgenannten technischen Lösung verbessertes Verfahren sieht grundsätzlich das Messen in der Bahnmitte vor. Mit Hilfe dieser drei Meßstellen wird der Bediener in die Lage versetzt, Dickendifferenzen zwischen Bahnrand und Bahnmitte zu erkennen. Im Falle von Abweichungen von der Vergabetoleranz sind individuelle Beeinflussungen durch den Bediener mittels der für den letzten Walzspalt zuständigen Walzerianstellungen, der Walzenschrägverstellung oder aber auch der Walzenbiegeeinrichtung möglich. Ihre Verstellung erfolgt durch ständigen Vergleich von Hand, bis die Optimierung erfolgt

Nachteilig ist auch hierbei, daß diese Messungen keinen Aufschluß geben über den Verlauf des Dickenquerprofiis in anderen Bereichen der Bahnbreite. Eine Regelung des Profils auf der Basis dieser Meßwerte ist prinzipiell möglich. In bezug auf die begrenzte Untersuchungsfläche ist die Messung jedoch ungenau. Damit bestehen für eine darauf aufbauende Regelung zeitliche und auch Stabiiitäts-Probleme.

Eine weitere bekannte technische Lösung sieht neben der möglichen Messung und Regelung in den Randzonen der fortlaufenden Bahn durch zwei Meßwertaufnehmer das Messen des Dickenquerprofiis mit Hilfe eines weiteren Meßwertaufnehmers vor, der quer zur laufenden Folienbahn bewegt wird und somit einen diagonalen Meßweg über die Bahnbreite nimmt. Der Winkel zwischen Meßweg und Bahnkante ist in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Meßwertaufnehmers und der Bahngeschwindigkeit veränderbar. Auf der Basis dieser Meßwertermittlung gelingt es besser, nach wenigen aufeinanderfolgenden Meßwegen brauchbare Foiiendickenquerprofile aufzunehmen und auch darzustellen.

Jedoch zwingt der bei Walzen vorhandene Rundlauffehler immer noch zur Ausnutzung mehrerer Meßwege.

Damit bestehen für eine Regelung nach wie vor zeitliche Probleme.

in Abwandlung zur vorgenannten technischen Lösung sehen bekannte Ausführungsvarianten auch vor, daß der quer zur laufenden Folienbahn bewegte Meßwertaufnehmer auf seinem Weg gestoppt wird und dann an dieser Stelle ein spezielles Dickenlängsprofil aufnimmt, das ebenfalls für die Profiloptimierung herangezogen werden kann. Doch auch diese Lösung ist nicht so konzipiert, daß Rundlauffehler der Verarbeitungswalzen gezielt in minimaler Meßzeitdauer eleminiert werden.

Daraus leitet sich ab, daß derzeit die während des Verarbeitungsprozesses am Foliendickenquerprofil notwendigen Regelungen und Optimierungen zeitaufwendig sind und demzufolge zu Fehlproduktion führen. Das wird um so kritischer, je größer die Verarbeitungsgeschwindigkeit ist.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen und Regeln des Dickenquerprofiis einer bewegten Warenbahn zweckentsprechend so zu gestalten, daß die Qualität der Bahn wesentlich verbessert und die Menge des Einsatzmaterials verringert werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen und Regein des Dickenquerprofils einer Warenbahn zu schaffen, mit denen während der Dickenprofilmessung gleichzeitig vorhandene Dickenschwankungen in Längsrichtung ausgeglichen und die zur Regelung notwendigen Meßwerte bereits nach einmaligem Meßweg mit hinreichender Genauigkeit gebildet und zu Verstellungen an der Verarbeitungsmaschine genutzt werden.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß bezogen auf die Bahnbreite in den Grenzen von mindestens vier von fünf Bahnzonen diejenigen Dickenwerte zu Mittelwerten verarbeitet werden, die in Flächenzonen liegen, deren Länge von Parametern des Verarbeitungsprozesses abhängig ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist so aufgebaut, daß ein Rechner mit den Dickengebem, mit den formschlüssig den Dickengebern zugeordneten Positionsgebern und mit einem Impulsgeber, der mit der Kalanderwalze drehverbunden ist, gekoppelt ist. Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung besteht darin, daß mindestens ein Dickengeber in bezug auf einen Meßweg ständig und mit von der Geschwindigkeit der Warenbahn und der Bahnzonenbreite abhängiger Geschwindigkeit bewegt wird.

Weiterhin können die Dickengeber in bezug auf einen Meßweg jeweils in einer Bahnzone eine Haltestelle (gestufter Weg) aufweisen.

Die Haltestellen können dabei so eingerichtet sein, daß ein Dickengeber in bezug auf alle möglichen Haltestellen diese Haltestellen derart nutzt, daß der Dickengeber für aufeinanderfolgende Meßwege unterschiedliche Haltestellen aufweist. Für den Fall des Vorhandenseins nur eines Dickengebers existiert entweder ein ständiger oder ein entsprechender gestufter Meßweg. Bei ständigem Meßweg ist für konstante Geschwindigkeit des Dickengebers die Breite der Flächenzone abhängig von der Bahngeschwindigkeit, für veränderbare Geschwindigkeit kann die Breite der Flächenzone unabhängig von der Bahngeschwindigkeit gewählt werden. Beim gestuften Meßweg wird der diagonale Weg innerhalb einer Flächenzone einmal um die Zeitdauer, die zur Bildung des für die Regelung geeigneten Zonenmittelwertes notwendig ist, unterbrochen. Dabei entspricht die Fiächenzonenbreite der Meßfleckgröße bezüglich des Dickengebers.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß die zur Regelung notwendigen Meßwerte bereits nach einmaligem Meßweg mit hinreichender Genauigkeit gebildet und zu Versteilungen an der Verarbeitungsmaschine genutzt werden.

Das Messen und Regeln des Dickenquerprofils ist wie folgt vorgesehen:

Die Basis ist die Produktion einer Warenbahn nach definierten Verarbeitungsparamtern. Anhand der Verarbeitungsparamter wird der Rechner verarbeitungstechnologisch programmiert. Die Programmierung beinhaltet die Anzahl der bewegten Dickengeber, die Art der Querbewegung (ständig oder gestuft), die Anzahl der Bahnzonen, die Breite der Bahnzonen, die Länge der Fiächenzonen und die Querbewegungsgeschwindigkeit, die entweder konstant oder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Warenbahn und der Bahnzonenbreite veränderlich ist.

Nach erfolgter Programmierung werden die vorgesehenen Dickengeber mitteis einer Querbewegungseinrichtung " programmgemäß senkrecht zur Geschwindigkeit der Warenbahn bewegt und gleichzeitig werden vom Rechner die Foliendicke von jedem Dickengeber, die Position jedes Dickengebers bezüglich der Querbewegung von jedem Positionsgeber und die Impulse in Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeit der Kalanderwalze bezüglich der Flächenzoneniänge von einem Impulsgeber kontinuierlich erfaßt. Innerhalb der programmierten Zonengrenzen erfolgt die rechentechnische Sammlung der Dickenwerte und die Mittelwertbildung. Der Querbewegungsantrieb erhält kontinuierlich Stellimpulse vom Rechner für die zonenweise Geschwindigkeit bzw. für die Haltestellen.

Auf der Basis der aktuellen Zonenmittelwerte erhalten die Regler für die Walzenanstellung, Walzenschränkung, Walzenbiegung und für die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Kalander und Abzugswaize entsprechende Steilimpulse.

Ausführungsbeispiei

Die Erfindung soli anhand eines Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die komplette Vorrichtung mit einem Dickengeber;

Fig. 2: die Anordnung der Flächenzonen auf der Warenbahn für den Fall, daß ein Dickengeber mit konstanter Geschwindigkeit

bewegt wird; Fig.3: die Anordnung der Fiächenzonen auf der Warenbahn für den Fall, daß ein Dickengeber mit zonenweiser variabler

Geschwindigkeit bewegt wird; Fig.4: die Anordnung der Flächenzonen auf der Warenbahn für den Fall, daß ein Dickengeber während seines Meßweges Haltestellen aufweist.

Die Fig. 1 zeigt die Einordnung der Vorrichtung in das Maschinensystem eines Kalanders zur Herstellung einer Plastfolienwarenbahn. Die Warenbahn 6wird durch Walzformung mittels Kalanderwalzen 13, 14,15,16 hergestellt und mittels Abzugswalze 12 und weiterer nicht dargestellter Walzen bis zur Wicklung transportiert. Der Motor 17 treibt die Kalanderwalze 16 und der Motor 18 die Abzugswalze 12 an. Zur Veränderung der Walzenspaltgeometrie zwischen den Walzen 15,16 dienen die Walzenanstellung 7,8, die Walzenschränkung 9,10 und die Walzenbiegung 11. Die Messung der Foliendicke erfolgt mit dem Dickengeber 2, der aus dem radiometrischen Strahier und Meßkopf besteht.

Der Dickengeber 2 wird durch die Querbewegungseinrichtung 31 mit dem Motor 3 bewegt. Der Positionsgeber 4 ist an der Querbewegungseinrichtung 31 angeordnet und wird synchron mit dem Dickengeber 2 bewegt. Dickengeber 2, Positionsgeber 4 und Impulsgeber 5 sind mit dem Rechner 1 verbunden, wobei der Impulsgeber 5 mit der Kalanderwalze 16 drehverbunden ist.

Die in Fig.2 dargestellte Meßwertstrategie ist bei konstanter Querbewegungsgeschwindigkeit des Dickengebers möglich. Die Warenbahn 6 ist meßtechnisch ideell in fünf Bahnzonen 19,20,21,22,23 aufgeteilt. Der Meßfleck 24 des Dickengebers beschreibt einen geraden Meßweg 25 diagonal über die Warenbahn 6.

Innerhalb jeder Bahnzone 19, 20, 21, 22,23 befinden sich längs des Meßweges 25 die ideellen Flächenzonen 26, 27, 28,29,30, deren Länge gleich ist oder sich ganzzahlig vielfach unterscheidet.

Innerhalb dieser Flächenzonen 26,27,28,29,30 erfolgt die Dickenmessung der Bahn 6.

Nach der in Fig. 3 dargestellten Meßstrategie besteht die Möglichkeit, die Querbewegungsgeschwindigkeit des Dickengebers während des Meßweges 25 gezielt zu verändern.

Alle zu messenden Flächenzonen 26,27, 28,29,30 sind gleich lang.

In Fig.4 ist dargestellt, daß der Meßfieck 24 des Dickengebers während des Meßweges 25 Haltestellen aufweist, es liegt also ein gestufter Meßweg vor, wobei alle Flächenzonen gleichlang sind.

Claims (4)

Erfindungsansprüche:

1. Verfahren zum Messen und Regeln des Dickenquerprofils einer bewegten Warenbahn mittels eines Dickengebers und eines formschlüssig mit diesem verbundenen Positionsgebers, die mit konstanter Geschwindigkeit auf einem quer zur Warenbahn gerichteten Meßweg geführt werden und ständig Meßwerte erfassen, die einer zweckentsprechenden Einrichtung zur Mittelwertbildung, zum Soll-Istwertvergleich und zur Bildung von Steilgrößen für die Steuerung einer Walzenspaltgeometrie und einer Warenbahnreckung eines Verarbeitungsmaschinensystems zugeführt werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Breite der Warenbahn (6) ideell in Bahnzonen (19,20,21, 22,23) aufgeteilt wird und in Grenzen von mindestens vier von fünf Bahnzonen Dickenmessungen durchgeführt werden und diejenigen Dickenwerte zu Mittelwerten verarbeitet werden, die in ideeil aufgeteilten Flächenzonen (26,27,28,29,30) der Bahnzonen (19,20,21, 22, 23) erfaßt werden, wobei die von den Parametern des Verarbeitungsprozesses abhängige Länge der Flächenzonen (26,27, 28,29,30) längs eines Meßweges (25) ganzzahlig vielfach unterschiedlich sein kann.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Dickengeber (2) mit einem zugehörigen Positionsgeber (4) auf einem Meßweg (25) der Warenbahn (6) ständig bewegt wird mit einer Geschwindigkeit, die von der Geschwindigkeit der Warenbahn (6) sowie der Breite der Bahnzonen (19,20,21,22,23) abhängig ist, wobei die Länge der Flächenzonen (26, 27, 28, 29, 30) gleich ist.

3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Dickengeber (2) mit einem zugehörigen Positionsgeber (4) auf einem Meßweg (25) der Warenbahn (6) gestuft bewegt wird und innerhalb der Bahnzonen (19,20, 21, 22, 23) Haltestellen einnimmt, wobei die Länge der Fiächenzonen (26,27, 28,29,30) gleich ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 bis 3, umfassend einen auf einer Querbewegungseinrichtung angeordneten Dickengeber und einen formschlüssig mit diesem verbundenen Positionsgeber, die mit einem Rechner zur Verarbeitung von Meßwerten und zur Bildung von Stellgrößen für die Steuerung einer Walzenspaltgeometrie und einer Warenbahnreckung eines Verarbeitungsmaschinensystems verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß der Rechner (1) mit dem Dickengeber (2), dem Positionsgeber (4) und einem mit einer Kalanderwalze (16) drehverbundenen Impulsgeber (5) verbunden ist.

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen