DD267240A1 - Einrichtung und verfahren zur anpassung eines kantenabtasters fuer bahnfoermige flaechengebilde an die materialeigenschaften der ware - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Anpassung eines Kantenabtasters fuer bahnfoermige Flaechengebilde an die Materialeigenschaften der Ware. Eine Anwendung ist ueberall dort moeglich, wo die Kanten warenbahnfoermiger Flaechengebilde mit unterschiedlichen Materialeigenschaften in ihrer Lage erkannt werden sollen. Entscheidendes Merkmal des Kantenabtasters ist, dass der Anpassungszustand signalisiert wird, wobei mit dieser Einrichtung, unter der Voraussetzung, dass das Messsignal von einem definierten, stets gleichgrossen Stueck der Warenbahn gewonnen wird, der Pegel des Ausgangssignales ueberprueft wird und er innerhalb eines bestimmten Toleranzfeldes liegen muss. Wesentliches Merkmal des Anpassungsverfahrens ist, dass die Anpassung bei stillstehender Warenbahn erfolgt. Dabei werden Abtastkopf und Warenbahn so zueinander positioniert, dass stets ein gleichgrosses Stueck Ware das Messsignal beeinflusst. Das unter dieser Bedingung gewonnene Ausgangssignal wird zur Eichung des Kantenabtasters genutzt.

Description

Hierz 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung Anwondungsmöglichkeiton ergeben sich überall dort, wo warenbahnförmige Flächengobilde mit unterschiedlichen Materialeigenschaften in ihrer Lage erkannt worden müssen, so z. B. in der Papierherstellung und -verarbeitung, bei de.' Herstellung von Filmon und Folien jeglicher Art sowie an Be- und Verarbeitungsmaschinen der Textilindustrie. Zur exakten Bahnkantenführung von textlien Flächengebilden an Spann-Trocken-Fixiormaschinen werdon optoeloktronischo Kantenabtaster eingesetzt. Durch diesen Kantenabtaster wird die Lage der Bahnkante erkannt. Dieser Meßwert wird mit einom Sollwert verglichen. Der daraus resultierende Stellbefehl wird einem Stellglied zugoführt, das die Korrektur der Bahnkante

realisiert.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Es sind Kantenabtaster bekannt, die die Aufgabe haben, die Lage einer Warenbahnkante zu ernennen. So wird in WP G 05 D / 240240.4 eine Anordnung beschrieben, die derart funktioniert, daß auf die Warenkante ein Lichtstrahl projiziert wird, der einen Lichtfleck abbildet. Die L age der Bahnkante begrenzt die Größe der Fläche, von der das Licht reflektiert wird, wobei die xe beleuchtete Fläche der Warenbahn im folgenden als Meßfeld bezeichnet wird. Das von diesem MePfsld reflektierte Licht wird von einem Fotoempfänger erfaßt und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Je nach Lage der Ba'inkante erfolgt eine unterschiedliche Reflexion und damit ein sich änderndes elektrisches Ausgangssignal. Somit bos'oht ein proportionaler Zusammenhang zwischen Lage der Warenkante und elektrischem Ausgangssignal.

Die reflektierte Lichtmengo hängt neben der Lageänderung der Kante, also neben der Größe der reflektierende/ Fläche, auch noch stark vom Reflexionsgrad der Ware ab, der durch eine breite Farbpalette und unterschiedliche Oborflächoi ibeschaffenheit großen Schwenkungen ur^trliegt. Zur Regelung der Bahnkante muß jedoch gewährleistet sein, daß die Größe des elektrischen Ausgangssignals bzw. dessen Pegel nur von der Größe der reflektierenden Fläche, also der Lage der Bahnkante, abhängt und nicht auch noch vom Reflexionsgrad der Ware.

Um den Störfaktor Reflexionsgrad auszuschalten, besteht die Möglichkeit, mittels Drohknopf die Verstärkung des Meßsignals einzustellen, damit die o.g. Bedingung erfüllt wird. Bei laufender Ware wird die optimale Einstellung gesucht. Diese Einstellung ist äußerst diffizil, da der Abtastkopf, an dem sich der Drehknopf befindet, an der Verstelleinrichtung der Warenkante befestigt ist und sich damit ständig bewegt,

Der Mangel die»«.. Anpassungsverfahrens besteht darin, daß die Anpassung bei bewegter Ware vorgenommen werden muß, wodurch es während ''es Abgleichens zu schlecht geführter Warenkante und damit zu qualitütsgeminclortar Ware und somit ökonomischen Verluste, ι kommt. Der Anpassungspunkt ist nur bei bewegter Ware aus der Reduktion des Stellgliedes zur Korrektur der Bahnkante ersichtlich. Ein Mangel des Kantenabtasters besteht folglich darin, daß die Anpassung an den Reflexionsgrad nicht signalisiert wird, sondern nur die Auswirkung der Elnstellunr sichtbar ist.

Auf ähnlichem Funktionsprinzip beruhen Abtastungen mittels Wechsellicht, Infrarot, Ultraschall und Pneumatik sowchl im Reflexions- als auch im Durchstrahlungsverfahren, bei denen sich die Unterschiede der Warenbahnen ebenfalls störend auswirken. Dementsprechend treten die oben aufgezeigten Mängel auch bei Bonutzung dieser Abtastsignale auf.

Ziel der Erfindung Ist, den Anpassungsvorgang zu vereinfachen und die vorgenannten ökonomischen Vorlus'.o zu vermeiden.

Darlegung des Weson» der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dia Warenkanto sofort mit Einschalton dar Maschine so zu führen, daß Qualitöteveriuste nicht auftreten und durch Ruhigstollen des Meßkopfes die Durchführung dos Anpaßvorfahrens wosontlich erleichtert wird.

Dio Aufgebe wird dadurch geltist, daß eine Einrichtung geschaffen wurde, die den Anpaßzustand des Kantenabtasters slgnallbiert, und unter Zuhilfenahme dieser Einrichtung ein Verfahren gofunden wurde, das die Anpassung bei Stillstand der War« und Stilletand des Bahnkantenstellgliedes ermöglicht.

Erflndungsgemöß wird das elektrische Signal, das im Empfänger aus dom Meßsignal gobildot worden ist und im Verstärket verstärkt wurde und wie üblich der Kantenstelloinrichtung zugeführt wird zusätzlich noch an einen Vorgloicher, der parallel zur Kanienstolleinrichtung geschaltet ist, angelegt, Dieser gibt ein Ausgangssignal, das als Anpaßsignal genutzt wird, an oinen Wandler ab.

Der Vergleicht^ arbeitet als Fensterdiskrlminator. Durch die Üimencionlorung seiner inneron Schaltung sind zwoi Schaltschwollen festgelegt, Er vergleicht das gewandelte und verstärkte Moßsignal mit diesen beiden Schaltschwollon, Liegt der Signalpegel innerhalb der Schaltschwollen, so wird ein Signal an den Wandler abgegeben. Die Lage dor Schaltschwollon ist so festgelogt, daß Anpassung des Kantonabtastors an die Warenbahnoigonschaften bostoht, wenn das Moßsignal von oinor definierton Meßfeldgrößo gowonnon wird, d, h, wonn sich die Bahnkante in definierter Position zum Abtaster bofindet und das vom Verstärker unter dieser Bedingung abgogobona Signal innerhalb dor Schaltschwollen liegt. Sollte das uo gowonnone Vorstßrkerausgangsslgnal beim Anpaßvorgang nicht innerhalb dieser Schwollen llogon, so kann die Verstärkung so vorändort werden, bis Anpassung bestoht. EntsprochonH dor Konstruktion dos Abtasters kann eine Änderung des Ausgangsslgialpogols und damit eine Anpassung auch durch feste Verstärkung in Verbindung mit einem Heruntortoilon des Signales odor cinor

Änderung des Gaborsignalpegels vorgesehen soln.

Der Abstand der Schaltschwollon voneinander muß dabei günstigorweise dem Tolornn'.fold dos Anpaßzustandes entsprochen, odor er muß kleiner sein.

Dor Wandler diont der Umformung des Vergleicherausgangssignals in ein Signal, aas zur Meldung an oinen Dodlonor goeignot Ist, als;) vorzugsweise In ein optisches üder akustisches Signal, oder in ein Signal, das zur automatischem Verstärkungseinstellung Im Anpaßvorgang genutzt wird.

Das Anpaßverfahren besteht orf idun&sgemäß darin, daß noch vor Einschalten des Waronbahntransportes und des Bahnkantenstellgiisdes zunächst Abtastkopf und Warenbahnkante so zueinander positioniert werden, daß das Meßfold zu einem definiert großen Teil auf der Warenbahn liegt. Da dio erfiiidungsgomäße Einrichtung nun signalisiert, ob Anpassung besteht oder nicht, kann die Verstärkung manuell oder automatisch so vorändert werden, daß dor Anpos&ungszustand erroicht wird. Ist die Verstärkung dementsprechend eingestellt, darf sie im Betriebszustand nicht mehr vcrändart werden. Eine Neupositionierur.g von Abtastkopf und Warenbahnkante kann im nächsten Schritt zur Einstellung der Arboitsposition vorgenommen werden. Das ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, wenn beim Einschalten des Warontransportes und dos Bahnkantenslellgliedes die automatische Einregelung auf ArboitcnosKion so schnell ertolgt, daß keine Verluste durch schlecht Geführte Warenkante auftreten,

Ausfflhrungsbolsplcl

Im konkreten Fall wird die Knntensteuerung gemäß Figur 1 an einer Spann-Trocken-Fixiermaschine eingesoUt. Dor Sender 1 projiziert auf die Ware 11 einen Lichfleck, woboi dor beleuchtet«/ Teil der Ware als Moßfeld 8 bezeichnet wird. Das reflektierte Lichl wird vom Empfänger 2 erfaßt und als elektrisches Signal dem Verstärker 4 zugeführt. Mit Hilfe des Drohknopfes 3 kann die o/forderliche Verstärkung eingestellt werden. Da* Ausgangssignal des Vers'värkere 4 wird einer Kantenstelleinrichtung 6 zugeführt. Diese bewegt die Bahnkante je nach Lago in die Verstelleinrichtung 9 oder 10.

Der Sender 1, Empfänger 2, Drehknopf 3 und Verstärker 4 sind in einem Gehäuse untergebracht, aas an eier maschine über der Bahnkante angeordnet lot und in seiner Einheit den Kantenabtaster darstellt. Zum exakten Führen dor Warenbahn muß er in oinor definierten Position zur Warenaufnahme stehen. Als Sonder 1 kommt eine Lichtwurflampe und als Empfänger 2 ein Fototransistor zum Einsatz. Wie bereits erwähnt, kann mittels Drehknopf 3 dl* Verstärkung und damit die Anpassung an dio Eigenschaften der Ware eingestellt werden. Diese Einstellung war jedoch nur bei bewegter Ware unter Beobachtung der Bahnkante möglich.

Der Erfindung entsprechend wird das Ausgangssignal des Verstärkers 4 einem Vergleichen 5 zugeführt und dosson Ausgnngssignal dem Wandler 7 aufgeschaltet. Vergleicher 5 und Wandler 7 sind zusätzlich im Kantenabtaster untergebracht. Bei dem Vergleicher 5 handelt es sich um einon Fensterdiskriminator, der aus zwei jeweils als Komparator geschalteten Operationsverstärkern besteht. Beiden Komparatoren wird parallel das Abtastkopfausgangssignal als Eingangssignal zugeführt, und zwar bei einem Operationsverctärker auf den negierten und beim anderen auf den nichtnogierten Eingang. Der andere Eingang des einen Komparator« liegt auf dem festen Pegel, der o'er unteren Toleranzgrenze des Anpassungsbereiches entspricht, der zweite Eingang des andoren Komparator liegt auf dem festen Pogol dor oberen Toleranzgrenze. Die Ausgänge dor Komparatoren sind ODER-verknüpft, so daß nur dann oin Signal abgegeben wird, wenn keiner der Operationsverstärker anspricht, Das ist bei ninem Eingangssignalpegel zwischen den beiden Schaltschwellen der Fall, da beide Operationsverstärker aufgrund der in ihrer Bedeutung unterschiedlichen Nutzung von invertierendem und nichtinvertierendem Eingang in entgegengesetzter Ausgangspolarität arbeiten.

Im vorliegenden Fall besteht der Wandlor 7 im Wesentlichen aus einer Leuchtdiode und ihrer Ansteuerung. Die Leuchtdiodo wird durch das Vergleicherausgangssignal zum Leuchten gebracht und zeigt damit im Zusammenwirken mit dem Vergleichor 5 dom

Bediener an, daß das Abtastkonfausgangsslgnal innerhalb der Toleranzgrenzon des Anpaßzuetandes liegt. Zum Anpassen dos Abtastkopfes an den Reflexionsgrad der Warenbahn 11 zieht der Bodisnor die Textilbahn so unter den Abtastkopf, daß der volle Lichtkegel auf die Ware fällt. Es Ist auch möglich, den Abtastkopf über die Warenbahn zu stellen, sofern die Textilbahn nicht elastisch genug ist. Damit hat das Meßfeld 8 die maximale Größo, da das Gnbersignal von der größtmöglichen Fläche reflektiert wlrdg, Das Abtastkopfausgangssignal muß nun einen maximalen Wert nnnohmon, darf ihn jedoch nicht übersteigen. Da die Schaltschwellen des Vergleichers 5 so dimensioniert sind, daß sie dom Toleranzfeld dos Anpaßzustandes entsprochen, kann der Bedienor mit dem Drehknopf 3 die Verstärkung s > einstellen und damit die Größo dos Abtastkopfauegangsslgnalos so beeinflussen, daß Anpassung bestoht. Erkennbar ist dio'j am Leuchten dor Louchtdiode. Wurde der Abtastkopf zur Anpassung in seiner Position verändert, so muß er nun in Arbeitsposition zurückgestellt werdon, da sonst die Warenbahn um den Versatz Arboitsposition-Abgleichposition falsch geführt würde, Danach können Warentransport und Kantenstelleinrichtung 6 zugeschaltet werden.

Da die Anpassung bei Stillstand der Ware und dp.- Kantenstelleinrichtung 6 vorgenommen wird, wird während des Anpaßvorgangos keine Ware schlecht geführt transportiert. Es treten keine Qualitätsverluste an der Ware auf. Durch Stillstand des Kantenstellgliedes wird eine Ruhigstellung dos Abtastkopfes und des daran befindlichen Drehknopfes 3 erreicht. Damit isi die ohnehin empfindliche Einstellung des Drohknopfes 3 einfacher, als wenn sich dieser auch noch bewegt.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Anpassung eines Kantenabtasters für warenbahnförmige Flächengebilde an die Materialeigenschaften der Ware, bei dem ein Gebersignal auf die in ihrer Lage zu erkennende Warenbahnkante projiziert wird und dieses Gebersignal durch Reflexion oder Absorption durch die Warenbahn verändert als Meßsignal zu einem Empfänger gelangt, der darauf ein elektrisches Signal erzeugt, das durch einen in seiner Verstärkung einstellbaren Verstärker verstärkt wird oder durch andere Schaltungen, wie Spannungsteiler, in seiner Größe beeinflußt wira und dieses Signal als Abtastkopfausgangssignal an ein Kantenstellglied weitergegeben wird, gekennzeichnet dadurch, daß dieses Abtastkopfausgangssignal einem Vergleicher (5) zugeführt wird, der ein Ausgangssignal abgibt, wenn das Abtastkopfausgangssignal innerhalb zweier Schaltschwollen liegt, die durch die Dimensionierung des Vergleichers (5) gegeben und so bemessen sind, daß, wenn das Meßfeld (8) zu einem definiert großen Teil auf der Ware (11) liegt und das so gewonnene Abtastkopfausgangssignal innerhalb dieser Schaltschwellen liegt, Anpassung des Kantenobtaster^ an die Materialeigenschaften der Ware (11) besteht.

2. Verfahren zur Anpassung eines Kantontibtasters für warenbahnförmige Flächengebilde an die Materialeigenschaften der Ware durch Verändern der Größe des Abtastkopfausgangssignals, dadurch gekennzeichnet, daß Kantenabtastkopf und Ware (11) bei Stillstand des Warentransports und der Kantenstelleinrichtung (6) so zueinander positioniert werden, daß das Meßsignal von einem definiert großen Meßfeld (8) auf der Ware (11) gewonnen wird und daß danach das unter dieser Bedingung gewonnene Abtastkopfaucgangssignal in seiner Größe so verändert wird, bis eine Anpassung signalisiert wird.