DE102004015110A1

DE102004015110A1 - Detection apparatus for detecting defects in joints of sheet pieces, has source(s) of electromagnetic non-unidirectional radiations, and one or more sensors that make two-dimensional detection of reflected or refracted radiation

Info

Publication number: DE102004015110A1
Application number: DE200410015110
Authority: DE
Inventors: Silvio Crotti
Original assignee: Texmag GmbH Vertriebsgesellschaft
Current assignee: Texmag GmbH Vertriebsgesellschaft
Priority date: 2004-03-27
Filing date: 2004-03-27
Publication date: 2005-10-13
Also published as: CN1985147A

Abstract

A detection apparatus for detecting defects or geometrical characteristics in joints or splices of sheet pieces in an unloaded state, has source(s) of electromagnetic radiations that is a source of electromagnetic non-unidirectional radiations; and one or more sensors that make a two-dimensional detection of the reflected or refracted radiation. A detection apparatus for detecting defects or geometrical characteristics in joints or splices of sheet pieces (305, 306) in an unloaded state, comprises source(s) of electromagnetic radiations to be directed towards one of the joints or splices; and one or more sensors (303a-303d) that can detect the radiation reflected or refracted by the joint(s) or splice(s). The radiation source is a source (302a, 302b) of electromagnetic non-unidirectional radiations. The sensors make a two-dimensional detection of the reflected or refracted radiation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen des Überlapps von Bahnstücken sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und deren Verwendung.The The invention relates to a method for detecting the overlap of railway tracks and an apparatus for carrying out the method and its Use.

In der Praxis werden Bahnstücke durch Splicer zu Endlosbahnen zusammengefügt. Dabei ist es wichtig, daß die zusammenzuführenden Bahnstücke einen ausreichenden Überlapp aufweisen. Dieser sollte nicht zu klein sein, um ein sicheres Halten der Bahnstücke aneinander zu gewährleisten, andererseits führt ein zu großer Überlapp zu Problemen bei der Verarbeitung bzw. mit dem weiteren Bahntransport. In der Praxis wurden daher Vorrichtungen zum Erfassen des Überlapps eingesetzt, um diesen bestimmen und optimal einstellen zu können. Diese Vorrichtungen bestanden aus einem Rad, welches federnd gegen die Bahn gedrückt wird. Im Bereich des Überlapps der Bahnstücke ergibt sich eine entsprechend größere Dicke, die vom Rad registriert wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, den Überlapp nur sehr ungenau erfassen zu können, was sich nachteilig auf die Splicequalität auswirkt bzw. keine exakte Meß werterfassung zuläßt.In In practice, track pieces joined together by splicers to endless tracks. It is important that the merging Pieces one sufficient overlap exhibit. This should not be too small to keep a safe the track pieces to ensure each other on the other hand leads too much overlap to problems during processing or with the further rail transport. In practice, therefore, there have been devices for detecting the overlap used to determine this and optimally adjust. These devices consisted of a wheel, which is pressed resiliently against the web. In the area of the overlap the track pieces results in a correspondingly greater thickness, which is registered by the wheel. However, this method has the disadvantage the overlap to be able to record only very inaccurately, which has an adverse effect on the splice quality or no exact Measurement recording allows.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem der Überlapp zweier Bahnstücke mit hoher Präzision erfaßt werden kann. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.Of the Invention is based on the object, a method of the initially mentioned type, with the overlap of two pieces of web with high precision detected can be. Furthermore is meant to carry a device be specified in this method.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8 gelöst.These Task is according to the invention with the Features of the claims 1 and 8 solved.

Das Verfahren gemäß Anspruch 1 dient zum Erfassen des Überlapps zwischen überlappend transportierten Bahnstükken, wobei sowohl die Dicke als auch das Material der Bahnstücke grundsätzlich unerheblich sind. Die Bahnstücke werden von ihrer Ober- und Unterseite optisch erfaßt, ohne hierbei die Bahnstücke selbst berühren zu müssen. Dies hat den Vorteil, daß die Lage der Bahnstücke und damit der Überlapp nicht durch die Messung des Überlapps beeinflußt wird. Außerdem liefert eine optische Abtastung eine höhere Präzision als eine mechanische Abtastung. Im Gegensatz zu einer mechanischen Abtastung reicht jedoch ein einseitiges Abtasten der Bahnstücke nicht aus, da auf diese Weise nur die Endkante des oben liegenden Bahnstücks erfaßt werden könnte. Im Bereich der Endkante des unten liegenden Bahnstücks krümmt sich das oben liegende Bahnstück in der Regel sanft nach unten, so daß in diesem Bereich, von oben betrachtet, keine Endkante optisch erfaßt werden kann. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die optische Abtastung sowohl von der Ober- als auch von der Unterseite der Bahnstücke durchzuführen. Durch die optische Abtastung werden Bildsignale erzeugt, aus denen die Lagen der ober- und unterseitigen Endkanten der Bahnstücke bestimmt werden können. Diese Endkantenbestimmung kann aus den Bildsignalen mit sehr hoher Präzision erfolgen, so daß aus dem Unterschied der ober- und unterseitigen Lagen der Endkanten leicht der Überlapp zwischen den Bahnstücken ermittelt werden kann. Hierzu sind lediglich einfache Berechnungen erforderlich, die leicht in Echtzeit durchgeführt werden können. Auf diese Weise kann der ermittelte Überlapp auch zur Regelung herangezogen werden, ohne daß sich ein unzumutbar träges Regelverhalten einstellt. Außerdem kann die Meßwerterfassung sowohl bei stehenden als auch laufenden Bahnstücken erfolgen.The Method according to claim 1 is used to detect the overlap between overlapping transported Bahnstükken, wherein both the thickness and the material of the web pieces basically insignificant are. The track pieces are optically detected by their top and bottom, without Here are the pieces of track touch yourself to have to. This has the advantage that the Location of the track pieces and thus the overlap not by measuring the overlap affected becomes. Furthermore Optical scanning provides a higher precision than a mechanical one Scanning. However, in contrast to a mechanical scanning is enough a one-sided scanning of the track pieces not because of this Only the end edge of the overhead track piece could be detected. In the area of the end edge of the underlying track piece bends itself the overhead track piece usually gently down, so that in this area, from above considered, no end edge can be optically detected. For this Reason is required, the optical scanning both from the Top as well as from the bottom of the track pieces perform. By the optical scanning generates image signals that make up the Positions of the top and bottom end edges of the track pieces determined can be. This final edge determination can be made from the image signals with very high precision done so that out the difference between the top and bottom layers of the end edges easily the overlap between the tracks can be determined. These are just simple calculations required, which can be easily done in real time. On this way, the determined overlap can also be used for control without an unacceptably sluggish control behavior sets. Furthermore can the measured value acquisition done both in stationary and ongoing track pieces.

Insbesondere bei schräg einfallender Beleuchtung der Bahnstücke zeichnen sich deren Endkanten durch scharf begrenzte Helligkeitsunterschiede in den Bildsignalen ab. Zur Bestimmung der Kantenlage hat sich gemäß Anspruch 2 die Berechnung der ersten Ableitung der Bildsignale bewährt, aus deren Maximum oder Minimum die Lage der Endkanten sehr genau bestimmt werden kann. Dieses Verfahren ist insbesondere unabhängig von der Beleuchtungsstärke, Reflektivität der Bahnstücke sowie Fremdlichteinflüssen.Especially at an angle incident lighting of the track pieces are characterized their end edges by sharply limited brightness differences in the image signals from. To determine the edge position has according to claim 2, the calculation of first derivative of the image signals proven, from the maximum or Minimum the position of the end edges can be determined very accurately. This method is particularly independent of the illuminance, reflectivity of the track pieces as well External light sources.

Insbesondere beim Einsatz des Verfahrens im Rahmen von Splicern ist die gesamte überlappende Fläche beider Bahnstücke von erheblicher Bedeutung. Für solche Anwendungs fälle hat sich die Ermittlung des Überlapps gemäß Anspruch 3 aus dem Abstand beider Endkanten bewährt.Especially When using the method in the context of splicers is the entire overlapping area both pieces of track of considerable importance. For such application cases has the determination of the overlap according to claim 3 proven from the distance between both end edges.

Alternativ oder zusätzlich ist es gemäß Anspruch 4 vorteilhaft, den Überlapp aus dem Winkel beider Endkanten zueinander zu ermitteln. Dieser Winkel sollte im Idealfall Null sein, so daß beide Endkanten zueinander parallel sind. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte fluchtende Ausrichtung der Randkanten beider Bahnstücke zueinander, was die weiteren Prozeßschritte, insbesondere Bahnlaufregelungen, erheblich vereinfacht.alternative or additionally it is according to claim 4 advantageous, the overlap to determine from the angle of both end edges to each other. This angle should ideally be zero, so that both end edges to each other are parallel. This results in an advantageous alignment Alignment of the marginal edges of both pieces of web to each other, what the others Process steps, especially web guiding regulations, considerably simplified.

Bei der Erfassung der Bildsignale von beiden Seiten der Bahnstücke ist es wichtig, daß diese Bildsignale zueinander korreliert sind. Zur Vereinfachung der Prozeßführung ist es in der Regel erforderlich, daß die Bahnstücke ohne Unterbrechung transportiert werden. In diesem Fall ist es gemäß Anspruch 5 günstig, wenn die Bildsignale beider Seiten der Bahnstücke gleichzeitig erfaßt werden. Die Bildsignale sind auf diese Weise zueinander ausreichend korreliert, um die unterschiedlichen Endkantenlagen relativ zueinander mit ausreichender Genauigkeit bestimmen zu können.When detecting the image signals from both sides of the web pieces, it is important that these image signals are correlated with each other. To simplify the process control, it is usually necessary that the web pieces are transported without interruption. In this case, it is favorable according to claim 5, when the image signals of both sides of the web pieces are detected simultaneously. The image signals are sufficiently correlated with each other in this way to be the different final edge positions relative to each other with sufficient accuracy be to be able to vote.

Bei bekanntem Einfallswinkel der Lichtstrahlen auf die Bahnstücke bildet der von der Endkante des oberen Bahnstücks geworfene Schatten ein zuverlässiges Maß für dessen Dicke. Ist diese für den weiteren Prozeß wichtig, so ist es gemäß Anspruch 6 vorteilhaft, die Bahndicke aus der Schattenlänge zu berechnen. Vorzugsweise wird der Proportionalitätsfaktor zwischen der gemessenen Schatten länge und der Bahndicke durch Erfassung eines Referenz elements mit bekannter Dicke kalibriert.at forms a known angle of incidence of the light rays on the track pieces the shadow cast by the end edge of the upper track reliable Measure of that Thickness. Is this for the further process important this is the claim 6 advantageous to calculate the web thickness from the shadow length. Preferably becomes the proportionality factor between the measured shadow length and the web thickness Calibrated detection of a reference element of known thickness.

Soweit das erfindungsgemäße Verfahren bisher beschrieben ist, ist es zur Bestimmung relativer Änderungen des Überlapps mit hoher Präzision geeignet. Zur Bestimmung von Absolutwerten des Überlapps können grundsätzlich die optischen Sensoren zur Erfassung der Ober- und Unterseite der Bahnstücke aufeinander einjustiert werden, so daß sie den exakt gleichen Bildausschnitt erfassen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß Abweichungen der Kantenlagen beider Bildsignale ausschließlich auf den Überlapp der Bahnstücke zurückzuführen sind. Diese Vorgehensweise ist jedoch aufgrund der erforderlichen Justierarbeiten sehr aufwendig. Günstiger ist es, wenn gemäß Anspruch 7 zur Kalibrierung der Kantenerfassung zunächst statt den überlappenden Bahnstücken ein Lineal in den Erfassungsbereich eingeführt wird. Dieses Lineal wird vorzugsweise in der Ebene der Bahnstücke gehalten und es besitzt eine optisch erfaßbare Kante. Diese Kante wird sowohl von der Ober- als auch der Unterseite optisch erfaßt, so daß aus den Unterschieden beider Bildsignale der Justierfehler der optischen Sensoren zueinander ermittelt werden kann. Dieser Justierfehler ist bei unveränderter Montage der optischen Sensoren konstant und dient als Korrekturwert für die Überlapperfassung. Vorzugsweise wird auf diese Weise sowohl der Winkel- als auch der Abstandsfehler in Laufrichtung erfaßt, so daß alle wichtigen Parameter zur Erfassung des Überlapps korrigiert werden können.So far the inventive method so far is to determine relative changes of the overlap suitable with high precision. In principle, the optical sensors can be used to determine the absolute values of the overlap for detecting the top and bottom of the track pieces on each other be adjusted so that they capture the exact same image detail. That way is ensured that deviations the edge layers of both image signals exclusively on the overlap the track pieces are attributed. These However, the procedure is due to the required adjustments very expensive. Cheaper is it, if according to claim 7 for calibrating the edge detection first instead of the overlapping pieces of track Ruler is introduced into the detection area. This ruler will preferably held in the plane of the track pieces and it has a optically detectable Edge. This edge is from both the top and the bottom optically detected, so that out the differences of both image signals of the alignment error of the optical Sensors can be determined to each other. This adjustment error is unchanged Mounting the optical sensors constant and serves as a correction value for the overlap detection. Preferably, in this way, both the angle and the Distance error detected in the direction of travel, so that all important parameters for detecting the overlap can be corrected.

Zur Durchführung dieses Verfahrens hat sich die Vorrichtung gemäß Anspruch 8 bewährt. Sie weist optische Sensoren auf, die die Bahnstücke von ihrer Ober- und Unterseite erfassen und Bildsignale erzeugen. Je nach Beleuchtung und optischen Reflexionseigenschaften der Bahnstücke sind die Sensoren im Infrarot- bzw. sichtbaren Bereich des Lichtspektrums aktiv, wobei je nach Anwendungsfall auch andere Spektralbereiche möglich sind. Die optischen Sensoren sind jeweils auf die Bahnstücke gerichtet, so daß sie zueinander gekehrt sind. Sie weisen vorzugsweise annähernd gleiche Erfassungsbereiche auf, wobei eine exakte Justierung der optischen Sensoren zueinander entbehrlich ist. Die optischen Sensoren erfassen die Bahnstücke ein- oder zweidimensional und erzeugen entsprechende Bildsignale. In Bahnlaufrichtung gesehen können ein oder mehrere Sensorelemente vorgesehen sein. Bei nur einem Sensorelement wird dabei das Sensorsignal sequentiell abgefragt und unter Ausnutzung der Bewegung der Bahnstücke ein Bildsignal erzeugt. Alternativ können auch mehrere Sensorelemente in Bahnlaufrichtung vorgesehen sein, um das gesamte Bild unabhängig vom Bewegungszustand der Bahnstücke zu einem bestimmten Zeitpunkt erfassen zu können. Quer zur Bahnlaufrichtung reicht es grundsätzlich aus, nur ein Sensorelement vorzusehen, falls die Winkelabweichung der Endkanten beider Bahnstücke nicht erfaßt werden muß. Durch Vorsehen mehrerer Sensorelemente quer zur Bahnlaufrichtung kann auch die Winkelabweichung der Endkanten beider Bahnstücke erfaßt werden. Die Bildsignale werden einer Recheneinheit zugeführt, welche die Lagen der ober- und unterseitigen Endkanten sowie deren Unterschied berechnet. Vorzugsweise gibt die Recheneinheit so wohl den Abstand der Endkanten an einer vorgegebenen Stelle, vorzugsweise der Bahnmitte, und den eingeschlossenen Winkel beider Endkanten als Ergebnisse aus. Diese beiden Werte charakterisieren den Überlapp vollständig. Es ist daran gedacht, diese Werte anzuzeigen, zu protokollieren und/oder einem Regler zuzuführen.to execution This method has proved the device according to claim 8. She points optical sensors on which the pieces of web from their top and bottom capture and generate image signals. Depending on the lighting and optical Reflective properties of the web pieces are the sensors in the infrared or visible range of the light spectrum active, depending on If necessary, other spectral ranges are possible. The optical sensors are each on the track pieces directed so that she turned to each other. They preferably have approximately the same Detection areas, with an exact adjustment of the optical Sensors is dispensable to each other. Capture the optical sensors the track pieces one or two dimensional and generate corresponding image signals. Seen in web direction can one or more sensor elements may be provided. With only one sensor element In this case, the sensor signal is queried sequentially and under utilization the movement of the track pieces generates an image signal. Alternatively, several sensor elements be provided in the web running direction to the entire picture regardless of Movement state of the track pieces too at a certain time. Cross to the web running direction it is basically enough to provide only one sensor element, if the angular deviation of the End edges of both pieces of track not detected must become. By providing a plurality of sensor elements transversely to the web running direction also the angular deviation of the end edges of both track pieces are detected. The image signals are fed to a computing unit which stores the layers of the upper and bottom end edges and their difference. Preferably gives the arithmetic unit so well the distance of the end edges at one predetermined location, preferably the center of the track, and the enclosed Angle of both end edges as results. These two values characterize the overlap Completely. It is intended to display, log, and / or display these values to supply to a controller.

Ein besonders einfacher Aufbau der optischen Sensoren in Form von Reflexlichtschranken ergibt sich aus Anspruch 9. Zur Erfassung eines entsprechenden Bildes müssen die von den Reflexlichtschranken abgegebenen Signale sequentiell erfaßt werden, so daß die Bahnstücke in ihrer Transportbewegung linienhaft erfaßt werden.One particularly simple construction of the optical sensors in the form of reflex light barriers results from claim 9. To capture a corresponding image, the be emitted sequentially from the reflected light barriers signals So that the web pieces be linearly detected in their transport movement.

Um auch den eingeschlossenen Winkel zwischen den Endkanten beider Bahnstücke ermitteln zu können, ist es gemäß Anspruch 10 günstig, mindestens zwei optische Sensoren auf jeder Bahnseite vorzusehen. Diese sind quer zur Transportrichtung beabstandet, so daß auf diese Weise zwei Abstände der ober- und unterseitigen Endkanten ermittelt werden können. Sind diese beispielsweise symmetrisch zur Bahnmitte angeordnet, so kann der Mittenabstand aus dem Mittelwert und der Winkel zwischen den Endkanten aus der Differenz dieser Werte und dem lateralen Abstand der optischen Sensoren ermittelt werden.Around Also determine the included angle between the end edges of both pieces of web can, it is according to claim 10 cheap, provide at least two optical sensors on each side of the web. These are spaced transversely to the transport direction, so that on this Way two distances the upper and lower end edges can be determined. are this example, arranged symmetrically to the web center, so can the center distance from the mean and the angle between the End edges from the difference of these values and the lateral distance the optical sensors are determined.

Zur Erzielung einer hohen Meßgenauigkeit ist es günstig, wenn möglichst viele Sensorelemente vorgesehen sind, die dicht nebeneinander liegen. Dies wird am einfachsten gemäß Anspruch 11 durch Anwendung von CCD-Kameras als Sensoren erreicht. Diese CCD-Kameras können sowohl als Zei len- als auch Matrixkameras ausgebildet sein. Im Falle von Zeilenkameras kann die Zeile sowohl in als auch quer zur Bahnlaufrichtung ausgebildet sein. Die von den CCD-Kameras abgegebenen Bildsignale können direkt weiterverarbeitet werden.to Achieving a high measurement accuracy is it cheap, if possible many sensor elements are provided, which are close together. This is easiest according to claim 11 achieved by using CCD cameras as sensors. These CCD cameras can be formed both as Zei len and matrix cameras. In the event of By line scan cameras, the line can be both in and across the web direction be educated. The image signals output from the CCD cameras can be direct be further processed.

Zur Erzielung eines kompakten Aufbaus der Vorrichtung ist es gemäß Anspruch 12 vorteilhaft, wenn die Recheneinheit von mindestens einem Mikrocontroller gebildet ist. Dieser Mikrocontroller ist vorzugsweise in den CCD-Kameras eingebaut, so daß jeder Mikrocontroller die wesentlichen Parameter der jeweils erfaßten Endkante berechnet. Die verschiedenen Mikrocontroller müssen lediglich diese Parameter austauschen, um die gewünschten Werte zur Charakterisierung des Überlapps zu bestimmen. Für diesen erforderlichen Datenaustausch ist nur eine sehr geringe Bandbreite erforderlich.to Achieving a compact construction of the device is according to claim 12 advantageous if the arithmetic unit of at least one microcontroller is formed. This microcontroller is preferably in the CCD cameras built so that everyone Microcontroller, the essential parameters of each detected end edge calculated. The different microcontrollers only need these parameters exchange to the desired ones Values for characterizing the overlap to determine. For This required data exchange is only a very small bandwidth required.

Schließlich ist es gemäß Anspruch 13 vorteilhaft, die beschriebene Vorrichtung zur Steuerung eines Splicers einzusetzen. Dieser dient zum Zusammenfügen von Bahnstücken zu einer zusammenhängenden Bahn. Für diesen Vorgang ist es besonders wichtig, den Überlapp zwischen den Bahnstükken innerhalb bestimmter Grenzen zu halten. Vorzugsweise bestehen die Bahnstücke aus Gummi und werden zu einer zusammenhängenden Gummibahn durch einen Vulkanisierprozeß zusammengefügt.Finally is it according to claim 13 advantageous, the described device for controlling a Use splicers. This is used to join pieces of track to a coherent one Train. For This process is particularly important to the overlap between the web pieces within to hold certain boundaries. Preferably, the track pieces are made Rubber and become a coherent rubber sheet through one Vulcanization process put together.

Der Erfindungsgegenstand wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.Of the Subject of the invention is exemplified with reference to the drawing, without to limit the scope of protection.

Es zeigt:It shows:

1 eine räumliche Ansicht einer Vorrichtung zum Erfassen des Überlapps zwischen Bahnstücken, 1 a spatial view of an apparatus for detecting the overlap between pieces of track,

2 eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung gemäß 1 entlang der Schnittlinie II-III, 2 a sectional view through the device according to 1 along the section line II-III,

3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 2 und 3 a plan view of the device according to 2 and

4 die Vorrichtung gemäß 3 während des Kalibriervorgangs. 4 the device according to 3 during the calibration process.

1 zeigt eine räumliche Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Erfassen eines Überlapps 2 zwischen überlappend transportierten Bahnstücken 3. Die Bahnstücke 3 bestehen dabei vorzugsweise aus Gummi und werden durch einen Splicer 4 zu einer zusammenhängenden Bahn 5 zusammengefügt. Die Bahnstücke 3 und die Bahn 5 werden durch ein Förderband 6 in Richtung 7 transportiert. 1 shows a spatial representation of a device 1 for detecting an overlap 2 between overlapping transported pieces of track 3 , The track pieces 3 are preferably made of rubber and are by a splicer 4 to a coherent web 5 together. The track pieces 3 and the train 5 be through a conveyor belt 6 in the direction 7 transported.

Für die korrekte Funktion des Splicers 4 ist es wichtig, daß der Überlapp 2 innerhalb bestimmter Toleranzen liegt. Zu diesem Zweck wird der Überlapp 2 von der Vorrichtung 1 erfaßt. Die Vorrichtung 1 weist hierzu vier CCD-Kameras 8 auf, die optische Sensoren 8 bilden. Alternativ könnten statt der CCD-Kameras 8 auch gewöhnliche Reflexlichtschranken eingesetzt werden.For the correct function of the splicer 4 it is important that the overlap 2 within certain tolerances. For this purpose, the overlap 2 from the device 1 detected. The device 1 has four CCD cameras 8th on, the optical sensors 8th form. Alternatively, instead of the CCD cameras 8th also ordinary retro-reflective sensors are used.

Die CCD-Kameras 8 besitzen einen Erfassungsbereich 9, der grau dargestellt ist. Die Bahnstücke 3 werden von ober- und unterseitigen Lichtquellen 10 beleuchtet, um ein ausreichendes Bildsignal in den CCD-Kameras 8 zu erzeugen. Diese Lichtquellen 10 sind dabei derart angeordnet, daß Endkanten 11 der Bahnstücke 3 Schatten 12 auf das in Richtung des einfallenden Lichts dahinterliegende Bahnstück 3 werfen. Diese Schatten 12 erlauben eine präzise Erfassung der Endkanten 11 durch die CCD-Kameras 8.The CCD cameras 8th have a detection area 9 which is shown in gray. The track pieces 3 are from top and bottom light sources 10 Illuminates to provide sufficient image signal in the CCD cameras 8th to create. These light sources 10 are arranged such that end edges 11 the track pieces 3 shadow 12 on the track behind it in the direction of the incoming light 3 toss. These shadows 12 allow precise detection of the end edges 11 through the CCD cameras 8th ,

In den CCD-Kameras 8 sind Recheneinheiten 13 in Form von Mikrocontrollern eingebaut, die aus den gewonnen Bildsignalen die Lage der jeweils erfaßten Endkante 11 bestimmen. Die Ermittlung der Lage der Endkante 11 erfolgt durch Berechnung der ersten Ableitung der von den CCD-Kameras 8 gewonnenen Bildsignale und Aufsuchen des Maximums bzw. Minimums in der ersten Ableitung. Auf diese Weise erhält man Meßpunkte, die auf der Endkante 11 liegen. Durch Anfiten einer Geraden an diese Meßpunkte erhält man die absolute Lage der Endkante 11 innerhalb des Erfassungsbereichs 9 der CCD-Kamera 8 und deren Winkellage.In the CCD cameras 8th are arithmetic units 13 built in the form of microcontrollers, which obtained from the image signals, the position of each detected end edge 11 determine. The determination of the position of the end edge 11 is done by calculating the first derivative of the CCD cameras 8th obtained image signals and finding the maximum or minimum in the first derivative. In this way one obtains measuring points which are on the end edge 11 lie. By attaching a straight line to these measuring points, one obtains the absolute position of the end edge 11 within the coverage 9 the CCD camera 8th and their angular position.

Die von den Recheneinheiten 13 ermittelten Meßwerte für die Lage der Endkanten 11 werden über einen Bus 14 zwischen den einzelnen Recheneinheiten 13 ausgetauscht, um hieraus den gegenseitigen Abstand und den gegenseitigen Winkel der Endkanten 11 zueinander zu bestimmen. Dabei werden die Meßwerte der CCD-Kameras 8 mit jeweils gleichem Erfassungsbereich 9 durch Differenzbildung miteinander verglichen, so daß auf diese Weise die Überlappungs länge beider Bahnstücke 3 in jeweils einen Randbereich 15 ermittelt werden kann. Anschließend werden diese Überlappungslängen von einer der Recheneinheiten 13 gemittelt und deren Differenz gebildet. Der Mittelwert ergibt dabei die Überlappungslänge an einer Mittellinie 16. Aus der Differenz beider Überlappungslängen und dem lateralen Abstand der CCD-Kameras 8 jeder Bahnseite kann sehr einfach der Überlappungswinkel bestimmt werden.The of the computing units 13 determined measured values for the position of the end edges 11 be over a bus 14 between the individual computing units 13 exchanged, from this the mutual distance and the mutual angle of the end edges 11 to determine each other. In the process, the measured values of the CCD cameras become 8th each with the same coverage 9 compared by subtraction, so that in this way the overlap length of both pieces of web 3 in each case a border area 15 can be determined. Subsequently, these overlap lengths of one of the arithmetic units 13 averaged and their difference formed. The mean gives the overlap length at a centerline 16 , From the difference between both overlap lengths and the lateral distance of the CCD cameras 8th Each web page can be determined very easily the overlap angle.

2 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung 1 entlang der Schnittlinien II-II. Aus dieser Darstellung ist insbesondere zu erkennen, daß sich das oberseitige Bahnstück 3 im Bereich der Endkante 11 des unterseitigen Bahnstücks 3 in einem sanften Bogen auf das stützende Förderband 6 legt. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, die Lage der Endkante 11 des unterseitigen Bahnstücks 3 von der Oberseite her zu erfassen. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Bahnstücke 3 sowohl von ihrer Ober- 17 als auch Unterseite 18 zu erfassen. Um dies zu ermöglichen, ist es wichtig, daß das Förderband 6 für das Licht der Lichtquellen 10 durchlässig ist. Dabei genügt es selbstverständlich, wenn nur ein Teil des Spektralbereichs der Lichtquelle 10 vom Förderband durchgelassen wird, sofern dieser Spektralbereich auch von den CCD-Kameras erfaßbar ist. 2 shows a sectional view through the device 1 along the section lines II-II. From this representation, it can be seen in particular that the top-side sheet piece 3 in the area of the end edge 11 the lower side of the track 3 in a gentle bow on the supporting conveyor belt 6 sets. For this reason, it is not possible the position of the end edge 11 the lower side of the track 3 from the top. Because of this it is necessary to have the track pieces 3 both from their 17 as well as bottom 18 capture. To do this possible, it is important that the conveyor belt 6 for the light of the light sources 10 is permeable. It is of course sufficient if only a part of the spectral range of the light source 10 is passed by the conveyor belt, provided that this spectral range can also be detected by the CCD cameras.

Die Bahnstücke 3 werden von den Lichtquellen 10 nicht senkrecht, sondern schräg beleuchtet, so daß im Bereich der Endkanten 11 die Schatten 12 entstehen. Diese Schatten 12 werden von den Lichtquellen 10 auf das jeweils dahinterliegende Bahnstück 3 geworfen. Auf diese Weise las sen sich die Endkanten 11 aus den von den CCD-Kameras 8 erzeugten Bildsignalen sehr leicht ermitteln, zumal durch die Schatten 12 ein ausreichend hoher Kontrast gebildet wird.The track pieces 3 be from the light sources 10 not perpendicular, but obliquely illuminated, so that in the region of the end edges 11 the shadows 12 arise. These shadows 12 be from the light sources 10 on the respective underlying track piece 3 thrown. In this way, read the end edges 11 from those of the CCD cameras 8th generated image signals very easily, especially by the shadows 12 a sufficiently high contrast is formed.

3 zeigt eine zugeordnete Ansicht der Vorrichtung 1 von oben. Jede CCD-Kamera 8 erfaßt die Bahnstücke 3 in einem linienartigen Erfassungsbereich 9, wobei die CCD-Kameras 8 auf jeder Bahnseite 17, 18 einen gegenseitigen lateralen Abstand 19 aufweisen. Jede CCD-Kamera 8 ermittelt die Lage einer Endkante 11 eines der Bahnstücke 3. Diese Lagen werden zunächst durch Differenzbildung miteinander verglichen, so daß auf diese Weise die Überlappungslängen 20, 21 ermittelt werden kann. Die für die weitere Prozeßführung bedeutende mittlere Überlappungslänge 22 im Bereich der Mittellinie 16 ergibt sich dann durch Mittelwertbildung beider Überlappungslängen 20, 21. Der ebenfalls wichtige Überlappungswinkel 23 zwischen den Endkanten 11 der Bahnstücke 3 läßt sich ebenfalls sehr leicht ermitteln, zumal dessen Tangens dem Verhältnis zwischen der Differenz der Überlappungslängen 20, 21 und dem lateralen Abstand 19 der CCD-Kameras 8 entspricht. 3 shows an associated view of the device 1 from above. Every CCD camera 8th grasps the track pieces 3 in a linear detection area 9 , where the CCD cameras 8th on every track side 17 . 18 a mutual lateral distance 19 exhibit. Every CCD camera 8th determines the position of an end edge 11 one of the track pieces 3 , These layers are first compared by subtraction, so that in this way the overlap lengths 20 . 21 can be determined. The average overlap length 22 for the further process control in the area of the center line 16 then results from averaging of both overlap lengths 20 . 21 , The equally important overlap angle 23 between the end edges 11 the track pieces 3 can also be easily determined, especially its tangent to the ratio between the difference of the overlap lengths 20 . 21 and the lateral distance 19 the CCD cameras 8th equivalent.

Zur Kalibrierung der Vorrichtung 1 wird gemäß 4 ein Lineal 24 anstelle der überlappenden Bahnstücke 3 auf das Förderband 6 gelegt. Dieses Lineal 24 weist eine Linealkante 25 auf, welche von den CCD-Kameras 8 in gleicher Weise wie vorbeschrieben erfaßt wird. Da sowohl die ober- als auch unterseitigen CCD-Kameras 8 dieselbe Linealkante 25 erfassen, müßten diese Kameras 8 auch identische Bildsignale liefern. Aufgrund von Ausrichtungsfehlern zwi schen den zugeordneten CCD-Kameras 8 ergibt die oberseitige CCD-Kamera 8 eine Linealkantenlage 26, die von der Lage 27 der unterseitigen CCD-Kamera 8 abweicht. Diese Abweichung wird an beiden Randbereichen 15 ermittelt und in den Recheneinheiten 13 gespeichert. Diese gespeicherten Werte werden während des Betriebs der Vorrichtung 1 von den ermittelten Überlappungslängen abgezogen, um auf diese Weise korrigierte, absolute Überlappungslängen 20, 21 zu berechnen. Auf diese Weise entfällt ein umständliches, exaktes Einjustieren der CCD-Kameras 8 aufeinander.To calibrate the device 1 is according to 4 a ruler 24 instead of the overlapping pieces of track 3 on the conveyor belt 6 placed. This ruler 24 has a ruler edge 25 on which of the CCD cameras 8th in the same way as described above. Because both the top and bottom CCD cameras 8th same ruler edge 25 capture, would have these cameras 8th also provide identical image signals. Due to alignment errors between the associated CCD cameras 8th gives the top-side CCD camera 8th a ruler edge position 26 that by the location 27 the lower-side CCD camera 8th differs. This deviation will be on both edges 15 determined and in the arithmetic units 13 saved. These stored values become during operation of the device 1 subtracted from the determined overlap lengths so as to correct, absolute overlap lengths 20 . 21 to calculate. In this way eliminates a cumbersome, exact Einjustieren the CCD cameras 8th each other.

11: Vorrichtungcontraption
22: Überlappoverlap
33: Bahnstücktrack section
44: SplicerSplicer
55: Bahntrain
66: Förderbandconveyor belt
77: Transportrichtungtransport direction
88th: CCD-KameraCCD camera
99: Erfassungsbereichdetection range
1010: Lichtquellelight source
1111: Endkanteend edge
1212: Schattenshadow
1313: Recheneinheitcomputer unit
1414: Busbus
1515: Randbereichborder area
1616: Mittelliniecenter line
1717: Oberseitetop
1818: Unterseitebottom
1919: lateraler Abstandlateral distance
20, 2120 21: Überlappungslängeoverlap length
2222: mittlere Überlappungslängeaverage overlap length
2323: Überlappungswinkeloverlap angle
2424: Linealruler
2525: Linealkanteruler edge
26, 2726 27: LinealkantenlageRuler edge position

Claims

Method for detecting the overlap ( 2 ) between overlapping transported pieces of track ( 3 ) characterized in that the track pieces ( 3 ) from its upper ( 17 ) and underside ( 18 ) are optically detected and image signals are generated from which the positions of the top and bottom end edges ( 11 ) of the track pieces ( 3 ), from whose difference the overlap ( 2 ) between the pieces of track is determined.

Method according to claim 1, characterized in that the layers of the end edges ( 11 ) are determined by calculating the first derivative of the image signals.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the overlap ( 2 ) at least from the distance of the end edges ( 11 ) corresponding image signals is determined.

Method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the overlap ( 2 ) at least from the angle taken from the image signals ( 23 ) of both end edges ( 11 ) is determined to each other.

Method according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that the image signals of both sides ( 17 . 18 ) of the track pieces ( 3 ) are detected simultaneously.

Method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that from the length of one of the end edge ( 11 ) of the upper track ( 3 ) thrown shadow the thickness of the track piece ( 3 ) is determined.

Method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that for calibrating the edge detection, first a ruler ( 24 ) from the upper ( 17 ) and underside ( 18 ) is detected and image signals are generated, wherein the image signals from the top and bottom layers ( 26 . 27 ) of a ruler edge ( 25 ) and the difference between the top and bottom layers ( 26 . 27 ) of the ruler edge ( 25 ) Correction values for overlap detection are calculated.

Device for detecting the overlap ( 2 ) between overlapping transported pieces of track ( 3 ), characterized in that the device ( 1 ) optical sensors ( 8th ), which the track pieces ( 3 ) from its upper ( 17 ) and underside ( 18 ) and generate image signals, the optical sensors ( 8th ) with a computing unit ( 13 ) are in operative connection, which the layers of the upper and lower side end edges ( 11 ) and from whose difference the overlap ( 2 ) between the tracks ( 3 ).

Apparatus according to claim 8, characterized in that the optical sensors ( 8th ) are formed by retro-reflective sensors, the transported pieces of railway ( 3 ) sequentially.

Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that at least two optical sensors ( 8th ) on each web page ( 17 . 18 ) are provided, which transversely to the transport direction ( 7 ) are spaced.

Device according to at least one of claims 8 to 10, characterized in that the optical sensors ( 8th ) of CCD cameras ( 8th ) are formed.

Device according to at least one of claims 8 to 11, characterized in that the arithmetic unit ( 13 ) of at least one microcontroller ( 13 ) is formed.

Use of the device according to at least one of claims 8 to 12 for controlling a splicer ( 4 ) for joining the track pieces ( 3 ), preferably of rubber, into a coherent web ( 5 ).