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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Ermittlung einer Überlappungslänge zweier Materialenden eines kreisläufig bewegbaren Gegenstandes.
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Bei der Herstellung von Fahrzeugreifen, insbesondere Reifenrohlingen, werden Materialstreifen oder Materiallagen auf eine Aufbautrommel aufgewickelt, wobei das aufgewickelte Material im Wesentlichen der Länge des Umfangs der Aufbautrommel entspricht. Nach einer ganzen Kreisumdrehung der Aufbautrommel liegen die beiden Materialenden des Materialstreifens entweder direkt stirnseitig aneinander an, wobei hier die Überlappungslänge Null beträgt. Es ist jedoch auch denkbar, dass sich beide Materialenden des Materialstreifens überlappen und die Überlappungslänge größer Null ausbilden. Ist der Materialstreifen kürzer als eine Umfangslänge der Aufbautrommel, sind die beiden Materialenden mit einem materialstreifenfreien Abstand zueinander angeordnet, wobei in diesem Fall eine Überlappungslänge von kleiner Null gegeben ist.
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Im Idealfall verlaufen die beiden Materialenden parallel zueinander. Es ist jedoch auch denkbar, dass sie verkippt zueinander verlaufen und/oder endseitig umgeschlagen oder verknickt sind. Bisherige Vorrichtungen bilden und erfassen diese Spezialfälle nicht in zufriedenstellender Weise ab.
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Zur Ermittlung einer Überlappungslänge ist aus der Praxis entweder die optische Kontrolle durch eine Person bekannt, oder aber auch die mitunter dreidimensionale Vermessung und Überwachung einer Oberflächengeometrie. Bei letzterer Möglichkeit muss jedoch ein erheblicher finanzieller sowie konstruktiver Aufwand betrieben werden, da die entsprechenden Vorrichtungen, wie beispielsweise Sensoren, Kameras oder sonstige Vorrichtungen zur Ermittlung einer Oberflächengeometrie und zur Feststellung eines stirnseitigen Anstoßes, einer positiven Überlappung oder einer negativen Überlappung bzw. Unterlappung benötigt werden.
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In der Praxis müssen zudem besonders hochpräzise Einrichtungen (wie Drehgeber oder Näherungssensor) verwendet werden, welche ermitteln, wann genau sich die Aufbautrommel um eine ganze Kreisumdrehung weiter gedreht hat und eine Überlappungslänge ermittelt werden kann. Mit anderen Worten muss die Bewegung der Aufbautrommel sehr exakt überwacht werden. Es muss nämlich der Moment festgestellt werden, zu welchem sich die Aufbautrommel exakt um 360° weiter gedreht hat. Es kann auch der Drehwinkel mit einem Drehgeber überwacht werden. Ohne eine genaue Feststellung kann eine Längenmessung falsche Ergebnisse liefern oder gar nicht durchführbar sein. In der Praxis benötigen Aufbautrommeln für eine Rotation etwa 1 bis 2 Sekunden. Der Drehgeber oder der Näherungssensor selbst weist eine bauartbedingte Laufzeitverzögerung auf. Hochpräzise Drehgeber, die diese Nachteile nicht in ausgeprägtem Ausmaß aufweisen und eine submillimetergenaue Messung ermöglichen, können jedoch mehrere tausend Euro kosten und stellen daher eine nicht unwesentliche Investition dar.
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Üblicherweise umfasst eine bekannte Kette aus Elementen zur Überlappungslängenermittlung also einen hochpräzisen Drehgeber oder einen Näherungssensor zur Erfassung der Position der Aufbautrommel mittels eines mechanischen Signals und zur Erzeugung und Übersendung eines entsprechenden elektrischen Signals an eine Kamera sowie die hochpräzise Kamera zur Erzeugung dreidimensionaler Bilder des Überlapps. Zwischen Erfassung des mechanischen Signals und Belichtung des Kamerasensors vergeht eine Zeitspanne, die üblicherweise möglichst klein gehalten werden soll. Diese Zeitspanne kann auch als Jittering bezeichnet werden und beschreibt ein zeitliches Taktzittern bei der Übertragung von Signalen und eine leichte Genauigkeitsschwankung im Übertragungstakt. Mit der Verkürzung dieser Zeitspanne steigen die Kosten der entsprechenden Vorrichtungen aufgrund notwendiger Präzisionsanforderungen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Probleme des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere eine kostengünstige und nicht die höchste Präzision erfordernde Vorrichtung zu schaffen, die dennoch zur exakten Ermittlung einer Überlappungslänge zweier Materialenden eines kreisläufig bewegbaren Gegenstands ausgebildet ist.
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Diese Aufgabe ist gelöst mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und mit dem Verfahren gemäß Anspruch 6.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die konkrete Vermessung eines Oberflächenverlaufs zur Erfassung eines stirnseitigen Anstoßes, einer positiven Überlappung oder einer negativen Überlappung sowie die Nutzung hierfür notwendiger hochpräziser Gerätschaften dadurch überflüssig werden kann, dass Bilder der beiden Materialenden erstellt und diese deckungsgleich überlagert werden. Aus dieser deckungsgleichen Überlagerung ist nun softwaregestützt oder manuell in einfacher Weise eine Überlappungslänge messbar.
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Erfindungsgemäß ist daher eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Überlappungslänge zweier Materialenden eines kreisläufig bewegbaren Gegenstandes vorgeschlagen, umfassend ein Trägermittel, ausgebildet zum Tragen und kreisläufigen Bewegen des Gegenstandes, ein Positionserfassungsmittel, ausgebildet zum Erfassen einer Position des Trägermittels, ein Bilderfassungsmittel, ausgebildet zur Erfassung eines ersten Bildes eines relevanten Abbildungsbereichs, in welchem ein erstes Materialende des Gegenstandes anordenbar ist, zum Zeitpunkt einer ersten Position des Trägermittels, und zur Erfassung eines zweiten Bildes eines relevanten Abbildungsbereichs, in welchem ein zweites Materialende des Gegenstandes anordenbar ist, zum Zeitpunkt einer zweiten Position des Trägermittels, ein Steuermittel, ausgebildet zur deckungsgleichen Überlagerung des ersten Bildes und des zweiten Bildes mithilfe einer in dem Abbildungsbereich vorhandenen Referenz zur Erstellung eines Bilderstapels sowie zur Messung einer Überlappungslänge zweier Materialenden eines kreisläufig bewegbaren Gegenstandes in dem Bilderstapel, und ein Lichtlinienerzeugungsmittel, ausgebildet zur Erzeugung zumindest einer Lichtlinie auf dem Gegenstand in dem relevanten Abbildungsbereich.
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Unter kreisläufig wird verstanden, dass eine zyklische Bewegung vorliegt. Diese kreisläufige Bewegung kann beispielsweise durch eine Aufbautrommel realisiert sein oder aber auch in einer Bandvorrichtung, die den Gegenstand nach Art eines Förderbandes bewegt.
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Der Gegenstand kann beispielsweise eine Materialbahn sein, vorzugsweise ein Rohmaterial für eine Reifenlage.
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Der Gegenstand ist in bekannter Weise an dem Trägermittel anordenbar, um ihn aufzuwickeln. Sodann wird mittels des Bilderfassungsmittels, welches eine Matrixkamera sein kann, ein erstes zweidimensionales Bild aufgenommen, welches das erste Materialende des Gegenstandes zeigt. Dieses erste Bild ist an das Steuermittel übermittelbar. Darauf rotiert das Trägermittel in Aufwickelrichtung, wobei das Positionserfassungsmittel bei Rotation des Trägermittels ein Signal entweder an das Steuermittel zum Ansteuern des Bilderfassungsmittels oder direkt an das Bilderfassungsmittel sendet, um ein zweites zweidimensionales Bild aufzunehmen. In diesem zweiten Bild ist das zweite Materialende des Gegenstandes sowie ggf. das erste Materialende abgebildet. An das Positionserfassungsmittel müssen nicht die allerhöchsten Präzisionsanforderungen gestellt werden, da das Winkelfenster zur Bildaufnahme nicht exakt bestimmt werden muss. Auch das zweite Bild ist an das Steuermittel übermittelbar. Es ist auch denkbar, dass in den beiden Positionen mehr als ein Bild aufgenommen und an das Steuermittel übermittelt wird und/oder, dass mehr als ein Bilderfassungsmittel vorgesehen ist. Bei mehr als einem Bilderfassungsmittel können dann je Position mehrere erste und mehrere zweite Bilder erfasst und übermittelt werden.
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Das Steuermittel überlagert die beiden Bilder und richtet diese deckungsgleich aus. Hierzu kann das Steuermittel ausgebildet sein, um nach Referenzen in den Bildern zu suchen. Die Referenzen bzw. eine Referenz, die in beiden Bildern gefunden wird, dient dem Steuermittel somit als Ankerpunkt, d.h. die beiden Bilder werden derart einander überlagert, dass die beiden Abbildungen der Referenz sich direkt überlagern. Sofern das Steuermittel mehrere Referenzen nutzt, kann eine genauere Überlagerung der Bilder erfolgen, da mehrere Ankerpunkte vorliegen. Eine Referenz auf dem Gegenstand kann beispielsweise eine optische Markierung und/oder ein charakteristischer Oberflächenverlauf bzw. eine Oberflächenstruktur sein.
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Zum Erkennen der Kanten der Materialenden kann das Steuermittel zur Nutzung der Lichtlinie ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass hier das Lichtschnittverfahren genutzt wird. Sodann kann das Steuermittel die erkannten Kanten markieren und den Abstand der beiden Materialenden des kreisläufig bewegbaren Gegenstandes in den Bilderstapel messen, um so eine Überlappungslänge zu ermitteln. Das Steuermittel kann ausgebildet sein, um mehrere Distanzen zwischen Kanten der Materialenden parallel zu der Rotationsrichtung des Trägermittels zu messen. Dadurch ist beispielsweise ein verkippter Verlauf zueinander feststellbar. Zudem kann das Steuermittel aufgrund der Lichtlinie eine Materialdicke ermitteln und so einen endseitigen Umschlag oder eine Verknickung erkennen.
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Dies kann ggf. dadurch verbessert werden, dass der Abstand zwischen dem Bilderfassungsmittel und der in dem Abbildungsbereich abgebildeten Gegenstände bekannt ist und/oder eine Maßkalibrierung des Abbildungsbereichs erfolgt ist. Das Ergebnis der Messung kann „null“ sein, wobei in diesem Fall die beiden Materialenden stirnseitigen aneinanderstoßen. Das Ergebnis der Messung kann auch „positiv“ sein, wobei sich in diesem Fall die beiden Materialenden überlagern, bzw. das zweite Materialende auf dem ersten Materialende aufliegt. Das Ergebnis der Messung kann aber auch „negativ“ sein, wobei in diesem Fall die beiden Enden mit einem materialstreifenfreien Abstand zueinander angeordnet sind und eine negative Überlappung ausbilden.
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Die Erfassung der Materialenden bzw. Kanten und Überprüfung der Materialdicke kann beispielsweise auch mittels bekanntem Lichtschnittverfahrens erfolgen, mit welchem eine Materialendendicke überprüft und/oder Kanten bzw. Materialenden gefunden werden können. Hierbei kann das Lichtlinienerzeugungsmittel in bekannter Weise eine Streifenprojektion auf den Gegenstand projizieren.
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Es ist denkbar, dass jedem Bild eine Reihensignatur zugeordnet ist, die eindeutig das erste Bild und das zweite Bild als solches definiert. Somit kann das Steuermittel in einfacher Weise im Bilderstapel das erste Materialende erkennen, welches den Ausgangspunkt der Messung bilden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist das Positionserfassungsmittel als Trigger ausgebildet. Ein Trigger kann als Näherungssensor ausgebildet sein.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist das Trägermittel eine Aufbautrommel oder eine Bandvorrichtung. Eine Aufbautrommel wird üblicherweise bei einer Reifenherstellung verwendet und dient dem konzentrischen und koaxialen Aufbau eines Reifenrohlings. Als Bandvorrichtung wird eine Vorrichtung verstanden, welche zumindest zwei Umlenkrollen umfasst, über welche ein bandartiges Material zyklisch förderbar ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist das Lichtlinienerzeugungsmittel ein LED-Projektor. Üblicherweise werden bei bekannten Systemen Laserprojektoren verwendet, welche eine Laserlinie als Lichtlinie in den Abbildungsbereich projizieren. Eine derartige Laserlinie bringt jedoch erhebliche Nachteile mit sich. Zum einen emittiert der Laserprojektor keine tatsächliche Linie sondern eine langgestreckte Punktewolke, geformt aus sogenannten Laser-Speckles. Diese einzelnen Punkte müssen zunächst erfasst werden und zu einer Linie verrechnet werden. Sofern diese Laserlinie von dem Steuermittel überhaupt erkannt wird, bedarf es daher zunächst zusätzlicher Rechenleistung, um die Lichtlinie brauchbar aufzuarbeiten. Im Gegensatz hierzu erzeugt ein LED-Projektor eine tatsächliche geschlossene Linie, die leicht erkennbar ist und vom Steuermittel ohne weitere Rechenleistung verarbeitet werden kann. Zudem muss die verwendete Vorrichtung nicht in eine Laserschutzklasse einsortiert werden oder es kann eine gegenüber bekannten System erheblich geringere Schutzklasse bei der photobiologischen Sicherheit angewandt werden, wodurch erhebliche Sicherheitsmaßnahmen entfallen können.
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Es ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung denkbar, dass sie mindestens zwei Bilderfassungsmittel, vorzugsweise drei Bilderfassungsmittel umfasst, welche benachbart zueinander und quer zu der Rotationsrichtung des Trägermittels angeordnet sind. Für den Fall, dass Materialkanten stark verkippt zueinander verlaufen, könnte ggf. nicht das gesamte Materialende in einem Bild abzubilden sein. Limitierende Faktoren sind hier beispielsweise die Beleuchtungsstärke, die Auflösung des Bilderfassungsmittels oder die Ausdehnung des Trägermittels. Die mehreren Bilderfassungsmittel erfassen dann je Position mehrere erste und mehrere zweite (Teil)Bilder und übermitteln diese an das Steuermittel. Dieses kann die mehreren ersten und mehreren zweiten (Teil)Bilder jeweils zu einem ersten und einem zweiten Bild zusammensetzen bzw. stitchen.
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Erfindungsgemäß ist zudem ein Verfahren zur Ermittlung einer Überlappungslänge zweier Materialenden eines kreisläufig bewegbaren Gegenstandes vorgeschlagen, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
- - Anordnen eines ersten Materialendes des Gegenstandes auf einem Trägermittel,
- - Erfassen mittels eines Bilderfassungsmittels eines ersten Bildes eines relevanten Abbildungsbereichs, in welchem das erste Materialende des Gegenstandes angeordnet ist, zum Zeitpunkt einer ersten Position des Trägermittels,
- - kreisläufiges Bewegen des Gegenstandes durch das Trägermittel bis zu einer zweiten Position des Trägermittels, wobei die zweite Position um eine ganze Kreisumdrehung des Trägermittels der ersten Position nachfolgt, wobei die Position des Trägermittels von einem Positionserfassungsmittel erfasst wird,
- - Erfassen mittels des Bilderfassungsmittels eines zweiten Bildes eines relevanten Abbildungsbereichs, in welchem das zweite Materialende des Gegenstandes angeordnet ist, zum Zeitpunkt der zweiten Position des Trägermittels,
- - Erkennen anhand zumindest einer Lichtlinie der beiden Endkanten der beiden Materialenden des kreisläufig bewegbaren Gegenstandes in den Bildern und markieren derselben,
- - deckungsgleiches Überlagern mittels des Steuermittels des ersten Bildes und des zweiten Bildes mithilfe zumindest einer in dem Abbildungsbereich vorhandenen Referenz zur Erstellung eines Bilderstapels, und
- - Messen mittels des Steuermittels einer Überlappungslänge der zwei Materialenden des kreisläufig bewegbaren Gegenstandes in dem Bilderstapel.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist im Wesentlichen die Vorteile der Vorrichtung auf, worauf hiermit verwiesen wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung erfasst das Bilderfassungsmittel ausschließlich das erste Bild und das zweite Bild. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Bilderfassungsmittel bekannt, welche ununterbrochen Serienaufnahmen erstellen, wobei aus dieser Serie Bilder ausgewählt werden können um eine Überlappung zu vermessen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das wahllose Erstellen von Bildern überflüssig. Dies führt zu einem erheblich reduzierten Speicherplatzbedarf sowie einem erheblich geringeren Bedarf an Berechnungsressourcen. Eine derartige Ausführungsform eignet sich insbesondere für Materialkanten, die weitgehend parallel zueinander verlaufen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist das kreisläufige Bewegen des Gegenstandes durch das Trägermittel von einer ersten Position bis zu einer zweiten Position des Trägermittels ausschließlich eine ganze Kreisumdrehung des Trägermittels. Mit anderen Worten liegt zwischen der Erstellung des ersten Bildes und der Stellung des zweiten Bildes lediglich eine einzige Kreisumdrehung des Trägermittels. Es kann daher eine Überlappungslängenermittlung sehr schnell erfolgen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist die zweite Position durch einen Winkelbereich von 337,5° bis 382,5° bezogen auf eine durch die erste Position definierte Nullstellung gebildet. Es ist somit ein Winkelfenster von 45° Breite ausgewählt, in welchem zumindest ein Bilderfassungsmittel Serienbilder aufnimmt. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere bei verkippt zueinander verlaufenden Materialkanten. Sofern auf diesen Bildern keine Materialkante erkennbar ist, werden diese verworfen.
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Erfindungsgemäß ist zudem eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Reifenherstellungsprozess vorgeschlagen.
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Die erfindungsgemäße Verwendung weist im Wesentlichen die Vorteile der Vorrichtung auf, worauf hiermit verwiesen wird.
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In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale auch als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und zudem aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
- 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Position des Trägermittels,
- 2 eine schematische Ansicht nach 1 mit dem Trägermittel in einer zweiten Position,
- 3 zwei deckungsgleich überlagerte Bilder eines Abbildungsbereichs,
- 4 einen Ausschnitt aus 3 mit zwei Materialenden des Gegenstandes in Überlappungsstellung,
- 5 einen Ausschnitt ähnlich 4 mit zwei Materialenden des Gegenstandes in Stoßstellung,
- 6 einen Ausschnitt ähnlich 4 mit zwei Materialenden des Gegenstandes in negativer Überlappungsstellung,
- 7 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
- 8 zusammengesetzte zweite Bilder.
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In den 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 gezeigt, die in einem Reifenherstellungsprozess verwendet wird. Die Vorrichtung 2 umfasst eine Aufbautrommel 4, welche von einer Rotationsachse 6 durchgriffen ist, um welche die Aufbautrommel 4 in Rotationsrichtung 8 zur Aufwickelung einer Materialbahn 10 rotiert. Auf der Umfangsoberfläche der Aufbautrommel 4 ist ein Auslöserelement 12 für einen gegenüber der Aufbautrommel 4 unbeweglich gelagerten Auslöser 14 angeordnet. Das Auslöserelement 12 und der Auslöser 14 sind Teile einer Triggervorrichtung, bzw. eines Näherungssensors. Der Auslöser 14 registriert bei Näherung des Auslöserelements 12 eine Umdrehung der Aufbautrommel 4 um 360° gegenüber einer vorherigen Näherung. Der Auslöser 14 ist über eine Datenleitung 16 kabelgebunden mit einem Steuermittel 18 verbunden. Er kann jedoch auch kabellos mit dem Steuermittel 18 verbunden sein.
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In der Peripherie der Aufbautrommel 4 ist ein Bilderfassungsmittel 20 angeordnet, das so zu der Aufbautrommel 4 ausgerichtet ist, dass ein erstes Materialende 22 der Materialbahn 10 zum Zeitpunkt einer ersten Position der Aufbautrommel 4 in einem Abbildungsbereich 26 des Bilderfassungsmittels 20 liegt (siehe 1) und so, dass zumindest ein zweites Materialende 24 (siehe 2) der Materialbahn 10 zum Zeitpunkt einer zweiten Position der Aufbautrommel 4 in dem Abbildungsbereich 26 des Bilderfassungsmittels 20 liegt. Das Bilderfassungsmittel 20 ist über eine Datenleitung 32 mit dem Steuermittel 18 verbunden.
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Des Weiteren ist ein Lichtlinienerzeugungsmittel in Form eines LED-Projektors 28 so zu der Aufbautrommel 4 angeordnet, dass dessen ausgestrahltes Lichtlinienmuster 30 in Richtung der Rotationsrichtung 8 strahlt. Die Ausstrahlrichtung des Lichtlinienmusters 30 sowie die Blickrichtung des Bilderfassungsmittels 20 können vorzugsweise rechtwinklig zueinander ausgerichtet sein. Der LED-Projektor 28 ist über eine Datenleitung 34 mit dem Steuermittel 18 verbunden. Vermittels des Lichtschnittverfahrens und einer entsprechenden Positionierung des Bilderfassungsmittels 20 und des Lichtlinienmusters 30 sind aufgrund von Verlaufsänderungen der Linien des Lichtlinienmusters 30, Messungen der Materialbahndicke, Erkennung von Kanten der Materialbahnenden 22 und 24 und Oberflächenstruktur erkennbar.
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Zudem kann ein nicht dargestellter Antriebsmotor der Aufbautrommel 4 ebenfalls über eine Datenleitung mit dem Steuermittel 18 verbunden sein. Die Materialbahn 10 kann farbliche Markierungen 36 aufweisen, welche als optische Referenz dienen.
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Eine Möglichkeit zur Ermittlung einer Überlappungslänge wird nun im Folgenden beschrieben.
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Das erste Materialende 22 der Materialbahn 10 wird in bekannter Weise zumindest zeitweise drehfest auf einer Umfangsoberfläche der Aufbautrommel 4 angeordnet. Sobald der Auslöser 14 eine Näherung des Auslöserelements 12 registriert, sendet er ein Näherungssignal via der Datenleitung 16 an das Steuermittel 18. Das Steuermittel 18 veranlasst umgehend via der Datenleitung 32 die Erfassung eines ersten Bildes 38 des relevanten Abbildungsbereichs, in welchem das erste Materialende 22 der Materialbahn 10 angeordnet ist. Das Lichtlinienmuster 30 kann entweder dauerhaft emittierend ausgebildet sein oder lediglich für jede Bildaufnahme zugeschaltet werden. Es ist nämlich denkbar, dass das Steuermittel 18 zeitlich gemeinsam mit dem Signal zur Erfassung eines Bildes auch via der Datenleitung 34 ein Signal an den LED-Projektor 28 übermittelt zur Emittierung des Lichtlinienmusters 30. In diesem Fall ist das Lichtlinienmuster 30 auch nur für den Zeitraum der Aufnahme des Bildes ausgestrahlt.
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Das von dem Bilderfassungsmittel 20 erfasste erste Bild 38 wird via der Datenleitung 32 an das Steuermittel 18 übermittelt. Wie 2 zeigt, dreht sich die Aufbautrommel 4 um die Rotationsachse 6 in Rotationsrichtung 8 weiter. In einer zweiten Position der Aufbautrommel 4, welche der ersten Position um eine Kreisumdrehung, also 360°, der Aufbautrommel 4 nachfolgt, erfasst der Auslöser 14 diese volle Umdrehung und übermittelt via der Datenleitung 16 ein Näherungssignal an das Steuermittel 18. Wie bereits bzgl. 1 beschrieben, veranlasst das Steuermittel 18 die Aufnahme eines zweiten Bildes 40. In der zweiten Stellung der Aufbautrommel 4 hat sich die Materialbahn 10 um den Umfang der Materialtrommel 4 gelegt. Auch das zweite Bild 40 ist via der Datenleitung 32 an das Steuermittel 18 übermittelbar. Jedem der beiden Bilder 38 und 40 ist eine Reihensignatur zugeordnet, die das erste Bild 38 eindeutig als erstes Bild und das zweite Bild 40 eindeutig als zweites Bild definiert.
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Das Steuermittel 18 erkennt nun, wie oben beschrieben, Kanten der Materialbahnenden 22 und 24 und markiert diese. Sodann nimmt das Steuermittel 18 eine deckungsgleiche Überlagerung der beiden Bilder 38 und 40 vor, wie in 3 gezeigt. In den Bildern 38 und 40 bzw. in dem Abbildungsbereich 26 des Bilderfassungsmittels 20 ist die Materialbahn 10 zu erkennen mit farblichen Markierungen 36. Zudem ist in den Bildern 38 und 40 das Lichtlinienmuster 30 sichtbar.
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In einem ersten Verarbeitungsschritt entzerrt das Steuermittel 18 die beiden Bilder 38 und 40, um beispielsweise die gewölbte Struktur der Aufbautrommel 4 auszugleichen. Die Bilder 38 und 40 können beispielsweise tonnenförmig sein, d.h. alle Linien, die nicht durch die Mitte laufen, sind nach außen gebeugt.
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In einem zweiten Verarbeitungsschritt überprüft das Steuermittel 18 die beiden Bilder 38 und 40 nach identischen Strukturen. Die farblichen Markierungen 36 werden daher von dem Steuermittel 18 als identische Strukturen erkannt und können so dem Steuermittel 18 als Ankerpunkte dienen. Identischen Strukturen können auch Oberflächenstrukturen 44 sein.
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In einem nächsten Verarbeitungsschritt werden die beiden Bilder 38 und 40 deckungsgleich überlagert, d.h., dass die erkannten identischen Strukturen sich direkt überlagern, wie mit Pfeilen einer Referenzdeckung 42 angedeutet. Das Überlagern kann ein Verkippen um eine Achse parallel zu der Rotationsache 6 und/oder ein Verkippen um eine Achse orthogonal zu der Rotationsache 6 und/oder ein Drehen um eine Normalenachse in der Bildebene und/oder eine Seitenlängenverkürzung und/oder eine Seitenlängenverlängerung und/oder ein Verschieben entlang der Achse parallel zu der Rotationsache 6 und/oder ein Verschieben entlang der Achse orthogonal zu der Rotationsache 6 und/oder ein Verschieben entlang der Normalenachse in der Bildebene umfassen. Sodann sind die beiden Bilder 38 und 40 deckungsgleich überlagert.
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In einem weiteren Verarbeitungsschritt kann die Steuereinheit 18 eines der beiden Bilder komplett ausblenden, um eine Endkante eines Materialendes 22, 24 der Materialbahn 10 zu erkennen. Nach Erkennen wird dieses Bild ausgeblendet und das bisher ausgeblendete Bild eingeblendet, um auch dort zumindest eine Materialkante des anderen Materialendes 22, 24 der Materialbahn zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann das Lichtschnittverfahren angewendet werden, da die Oberfläche der Materialbahn 10 ebenfalls als Referenz dient. Die Kantensuche erfolgt mittels einer Suche nach einem charakteristischen Sprung in dem Lichtlinienmuster 30. Auch dadurch sind die Materialkanten der Materialenden 22, 24 erkennbar. Da die einzelnen Bilder 38 und 40 mit einer Reihensignatur versehen sind, ist bekannt, welche der erkannten Materialkanten diejenige des ersten Materialendes 22 ist. Je nach Stellung der zweiten Materialkante ist nun zudem bekannt, ob eine positive Überlappungslänge, ein stirnseitiges Anstoßen oder eine negative Überlappungslänge vorliegt.
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In einem weiteren Schritt wird nun das überlagernde Bild, vorzugsweise das zweite Bild 40, zu 50% ausgeblendet, sodass beide Bilder 38 und 40 in gleicher Weise und in gleicher Intensität sichtbar sind.
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In einem weiteren Schritt wird nun der Abstand zwischen den beiden erkannten Materialkanten in Drehrichtung 8 der Aufbautrommel 4 mittels des Steuermittels 8 automatisch gemessen. Dies ist in 4 gezeigt, die einen Ausschnitt B gemäß der 1 bis 3 zeigt. 4 zeigt zudem einen Abstand L mit einem positiven Wert, da sich in diesem Fall die beiden Materialenden 22 und 24 überlagern. Die verdeckte Endkante des Materialendes 22 ist strichliniert dargestellt 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausrichtung der Materialenden 22 und 24, wobei in diesem Fall die Länge des Abstands zwischen den beiden Endkanten der Materialenden 22 und 24 „Null“ beträgt. Hierbei stoßen die beiden Materialenden 22 und 24 stirnseitig aneinander an. 6 zeigt nun einen dritten Fall, bei welchem die ermittelte Überlappungslänge L einen negativen Wert aufweist. In diesem Fall sind die beiden Materialenden 22 und 24 mit einem materialstreifenfreien Abstand zueinander angeordnet.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform, ähnlich 1, jedoch mit zwei Bilderfassungsmitteln 20.
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Jedem der beiden Bilderfassungsmittel 20 ist ein separater Abbildungsbereich 26 zugeordnet. So liegt beispielsweise die in Rotationsrichtung 8 und in der Zeichenebene linke Seite der Materialbahn 10 im Abbildungsbereich 26 (siehe 1) des einen Bilderfassungsmittels und der andere äußere Rand der Materialbahn 10 in dem Abbildungsbereich 26 des anderen Bilderfassungsmittels 20. Die Aufbautrommel 4 ist an einer exemplarischen Vorrichtung in Rotationsrichtung 8 drehbar gelagert, welche Vorrichtung auch das Steuermittel 18 sowie eine Ausgabeeinheit 46 und eine Eingabeeinheit 48 aufweist. Über die Ausgabeeinheit 46 und die Eingabeeinheit 48 ist ein Datenaustausch mit einem Nutzer 50 ermöglicht.
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8 zeigt die von den in 7 gezeigten Bilderfassungsmitteln 20 erzeugten zweiten (Teil)Bilder 40a, 40b, 40c und 40d, welche durch das Steuermittel 18 zu einem zweiten Bild 40 zusammengesetzt sind. Durch die (Teil)Bilder 40a, 40b, 40c und 40d kann nun ein einziges Bild geschaffen werden. Während die Bilder 40a und 40b von einem Bilderfassungsmittel 20 erfasst wurden, wurden die Bilder 40c und 40d von dem anderen der beiden Bilderfassungsmittel 20 erstellt. In den Bildern 40a bis 40d sind die Linien des Lichtlinienmusters 30 sowie die Sprünge in den Linien deutlich zu erkennen. Zu erkennen ist ebenfalls, dass die Kanten der Materialenden 22 und 24 verkippt zueinander verlaufen. Die an das Steuermittel 18 übertragenen (Teil)Bilder 40a, 40b, 40c und 40d werden vor der Verknüpfung durch das Steuermittel 18 auf ihre Relevanz geprüft. Ein Relevanzkriterium kann beispielsweise sein, ob in einem der (Teil)Bilder eine Kante eines Materialendes 22 und/oder 24 abgebildet ist. Im vorliegenden Fall würde (Teil)Bild 40a verworfen werden, da es das Relevanzkriterium nicht erfüllt. Bild 40a ist lediglich zu Demonstrationszwecken in dem zusammengesetzten zweiten Bild 40 gezeigt.
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Das zusammengesetzte zweite Bild 40 ist mit einem entsprechend erstellten zusammengesetzten ersten Bild 38 in oben beschriebener Weise zur Messung überlagerbar.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Vorrichtung
- 4
- Aufbautrommel
- 6
- Rotationsachse
- 8
- Rotationsrichtung
- 10
- Materialbahn
- 12
- Auslöserelement
- 14
- Auslöser
- 16
- Datenleitung
- 18
- Steuermittel
- 20
- Bilderfassungsmittel
- 22
- erstes Materialende
- 24
- zweites Materialende
- 26
- Abbildungsbereich
- 28
- LED-Projektor
- 30
- Lichtlinienmuster
- 32
- Datenleitung
- 34
- Datenleitung
- 36
- farbliche Markierung
- 38
- erstes Bild
- 40
- zweites Bild
- 40a
- Bild
- 40b
- Bild
- 40c
- Bild
- 40d
- Bild
- 42
- Referenzdeckung
- 44
- Oberflächenstruktur
- 46
- Ausgabeeinheit
- 48
- Eingabeeinheit
- 50
- Nutzer
- B
- Bereich
