DE1499110A1 - Einrichtung zur Kontrolle eines auf einem kontinuierlich fortbewegtem Band aufgebrachten Zeichens - Google Patents

Description

D1PL.-IN.G. HANS MEISSNER 2β Bremen.den 11. August 1966

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PATENTANWÄLTE . . „ -

4418

Anmelder: Etablissement public dit:

SERVICE D'EXPLOITATION 1 / QQ 1 1 η

INDUSTRIELLE DES TABAOS ET I H S 3 I I U

DES ALLUMETTES

53 quai d'Orsay " ^r'

PARIS - France

Einrichtung zur Kontrolle eines auf einem kontinuierlich fortbewegten Band aufgebrachten Zeichens

Prioritätsbeanspruchung aufgrund 1· Anmeldung Frankreich PV 28 551

vom 17. August 1965

2. Anmeldung Frankreich IV 39 855 vom 26· November 1965

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kontrolle eines auf einem kontinuierlich fortbewegten Band aufgebrachten, beispielsweise mit einer Maschine aufgedruckten Zeichens.

Das von einer Maschine auf das Band aufgedruckte Äeiohen muß oft mit großer Iiagegenauigkeit in Querrichtung oder Längsrich*

tung zum Band aufgebracht werden. 809826/0444

Die Kontrolle des Zeichens kann sich auch auf die Stärke und die Gleichmässigkeit des Aufdruckes sowie darauf erstrecken, ob das Zeichen an den gewünschten Stellen des Bandes überhaupt vorhanden ist.

Die .Einrichtung zur Durchführung solcher Kontrollen kann so ausgebildet sein, daß bei einem Versager die das Zeichen aufdruckende Maschine angehalten wird, und zwar augenblicklich, wenn der Fehler ausreichend ausgeprägt ist, oder mit einer zeitlichen Verzögerung nach einem Signal, wenn der Fehler nicht ein augenblickliches Eingreifen nötig macht. Die Einrichtung kann auch in der Weise angeordnet sein, daß beim Feststellen des Fehlers» beispielsweise bezüglich der Lage des Zeichens, eine automatische Korrektur in einem bestimmten Ausmaß und einem bestimmten Sinne erfolgt.

Die vorliegende Erfindung betrifft also eine Einrichtung zur Kontrolle der Güte, der Anwesenheit und der lage eine© Zeiehohens, das beispielsweise in regelmäßigen Abständen auf ein auf einer Maschine kontinuierlich fortbewegtee Band aiifgedruckt werden soll.

Die erfindungsgemäße Einrichtung weist im wesentlichen einen aus mehreren, in verschiedener Weise beim Durchgang eines Zeichens ansprechenden Photozellen bestehenden Auffänger und

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einen Schwellwertdetektor auf, der zur Anregung durch die Differenz der von den Photozellen abgegebenen Impulse ausgebildet, ist, um ein Anzeigeorgan oder ein mit zeitlicher Verzögerung wirkendes Anhalteorgan für die Maschine oder ein Korrekturorgan für die I«age des Zeichens zu steuern.

Der Auffänger kann aus einer einzigen Quelle mit einer Gruppe nebeneinanderliegender Photozellen bestehen, auf welche mit Hilfe von entsprechend ausgerichteten linsen ein Liehtbündel geworfen wird, das auf dem bewegten Band einen sich die allgemeine Form des Zeichens einschreibenden Lichtfleck hervorbringt«

Der Lichtfleck kann in Richtung der Breite dee Bandes eine etwa* geringere Abmessung als das Zeichen und in der Bewegungsrichtung des Bandes höchstens die gleiche Abemessung wie der Durchmesser der Photozelle(n) aufweisen, der dem durch die Photozelle(n) kontrollierten Gebiet des Bandes entspricht«

ler Auffänger kann aua einer einzigen Quelle bestehen, die mit mindestens zwei Gruppen von nebeneinanderliegenden Photozellen zusammenwirkt, auf welche mit Hilfe von entsprechen* angeordneten Linsen Lichtbündel geworfen werden, von welchen eines einen sich in die allgemeine Form des Zeichens einschrei benden Lichtfleck und das andere beziehungsweise?-die anderen einen Lichtfleck erzeugen, der am Rande außerhalb der Längs- ■ zone liegt, innerhalb welcher sich das deichen befinden soll.

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liie Photozellen werden durch das oder die Liehtbündel angeregt, welche das Band durchdringen oder vom Band reflektiert werden je nachdemj ob das Anzeigegerät für Transparenz oder Reflektion ausgebildet ist.

Die Auffangoberflächen der Photozellen liegen alle in einer Ebene. .

Das Band wird in der Fortbewegungsebene bezüglich seiner Querlage durch eine Führung festgehalten.

Dießjiplitudendifferenz der Impulse, die einerseits von der Photozellengruppe der Längszone des Zeichens und andererseits von der oder den Photozellen (n) der außerhalb der genannten Längwzone liegenden Gebiete abgegeben werden können, nach geeigneter Verstärkung einem Schwellwertdektor zugeführt werden

Die Amplitudendifferenz der Impulse, die einerseits von der Photozellengruppe der Längszone des Zeichens und andererseits von der oder den Photozellengruppe (n) der außerhalb der genannten Längszone liegenden Gebiete abgegeben werden,können nach geeigneter Verstärkung Impulsformern zugeführt werden, um anschließend die Phase des durch.die Impulsformen gebildeten rechteckföpmigen üiganals mit der Phase eines mit den Steuereinrichtungen der Maschine synchronisierten rechteckförmigen' signals zu vergleichen.

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Der Schwellwertimpuls kann eine Signalanlage betätigen oder nach einer zeitlichen Verzögerung den Stillstand der Maschine bewirken, falls der Impuls in der Zwischenzeit nicht durch manuellen Eingriff gelöscht worden ist.

Die Phasenabweichung der rechteckförmigen tiigiiale kann einen Umkehrmotor betätigen, der auf ein Steuerrad zur Korrektur der Lage des Markierapparates bezüglich des fortbewegten üandes einwirkt.

Die beschriebene Einrichtung erlaubt eine differentielle Kontrolle durch Vergleich der von zwei ähnlichen Teilen des Auffängers abgegebenen Signalen. Da jeder dieser i'eile nur $ine einzige Fumction als V'ergleichsmaß oder Ableseorgang ausübt, ist die Konpensation von in der Querrichtung des Bandes verlaufenden Unregelmässigkeiten der G-üte oder des Aufbaus des die aufgedruckten Zeichen tragenden Bandmaterials nicht gewährleistet. Darüberhinaus stellt ein derartiger Auffänger heikle Konstruktive Probleme und eignet sich insbesoneU dere schiecht zur Kontrolle eines Zeichens, das sich über beinahe die gesamte Breite des Bandes erstreckt.

Gemäß einer Variante der Erfindung kann der eine oder der andere der beiden Teile des Auffängers Ableseorgan und Vergleichmaß sein.

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Gemäß einer bevorzugten Äusführungsform dieser Variante weist die Einrichtung einen aus zwei Photozellen oder zwei Gruppen von Photoz.ellen bestehenden Auffänger auf. Die Photozellen oder Gruppen von Photozellen sind in einer differentiellen Schaltung symmetrisch bezüglich einer zur Bewegungsebene des das Zeichen tragenden Bandes senkrecht liegenden Ebene angeordnet und werden bei Abwesenheit des Zeichens mit identischer Lichtstärke ausgeleucntet. Jede Photozelle oder 'Gruppe von Photozellen ist zur aufeinanderfolgenden Kontrolle eines gleichen Teilgebietes des Bandes angeordnet, wobei die Lichtquelle vorzugsweise in der Symmetrieebene der beiden Gruppen von Photozellen angeornjüet ist. ü'alls Die Lichtquelle aus einem einzigen Element besteht, ist ein entsprechendes pptisches System vorgesehen, das das Licht in zwei Lichtbündel aufteilt, welche mittels Durchstrahlung oder Reflektion auf die entsprechenden Gruppen von Photozellen gerichtet sind. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den beiden Photozellen oder Gruppen von Photozellen nur wenig grosser als die Höhe des aufgedruckten Zeichens in der Bewegungsrichtung des Bandes

Die vorliegende Erfindung sieht die Verwendung von Zellen mit Photowiderständen vor. Die Erfindung sieht auch vor, die Achsen der lichtempfindlichen Elemente wie auch den geradlini-

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gen Glühfaden der Lichtquellen parallel zur Ebene des kontinuierlich fortbewegten Bandes anzuordnen. Im Falle einer einzigen Lichtquelle kann der geradlinige Glühfaden in die Symmetrieebene gelegt werden.

Die Achse dieses Glühfadens kann parallel zur Achse der Photozellen oder Gruppen von Photozellen angeordnet werden. Das optische System besteht dann aus zwei symmetrischen Zylinderlinsen, deren Achsen parallel zur Achse des Glühfadens sind. Falls notig,kann ein Wärmeschutzfilter zwischen der Lichtquelle und den Photqzellen vorgesehen werden.

Die Photowiderstandszellen werddn in den Zweigen einer in geeigneter Weise abgeglichenen wheatstone-Brücke angeordnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische, perspekxivischee Ansicht et

Λ (r . einer Einrichtung mit einer Phc/zelle zur Kontrolle des Zeichens und einer Photozelle zur Kontrolle des Randes des Bandes,

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Figur 2 und 3 Ansichten der Einrichtung der Figur 1 gemäß den Pfeilen F₂ und F₁,

Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer Variante der Einrichtungen von Figur 1,

Figur 5 eine Gesamtansicht einer Einrichtung mit zwei Photozellen zur aufeinanderfolgenden Kontrolle eines gleichen Gebietes des Bandes,

Figur 6 eine Seitenansicht gemäß dem Pfeil F₁ von Figur 5,

Figur 7 eine schematische Darstellung der vor dem Detektor angeordneten Elemente.

In den Ausführungsbeispielen der Figur 1 bis 3 umfaßt der Auffänger die Photozellen 1,1', welche die von der Lichtquelle 2 ausgesandten Lichtstrahlen nach ihrem Durchgang durch die optischen Vorrichtungen 3|3* und das Päpierband 4 auffangen.

Im Beispiel der Figur 4 werden die Photozellen 1, welche das Zeichen kontrollieren, und die Photozellen 1¹, welche den äußeren Rand kontrollieren, durch die von der Lichtquelle ausgesandten und vom Papierband 4 nach ihrem Durchgang durch die Linsen 3 und ^¹ reflektierten Lichtstrahlen angeregt. 9-0 9826/0444

Im Ausführungsbeispiel der Figur 5 und 6 sind mit 1 und 1 * zwei Photowiderstandszellen, beispielsweise aus Cadmiumsulfid, bezeiclust, deren Achsen beispielsweise horizontal sind. . -Die lichtquelle 2 weist einen geradlinigen, ebenfalls horizontalen Glühfaden auf, der parallel zu den Achsen der Photozellen und in der Symmetrieebene dieser beiden Zellen angeordnet ist. Die Zylinderlinsen 3 und -3' weisen Achsen auf, die parallel zu den Achsen der Photozellen liegen. Ein Papierband 4 ist in regelmässigen Abständen mit dem zu kontrollierenden Aufdruck veraäien. Mit 5 ist ein Wärmeschutzfilter aus Glas bezeichnet.

Die Zylinderlinsen 3 und 3' sammeln zwei symmetrische Liohtbündel gleicher Stärke und werfen sie auf die Photozellen 1 und 1», Das mit den aufgedruckten Zeichen versehene» Papierband wird beispieBeweise in Richtung des Pfeiles Eg kontinuierlich fortbewegt. Während die eine Photozelle den durch das deichen veränderten Lichtstrom aufnimmt, nimmt die andere Photozelle den nur durch die Transparenz des Trägermaterials des Bandes veränderten Mchtstrom auf.

Durch _ansich bekanntes Einsetzen der Photozellen 1 und 1¹ in entsprechende Zweige einer Differentialanordnung_fwie beispielsweise einer Wheatstaone-Brücke werden bei jedem

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Durchgang des Zeichens zwei periodische und im wesentlichen symmetrische Signale erhalten. Der größte Wirkungsgrad wird dadurch erzielt, daß der Abstand zwischen den lichtempfindlichen Flächen der beiden Photozellen auf einen Wert eingestellt wird, der nur sehr wenig grosser als die in der Richtung des Pfeiles F₂ gemessene«: Höhe des Zeichens ist· Durch eine solche differentiellea und kompensierte Anordnung werden die den optischen Eigenschaften des Trägerbandes oder unterschiedlichen Eigenschaften der Kontrollorgane zuzuschreibenden Abweichungen wirkungsvoll e»liminiert.

Die Verarbeitung der erhaltenen Signale ist schematisch in Figur 7 dargestellt. Die vom Auffänger 1 abgegebenen Impulse gelangen zum Differentialverstärker 10, der die Amplituden*- differenz der Sigenale der beiden Gruppen von Photozellen 1 und 1¹ des Auffängers 1 verstärkt, Dem Differentialverstärker 10 sind einerseits der Schwellwertdetektor 11 und andererseits die Impulsformerstufe 12 nachg*βehaltet.

Wenn die Amplitude des Signale ungewöhnlich klein ist, steuert der Detektor 11 eine Signaleinrichtung 1?, welche ein Uhgenügen der Zeichengüte anzeigt, und eine Verzögerungseinrichtung 14, die den Stillstand der Maschine bewirkt, falls der angezeigte Fehler nicht sofort behoben wird.

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Die Impulafarmerstufe 12 wandelt.das vom Verstärker 10 abgegebene Signal in ein Rechtecksignal mit einem sehr geringen Impuleverhältnis, un das anschliessend zur Vergleichsanordnung 16 geleitet wird· Die Vergleichsanordnung 16 erhält zudem du Rechteokeignal, daa der mit der Steuerung der Maschine synchronisierte Generator 15 abgibt*

ein Das vo» Generator 15 gelieferte Signal weist/grösaeves Impuleveittlltni· als da· von der Impulaformeretuft 128 gelieferte Signal auf« Di· ^age der vom Generator 15 erzeugten Signale ist derart, daä die beiden Signale normalerweise zentriert _t da· helSt in vollständiger Phaienübereinstimmung •ind, wenn das kontrollierte Zeichen sich an der vorgesehenen Stell« Auf d·* Band befindet.

Wenn der poeitire Scheitel des Signale der Impulefornerstufe 12 zur gleichen £eit wie der positive Scheitel des Signale de£ Generators 151 dessen Länge die Toleranz der Lage des Zeichens definiert, auftritt, bleibt die Vergleichsanordnung 16 | ohne Wirkung auf die nachfolgenden Organe· Zm entgegengesetzten Fall befindet sich das Zeichen nicht mehr innerhalb der | festgesetzten ToleranzgSrenaen, so daß die Ve «Leichsanordnung 16 die iäignal-einrichtung 1.7 steuert, die den Lagefehler der Markierung anzeigt, und gegebenenfalls im, entsprechenden

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~· 12 -

Sinne den Motor 18 in Betrieb setzt, der eine Korrektur der lage des Makierapparates bezüglich des fortbewegten Bandes bewirkt.

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Claims (2)

1. An sprüche

   1, Einrichtung zur Kontrolle eines auf einem kontinuierlich fortbewegten i3and aufgebrachten Zeichens, dadurch gekennzeichnet, daß ein mindestens zwei lichtempfindliche Elemente zur gleichzeitigen Aufnahme des vom mit dem Zeichen versehenen beziehungsweise des vom leeren Bandteil (4) übertragenen Lichtes aufweisender Auffänger (1, 1^r) sowie Mittel (1O_r) zum Vergleich der Amplituden der von dem beiden Elementen abgegebenen Signale vorgesehen sind»
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellwertdetektor (11) vorgesehen ist, der zur Anzeige ungenügender Ausbildung oder fehlerhafter seitlicher Lage des Zeichens einen Impuls abgibt, wenn die Differenz der Amplituden der Signale kleiner als ein vorgegebener Wert ist,

   3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß kittel (15) zur E-pzeugung eines zyklischen -crüfsignals und Mittel (16) zum Vergleich der Phase dieses Prüfsignals mit dem durch die Mittel (10) zum Vergleich der Amplituden abgegebenen Signale vogesehen sind, um die Lage des Zeichens zu überprüfen,

   4· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der beiden lichtempfindlichen Elemente (1) mit einem ersten optischen System (3) und da3 andere lichtempfindliche Element (T) mit einem zweiten optischen System (3*1 zusam .enwirken, wobei das erste optische

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   System (3) eine Lichtbündel abschneidet, das auf dem bewegten Band einen Lichtfleck von solcher Form und Lage hervorbringt, daß sich der Lichtfleck in die allgemeine Form des Zeichens einschreiben läßt, und das zweite optische System (3^f) ein Lichtbündel aoschneidet, das auf dem bewegten Band einen zweite: Lichtfelck am äußeren Sand der Längszone heroVrbringt, in welcher das Zeichen liegen soll«

   5» Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden lichtempfindlichen Elemente (1, 1») mit inem optischen System (3, 3¹) zusammenwirken, das Lichtbändel abschneidet, um auf dem Band zwei Lichtflecke hervorzubringen, die in einer gleichen Längszone des Bandes liegen und sich in die allgemeine Form des Zeichens einschrei_ ben lassen.

   6» Einrichtung nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß c die beiden Lichtflecke durch einen Abstand getrennt sind, der wenig grössfr als die in Bewegungsrichtung des Bandes gemessene Höhe des Zeichens ist·

   7· Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Lichtflecke in

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   4S

   der Richtung der Breite des Bandes eine kleinere Abmessung als das Zeichen und in der Bewegungsrichtung des Bandes höchsten die gleiohe Abmessung wie dae Zeichen aufweist«

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   Dipl.-Ing. Hans Meissner den 11. AuguBt 1966 Dipl.-Ing. Erich Bolte

   Angeldert Etablissement public ditt 28 ,^B4®™^e" ,„

   SERVICE D'EXPLOITATION i^|i-'^vo«<s:'-af>L-_<<:I,Teiefon302172 INDUSTRIELLE DES TA^ACS
   ET ΪΕ6 AIiLUMETTES

   53 9uai d»Oreay PARIS - France

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