DE2836280C3

DE2836280C3 - Optische Abtastvorrichtung für kontinuierlich fortbewegte Materialbahnen

Info

Publication number: DE2836280C3
Application number: DE19782836280
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. 7891 Weilheim Mayer
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1978-08-18
Filing date: 1978-08-18
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2836280A1; DE2836280B2

Description

gekennzeichnet, daß als unbewegliche Die Erfindung betrifft eine optische Abtastvorrichtung für kontinuierlich fortbewegte Materialbahnen, insbesondere Web- und Wirkwaren, zur photoelektrisehen Fehlererfassung mit einem zylinderartigen Umlenkkörper, um den die Materialbahn ein Stück herumgeführt ist und welcher einen unter einem Winkel zur Querrichtung der Bahn angeordneten länglichen Abtastbereich aufweist, und mit einer Lichtsende- und einer Lichtempfangsanordnung, welche die Materialbahn entlang des Abtastbereiches periodisch abtasten und ein elektrisches Fehlererkennungssignal liefern.

Eine derartige Abtastvorrichtung mit schräggestelltem länglichen Abtastbereich ist aus der DE-OS

2^15 60 077 bekannt. Dabei ist jedoch der längliche Abtastbereich gekrümmt ausgebildet, so daß sowohl die verwendete Lichtquelle als auch der hier auf der Empfängliche liegende Abtastbereich gekrümmt ausgebildet sein müssen. Das ist deswegen erforderlich,

ω weil bei Abtastvorrichtungen laufende Bahnen stets senkrecht zu der erzeugenden über zylindrische Umlenkkörper herumgeführt werden, weil nur so eine Hiniereinander-Schaltung mehrerer zylindrischer Umienkrollen ohne Verwindungen der Bahn möglich ist.

η Dies ergibt sich auch aus der FR-PS 15 44 575, nach der die Bahn senkrecht zu den erzeugenden der einzelnen Zylinder um diese herum geführt wird. Die zylindrischen Umlenkrollen sind also bei den bekannten Anordnungen nicht schräg zu der über sie laufenden Materialbahn angeordnet.

Zwecks schräger Abtastung ist eine spezielle und aufwendige Ausbildung der Abtastvorrichtung erforderlich, und es ist nicht möglich, die zur Erzeugung von Lichtvorhängen üblichen klassischen Abtastlicht-

ί^γι fleck-Hrzcugungsgeräte zu verwenden.

Derartige Abtastvorrichtungen sind z. B. aus der US-PS 4004 153. der DE-OS 24 33683, der DE-OS 25 50 815 oder der DE-OS 27 27 926 bekannt. In der Lichtempfangsanordnung derartiger Abtastvorrichtun gen werden vorteilhafterweise sich entlang des Abtaststriches erstreckende Lichileitstäbe verwendet, an deren Stirnseiten photoelektrische Empfänger angeordnet sind. Zur Erzielung einer hohen Lichtausbeute wird bei den Lichtempfangsanordnungen insbe-

^rj5 sondere ein Lichtleitstab verwendet, wie er erstmals in der DE-OS 25 08 366 beschrieben ist.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schrägabtastung der Materialbahn ohne einen gekrümmten länglichen Abtastbereich, also mit einem geradlinigen Abtastbereich zu verwirklichen, ohne daß die exakte Fuhrung der Bahn insbesondere in dem kritischen Abtastbereich und in den unmittelbar da eben liegenden Bereichen beeinträchtigt wird und ohne daß es zu Verwerfungen und Faltenbildung kommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der längliche Abtastbereich geradlinig entlang einer Erzeugenden des Umlenkkörpers verläuft, der Umlenk-

körper unter dem besagten Winkel zur Querrichtung der Materialbahn angeordnet ist, und daß vor und hinter dem Umlenkkörper ebenfalls unter dem besagten Winkel zur Querrichtung der Bahn abgeordnete zyiinderartige Umlenkkörper vorgesehen sind, um welche die Materialbahn mit entgegengesetzter Krümmung LTiIi Su'iL-k herumgeführt ist. Auf diese Weise u ird eine verwerfungsfreie Führung der Bahn insbesondere im Bereich der Abtastvorrichtung gewährleistet. Gleichwohl erfolgt eine Schrägabtastung mit einer üblichen linearen Abtastvorrichtung. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht weiter darin, daß zunächst vorhandene Längsfalten- oder verknitterungen vordem Erreichen des zweiten Umlenkkörpers beseitigt werden, sofern eine gewisse Längsspannung in der Bahn vorhanden ist.

Zweckmäßigerweise sind in Laufrichtung vor dem ersten und nach dem letzten Umlenkkörper zylindrische Umlenkwalzen mit parallel zur Querrichtung der Bahr verlaufender Achse angeordnei. Dies ermöglicht es ohne weiteres, das Bahnmaterial von einer Vorratsrolle abzuwickeln und auf eine andere Rolle nach der Abtastung wieder aufzuwickeln. Weiter können die Garnbereiche vor und hinter der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung hierdurch in vorteilhafterweise in dergleichen Ebene liegen.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn der erste Umlenkkörper und der letzte Umlenkkörper derart zwischen den Umlenkwal/en und dem mittleren Umlenkkörper angeordnet sind, daß die Bahnebene um einen Winkel zwischen 45 . vorzugsweise um 20 abgelenkt wird. Die Auslenkung der Bahn soll zwar einerseits möglichst gering sein, es muß jedoch andererseits einen solchen Wert haben, daß durch die Längsspannung der Bahn ein ausreichender Auflagedruck der Bahn auf dem /weiten Umlenkkörper erzielt wird. Außerdem ist eine nicht zu geringe Auslenkung der Bahn für die Beseitigung etwa vorhandener Längsfalten oder Längsverknitterungen zweckmäßig.

Der Ablenkwinkel soll also vorzugsweise über 10 und unter 30" liegen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht es. den Abstand der drei Umlenkkörper in Laufrichtung so gering zu halten, wie das die Abmessungen der Umlenkkörper und der ihnen zugeordneten Bauelemente gestattet. Die ohne Unterstützung verlaufenden ebenen Bahnbereiche zwischen den Umlenkkörpern, welche unter U-nständen zu Flattererschciniingen führen könnten. werJen auf diese Weise minimal gehalten. Dies ist auch auf die erfindungsgemäß vorgesehene Schrägstellung aller drei Umlenkkörper zurückzuführen.

Der Winkel, unter dem die Umlenkkörper zui Querrichtung der Bahn angeordnet sind, liegt zweckmäßig zwischen 10' und 30' . insbesondere bei 20 . Diese Bereiche reichen einerseits aus, um die durch die Parallelität von Abtaststrich und Schuß-Fäden hervorgerufenen Störungen wirksam zu vermeiden und andererseits die durch die Schragstellung erfolgende Verlängerung der optischen Abtastvorrichtung in Laufrichtung nicht zu groß wurden zu lassen. Auch werden, die Bahnführung unu die Glättung bei diesen Bereichen am günstigten. Ein Winkel größer als 15 und kleiner als 20° ist aus diesen Gründen am günstigsten.

Die Gimtung der Bahn kann dadurch begünstigt werden, daß der erste Umlenkkörper als unbewegliche Unlenkkante ausgebildet ist. Fs ist aber auch möglich, den ersten Umlenkkömer ebenso wie den dritten Umlenkkörper als drehbare Umlenkwalze auszubilden. Der mittlere Umlenkkörper sollte als feststehende Umlenkhaube ausgebildet sein, über welche die Bahn schleifend hinwegläufL

s Das Abtastlichtbündel trifft vorteilhafterweise von der konvex gekrümmten Seite des mittleren Umlenkkörpers her auf die Bahn auf. Auf dieser Seite ist zweckmäßigerweise auch wenigstens eine Lichtempfwigsanordnung bekannter Art. insbesondere in Form

ίο eines Lichtleitstabes und einer davor angeordneten Zylinderlinse vorgesehen. Die Lichtempfangsanordnung kann so angeordnet sein, daß sie auf spiegelnd reflektiertes oder remittiertes Licht anspricht. Es können auch mehrere Lichtempfangsanordnungen

r> vorgesehen sein.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der mittlere Umlenkkörper transparent ist und wenigstens eine Lichtempfangsanordnung auf der konkav gekrümmten Seite des Umlenkkörpers angeordnet ist. Diese

2(i Lichtempfangsanordnung dient zur Feststellung von Löchern im Bahnmaterial.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung und

F i g. 2 eine Draufsicht des Gegenstandes der Fig. 1. Nach der Zeichnung ist ein schemalisch dargestelltes Spiegelrad 22. weicht s um seine Achse in Drehung versetzt ist, im Brennpunkt eines streifenförmigen

κι Hohlspiegels 23 angeordnet, so daß ein auf nicht dargestellte Weise erzeugtes, auf das Spiegelrad 22 auftreffendes Lichtbündel 24 vom Spiegelrad 22 zum Hohlspiegel 23 zurückreflektiert wird, um dann als P.irallelbündel 19 in Richtung auf die Oberfläche einer

J5 Materialbahn 11 geschickt zu werden. Durch die Dreluing des Spiegelrades 22 führt das Fahrstrahlbündel 19 eine periodische Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles /"parallel zu sich selbst aus.

Fine oberha'.D der Bahn angeordnete Zylinderlinse 25

•■to konzentriert das Licht des Bündels 19 auf der Oberfläche der Bahn 11 in einem Abiastlichtflerk 18. Nach Fig. 2 vollführt der Abtastlichtfleck 18 eine periodische geradlinige Hin- und Herbewegung, so daß insgesamt ein linearer Abtaststrich 17 erzeugt wird. Die

Ί5 Erzeugung des Abtaststriches 17 ist in der Zeichnung nur sehr schematisch wiedergegeben, weil sie in bekannter Weise (siehe z. B. US-PS 40 04 153) durchgeführt w ;rd.
Nach der Zeichnung ist die Lichtsendeanordnung mit

w dem Spiegelrad 22. dem streifenförmigen Hohlspiegel 23 und der Zylinderlinse 25 unter einem Winkel \ zur Querrichtung Q der Bahn 11 angeordnet, so daß auch der Abtaststrich 17 diesen Winkel mit der Querrichtung Q einschließt. Unterhalb des Abtaststriches 17 befindet sich eine in der dargestellten Weise konvex gekrümmte, zylinderausschnittförmige transparei, ^- Haube 12, deren Scheitel mit dem Abtaststrich 17 zusammenfällt. Die Bahn 11 wird mit endlicher Krümmung über die Haube 12 in der dargestellten Weise herumgeführt.

Oberhalb der Zylinderlinse 25 befindet sich eine nur schematisch als Lichtleitstab 20 dargestellte Lichtempfangsanordnung, der remittiertes Licht vom Abtastlichtfleck 18 über die Zylinderlinse 25 zugeführt wird. Jede ander» aus dem Stand der Technik bekannte Lichtempfangsanordnung für derartige Zwecke ist ebenfalls geeignet.

Durch die transparente Haube 12 gelangt Licht vom Abtastfleck 18 im Fall von Löchern in der Bahn 11 auch

zu einer darunter angeordneten Lichiempfangsanordnung 21, welche ebenfalls nur rein schematised als parallel zur Haube 12 verlaufender Lichtleitstab veranschaulicht ist. Auch hier läßt sich jede für diesen Zweck bekannte Empfangsanordnung anwenden.

Erfindungsgemäß wird die Bahn 11 von einer nicht dargestellten Vorratsrolle über eine quer zur Laufrichtung L angeordnete drehbare zylindrische Walze 14 in eine in Fig. 1 strichpunktiert angedeutete Bezugsebene 26 umgelenkt. Die Bahn 11 verläuft dann zunächst über einen exakt ebenen Bereich II;) zu einer in der dargeslelllen Weise schräg angeordneten Umlenkwalze 13;). Die Oberfläche der Umlenkwalze 13;) tangiert die Bezugsebene 26 und ist ebenfalls unter dem Winkel λ zur Querrichtung ζ) angeordnet. Die Bahn 11 ist um ein geringes Stück des UmfangCs der Walze 13,? mit endlicher Krümmung herumgelegt und geht dann in einen zweiten ebenen Bereich 116 über, welcher durch die Haube 12 abgeschlossen ist, an der die Bahn 11 mit entgegengesetzter endlicher Krümmung in einen absteigenden dritten ebenen Bereich lic übergeht. Dieser Bereich wird durch eine weitere unter dem Winkel λ zur Querrichtung (Jscliräggcslcllte Walze 13ώ abgeschlossen, welche mit ihrer Unterseite ebenfalls die Bezugsebene 26 tangiert. Die Bahn 11 wird auch um diese Walze ein Stück in der dargestellten Weise herumgeführt, so daß sie schließlich in einen vierten ebenen Bereich Ilc/übergehi.derin der Be/ugsebcne 26 liegt. Schließlich befindet sich ganz rechts in der Zeichnung eine zu der Zuführwalze 14 parallele Ablaufwalze 15, von der die Bahn 11 zu irgendeiner weiteren Station, z. B. einer Aufwickelrolle geführt sein kann.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Bahn innerhalb eines Bereiches 16 aus der Bezugsebene 26 in einer solchen Weise atisgclenkt. daß ohne Faltenbildung eine Schrägabtasiung mittels eines linear sich bewegenden Abiastlichtflcckes 18 möglich ist und zudem etwa vorhandene Längsfalten beseitigt werden. Besonders wichtig ist, daß durch die erfindungsgemäße Bahnführung lediglich exakt ebene Bahnbereiche vorliegen und jede Bahnverwindung vermieden wird.

Zur Spannungskorrektur kann ein Ende einer der Umlenkwalzen 13.·). I3£> in vertikaler Richtung (Fig. I) verstellbar sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optische Abiastvorrichtung für kontinuierlich fortbewegte Materialbahnen, insbesondere Web- und Wirkwaren, zur photoeleklrischen Fehiererfassung mit einem zylinderartigen Umlenkkörper, um den die Materialbahn ein Stück herumgeführt is; und welcher einen unter einem Winkel zur Querrichtung der Bahn angeordneten länglichen Abtastbereich aufweist, und mit einer Lichtsende- und einer Lichtempfangsanordnung, welche die Materialbahn entlang des Abtastbereiches periodisch abtasten und ein elektrisches Fehlererkennungssignal liefern, dadurrh gekennzeichnet, daß der längliche Abtastbereich (17) geradlinig entlang einer Erzeugenden des Umlenkkörpers (12) verläuft, der Umlenkkörper (12; unter dem besagter. Wickel (\) zur Querrichtung der Materialbahn (11) angeordnet ist, und daß vor und hinter dem Umlenkkörper (12) ebenfalls unter dem besagten Winkel (α) zur Querrichtung der Bahn (11) angeordnete zylinderartige Umlenkkörper (I3a, l'ib) vorgesehen sind, um welche die Materialbahn mit entgegengesetzter Krümmung ein Stück herumgeführt ist.

2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung vor dem ersten und nach dem letzten Umlenkkörpcr (IJa bzw. i3b) zylindrische Umlenkwalzen (14, 15) mit parallel zur Querrichtung (Q) der Bahn (11) verlaufender Achse angeordnet sind.

3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Umlenkkörper (13a,) und der letzte Umlenkkörper {üb) derart zwischen den Umlenkwalzen (14, 15) und dem mittleren Umlenkkörper (12) angeordnet sind, daß die Bahnebene um einen Winkel zwischen 5° und 40", vorzugsweise um 20'', abgelenkt wird.

4. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel {tx), unter dem die Umlenkkörper (13a, 12, 13ο; zur Querrichtung (Q) der Bahn (11) angeordnet sind, zwischen 10" und 30", insbesondere bei 20° liegt.

5. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

der erste Umlenkkörper (\ϊα)
Umlenkkante ausgebildet ist.

b. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der erste Umlenkkörper als drehbare Umlenkwalze (X'ia) ausgebildet ist.

7. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Umlenkkörper als drehbare Umlenkwalze (13o,)ausgebildet ist.

8. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Umlenkkörper als feststehende Umlenkhaube (12) ausgebildet ist.

9. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastlichtbündel (19) von der konvex gekrümmten Seite des mittleren Umlenkkörpers (12) her auf die Bahn (11) auftrifft.

10. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Lichtempfangsanordnung (20) auf der konvex gekrümmten Seite des mittleren Umlenkkörpers (12) angeordnet isL

11. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Umlenkkörper (12) transparent ist und wenigstens eine Lichtempfangsanordnung (21) auf der konkav gekrümmten Seite des Umlenkkörpers (12) angeordnet ist.