DE3512904C2

DE3512904C2 - Bahnlaufregler

Info

Publication number: DE3512904C2
Application number: DE3512904A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing.(FH) 8905 Mering Zerle
Original assignee: Erhardt and Leimer GmbH
Current assignee: Erhardt and Leimer GmbH
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1987-03-12
Also published as: FR2580266B1; JPS61267652A; IT1189655B; FR2580266A1; DE3512904A1; IT8667288A0; US4760945A; IT8653251V0

Abstract

Der Bahnlaufregler dient zum Ausregeln seitlicher Abweichungen einer laufenden Warenbahn (1) und umfaßt eine von der Warenbahn durchlaufene, am Ende eine Umlenkwalze (3.2) aufweisende Regelstrecke (A) und einen die Warenbahn (1) beim Durchlaufen der Regelstrecke (A) seitlich ablenkenden Drehrahmen (4), dessen Steuerung in Abhängigkeit vom seitlichen Versatz der Warenbahn in dem an die Regelstrecke (A) anschließenden Führungsabschnitt (B) erfolgt, in dem die Warenbahn über die Umlenkwalze (3.2) um im wesentlichen 90° abgelenkt ist und eine die Warenbahnkante erfassende Videokamera (8) den Bahnverlauf überwacht. Die Bildsignale werden durch eine Schaltlogik in Steuerbefehle für den Drehrahmen (4) umgesetzt. Die Videokamera (8) ist mit ihrer optischen Aufnahmeachse (11) etwa parallel zur Warenbahn (1) in der Regelstrecke (A) ausgerichtet und in Laufrichtung der Warenbahn (1) vor dem Umlenkglied (3.2) in einem Aufnahmeabstand von der Warenbahn (1) angeordnet, der etwa der Länge der Regelstrecke (A) entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bahnlaufregler zum Ausregeln seitlicher Abweichungen einer laufenden Warenbahn von einer Soll-Lage, mit einer von der Warenbahn durchlaufenen, am Ende ein Umlenkglied, insbes. eine Umlenkwalze, aufweisenden Regelstrecke und einer die Warenbahn beim Durchlaufen der Regelstrecke seitlich ablenkenden steuerbaren Führungseinrichtung, deren Steuerung in Abhängigkeit vom seitlichen Versatz der Warenbahn in dem an die Regelstrecke anschließenden Führungsabschnitt erfolgt, in dem die Warenbahn über das Umlenkglied um im wesentlichen 90° aus ihrer Laufrichtung in der Regelstrecke abgelenkt ist und mindestens eine die Kante oder eine Führungslinie der Warenbahn aufnehmende Videokamera den seitlichen Verlauf der Warenbahn überwacht, deren elektrische Bildsignale durch eine Schaltlogik in Steuerbefehle für die Führungseinrichtung umsetzbar sind, und die mit ihrer optischen Aufnahmeachse etwa parallel zur Warenbahn in der Regelstrecke ausgerichtet ist.
Bahnlaufregler dieser Art sind beispielsweise aus der DE-Z: VDI-Nachrichten, 1980, Nr. 23, Seite 16 bekannt. Bei diesem bekannten Bahnlaufregler ist die Videokamera in Laufrichtung der Warenbahn hinter dem als Umlenkwalze ausgebildeten und zugleich die Steuerrolle für die Steuerung des Bahnverlaufs bildenden Umlenkglied angeordnet, so daß sich die Länge der Regelstrecke und der Aufnahmeabstand der Videokamera von der Warenbahn addieren und zu insgesamt entsprechend großen Bauabmessungen führen. Für jede Bahnkante ist eine eigene Videokamera vorgesehen und eine die Bahnkante im Auflicht oder Durchlicht beleuchtende Lichtquelle kann zur Ausleuchtung des Bildfeldes der Videokameras dienen. Die elektronische Bildauswertung bildet aus den beiden Kamerabildinhalten eine analoge Spannung entsprechend der Bandlage. Der Regler steuert proportional der Regelabweichung ein Servoventil, das über einen Stellzylinder eine kontrollierte Schwenkbewegung der Steuerrolle auslöst. Diese Schwenkbewegung führt so lange zu einer seitlichen Verlagerung des Bandes, bis die geforderte mittige Bandlage erreicht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bahnlaufregler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es bei in Richtung der Regelstrecke insgesamt kurzer Baulänge auf besonders einfache Weise möglich ist, auch die jeweilige Stellung der Führungseinrichtung selbst laufend zu erfassen und in den Regelungs- und Steuerungsprozeß der Warenbahn einzubeziehen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Videokamera in Laufrichtung der Warenbahn vor dem Umlenkglied in einem Aufnahmeabstand von der Warenbahn angeordnet ist, der im wesentlichen etwa der Länge der Regelstrecke entspricht, und daß im Bildfeld der Videokamera ein sich mit der Ist-Stellung der Führungseinrichtung quer zur Führungseinrichtung verlagerndes Markierungsteil vorgesehen ist, daß zusätzlich zu den Bildsignalen der Kante oder Führungslinie eigene Bildsignale liefert.
Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, die eigenen Bildsignale des Markierungsteils in der Schaltlogik zur Erfassung der jeweiligen Stellung der Führungseinrichtung zu verwenden, so daß sonst hierfür eigens erforderliche Stellungsmelder entbehrlich werden. So ergibt sich nicht nur auf besonders einfache Weise eine Mittenstellungs- und Endlagenerkennung für die beweglichen Teile der Führungseinrichtung, sondern es besteht auch die Möglichkeit, das Regelverhalten des Bahnreglers abhängig von der jeweiligen Stellung der Führungseinrichtung zu beeinflussen und zu verändern, sowie etwa ein Warnsignal zu erzeugen, wenn die Führungseinrichtung ihre zulässigen Endstellungen oder Positionen kurz vor diesen zulässigen Endstellungen erreicht hat.
Zweckmäßig trägt das Markierungsteil einen eigenen Lichtgeber, um es optisch aus seiner Umgebung deutlich hervorzuheben. Auch kann der Lichtgeber zeitlich gepulst sein und die Schaltlogik eine Anordnung zur Erkennung des entsprechend gepulsten Bildsignals des Lichtgebers aufweisen, um das Bildsignal des Markierungsteils fehlerfrei von Bildsignalen, die aus seiner Umgebung herrühren, unterscheiden zu können.
Die Aufnahmeachse der Videokamera sollte möglichst dicht an dem das Ende der Regelstrecke bildenden Umlenkglied vorbei verlaufen, jedenfalls bei hohen Geschwindigkeiten der Warenbahn, wenn es also auf kurze Regelzyklen und dazu auf eine schnelle Erfassung seitlicher Bahnverlagerungen unmittelbar hinter dem Umlenkglied ankommt.
Die Videokamera kann als Matrix-Kamera, in wegen ihrer Einfachheit aber bevorzugte Ausführungsform als Zeilenkamera ausgebildet sein, wozu die Videokamera erfindungsgemäß einen Halbleiter-Bildsensor in Form eines quer zum optischen Bild der Kante oder Führungslinie ausgerichteten CCD-Streifens besitzt. Der CCD-Streifen wird in an sich bekannter und daher nicht weiter zu erörternder Weise elektronisch ausgelesen und der so entsprechende Bildsignalfluß in die Schaltlogik gegeben (vgl. z. B. DE-Z: Funkschau 1/1981, S. 66).
Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigt in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Bahnlaufregler in einer Seitenansicht,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Bahnlaufregler nach Fig. 1,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bahnlaufreglers in einer Darstellung entsprechend Fig. 1.
Der in der Zeichnung dargestellte Bahnlaufregler für eine allgemein mit 1 bezeichnete Warenbahn besitzt frei um parallele Achsen 2 drehbare Umlenkwalzen 3.1, 3.2, über deren Mantelfläche die Warenbahn 1 hinwegläuft. Die Umlenkwalzen 3.1, 3.2 sind in einem Drehrahmen 4 angeordnet, der auf einem feststehenden Gestell 5 drehbar um eine Achse 6 gelagert ist und um diese Achse 6 mittels eines Stellantriebes 7 verstellbar ist. Der Stellantrieb 7 wird in Abhängigkeit vom seitlichen Warenbahnversatz hinter der im Drehahmen 4 zweiten Umlenkwalze 3.2 mittels eines auf den seitlichen Verlauf der Warenbahnkante reagierenden, in noch näher zu erläuternder Weise als Videokamera 8 ausgebildeten Fühlers gesteuert. Vor und hinter der ersten bzw. letzten Umlenkwalze 3.1, 3.2 des Drehrahmens 4 ist mindestens je eine weitere Umlenkwalze 9 mit feststehender Drehachse angeordnet. Diese Umlenkwalzen 9 nehmen also nicht an den Stellbewegungen des Drehrahmens 4 teil. Sie lenken die Warenbahn 1 über die Umlenkwalzen 3.1, 3.2 des Drehrahmens 4 in eine senkrecht zur Bahnebene zwischen den beiden Umlenkwalzen 3.1, 3.2 des Drehrahmens 4 stehende Richtung um. Im Ergebnis bilden die beiden Umlenkwalzen 3.1, 3.2 des Drehrahmens 4 zwischen sich eine von der Warenbahn 1 durchlaufende Regelstrecke A, innerhalb welcher der als steuerbare Führungseinrichtung dienende Drehrahmen 4 die Warenbahn 1 seitlich ablenken kann, wobei die Steuerung in Abhängigkeit vom seitlichen Versatz der Warenbahn 1 in dem an die Regelstrecke A anschließenden Führungsabschnitt B zwischen der Umlenkwalze 3.2 des Drehrahmens 4 und der ihr folgenden Umlenkwalze 9 mit feststehender Achse stattfindet, in dem also die Warenbahn 1 über die zweite Umlenkwalze 3.2 des Drehrahmens 4 um im wesentlichen 90° aus ihrer Laufrichtung in der Regelstrecke Aabgelenkt ist und die Videokamera 8 wenigstens eine der Warenbahnkanten oder eine auf der Warenbahn 1 angebrachte Führungslinie erfaßt. Die elektrischen Bildsignale der Videokamera 8 werden einer Schaltlogik 10 zugeführt, in der sie in Steuerbefehle für die Führungseinrichtung, im Ausführungsbeispiel also für den Stellantrieb 7 des Drehrahmens 4 umgesetzt werden. Registriert die Videokamera 8 einen seitlichen Verlauf der Warenbahnkante, wird der Drehrahmen 4 vom Stellantrieb 7 so verdreht, daß sich die zweite Umlenkwalze 3.2 des Drehrahmens 4 in entgegengesetzter Richtung etwa verschwenkt, so daß die Warenbahn 1 im Führungsabschnitt B zwischen den Umlenkwalzen 3.2 und 9 wieder in ihre Soll-Lage zurückkehrt.
Die Videokamera 8 ist mit ihrer optischen Aufnahmeachse 11 etwa parallel zur Warenbahn 1 in der Regelstrecke A zwischen den Umlenkwalzen 3.1, 3.2 ausgerichtet. Sie ist in Laufrichtung der Warenbahn vor der Umlenkwalze 3.2 in einem Aufnahmeabstand von der Warenbahn 1 angeordnet, der im wesentlichen der Länge der Regelstrecke A entspricht. Im Ergebnis wird bei dieser Anordnung die ohnehin für die Regelstrecke A benötigte Länge voll für den Aufnahmeabstand der Videokamera 8 genutzt, so daß sich ohne zusätzlichen Platzaufwand ein großer Aufnahmeabstand verwirklichen läßt. Dieser große Aufnahmeabstand ergibt ein entsprechend großes Bildfeld der Videokamera 8 in der Ebene der Warenbahn 1 im Führungsabschnitt B zwischen der Umlenkwalze 3.2 und der Umlenkwalze 9.
Im Ausführungsbeispiel ist die Videokamera 8 als Zeilenkamera ausgebildet. Sie besitzt dazu einen nicht näher dargestellten Halbleiter-Bildsensor in Form eines quer zum optischen Bild der Kante oder Führungslinie ausgerichteten und in der Schaltlogik 10 auslesbaren CCD-Streifens. Die von der Videokamera 8 aufzunehmende Kante 13 oder Führungslinie ist beleuchtet, wozu im Ausführungsbeispiel Durchlicht von einer, gesehen von der Videokamera 8 aus, hinter der Warenbahn 1 liegenden Lichtquelle 12 genutzt wird, die sich über die gesamte Bildfeldbreite der Videokamera 8 erstreckt und somit diese Bildfeldbreite ausleuchtet. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, die Lichtquelle 12 im Bereich der Videokamera 8 anzuordnen und das an der Warenbahn 1 reflektierte Auflicht der Lichtquelle 12 zu nutzen.
Im Ausführungsbeispiel ist der Fall einer sehr breiten Warenbahn 1 dargestellt, bei der das Bildfeld einer einzigen Videokamera 8 nicht über die gesamte Bahnbreite reicht. Es ist daher für beide Warenbahnkanten 13 je eine eigene Videokamera 8 vorgesehen, deren Bildsignale der gemeinsamen Schaltlogik 10 zugeführt werden. Selbstverständlich besteht die in der Zeichnung allerdings nicht dargestellte Möglichkeit, daß sich die Bildfelder der beiden Kameras 8 in der Warenbahnmitte überlappen, so daß eine lückenlose Breitenerfassung der Warenbahn 1 möglich ist.
Im Bildfeld der in Fig. 2 oberen Videokamera 8 ist ein sich mit der Ist-Stellung des Drehrahmens 4 quer zur Führungsrichtung verlagerndes Markierungsteil 14 vorgesehen, das starr mit dem Drehrahmen 4 verbunden ist und zusätzlich zu den Bildsignalen der Warenbahnkante 13 oder Führungslinie eigene, die jeweilige Stellung des Drehrahmens 4 angebende Bildsignale liefert. Dieses Markierungsteil 14 kann einen eigenen Lichtgeber, beispielsweise eine Leuchtdiode tragen, der außerdem zeitlich gepulst sein kann, falls die Schaltlogik 10 eine Anordnung zur Erkennung des entsprechend gepulsten Bildsignals des Lichtgebers aufweist, damit sich das Markierungsteil 14 deutlich von seiner Umgebung abhebt und sein Bildsignal von jenen der Umgebungspunkte ohne weiteres unterschieden werden kann.
Durch entsprechende Ausbildung der Schaltlogik 10 ist es im Ergebnis möglich, die Warenbahn 1 wahlweise nur nach einer ihrer Kanten 13 bzw. nach ihrer Führungslinie oder bezüglich der Warenbahnmitte zu führen, indem die Positionen beider Warenbahnkanten 13 zur Ermittlung der Mittenposition der Warenbahn 1 benutzt werden. Gleichzeitig kann die Bahnbreite überwacht bzw. angezeigt werden. Verstellungen der Videokameras 8 auf die jeweilige Bahnbreite sind wegen des großen Überwachungsbereiches der Videokameras 8 entbehrlich. Gleichzeitig wird über das Markierungsteil 14 die jeweilige Stellung des Drehrahmens 4 erfaßt und es kann dessen Schwenkwinkel ermittelt und ein Warnsignal erzeugt werden, wenn der Drehrahmen 4 seine zuverlässigen Endstellungen oder Positionen kurz vor diesen zulässigen Endstellungen erreicht.
Es empfiehlt sich, die Videokamera 8 in Bezug auf den Drehrahmen 4 so im feststehenden Gestell 5 anzuordnen, daß sie sich im Bereich der ersten Umlenkwalze 3.1 befindet und ihre Aufnahmeachsen 11 dicht unter der das Ende der Regelstrecke A bildenden zweiten Umlenkwalze 3.2 des Drehrahmens 4 hindurch verläuft, so daß die Warenbahn 1 bezüglich ihrer Seitenlage unmittelbar nach ihrem Ablauf von dieser Umlenkwalze 3.2 erfaßt wird. Das ist beispielsweise im Fall der Fig. 3 verwirklicht.

Claims

1. Bahnlaufregler zum Ausregeln seitlicher Abweichungen einer laufenden Warenbahn (1) von einer Soll-Lage, mit einer von der Warenbahn (1) durchlaufenen, am Ende ein Umlenkglied, insbes. eine Umlenkwalze (3.2), aufweisenden Regelstrecke (A) und einer die Warenbahn (1) beim Durchlaufen der Regelstrecke (A) seitlich ablenkenden steuerbaren Führungseinrichtung, deren Steuerung in Abhängigkeit vom seitlichen Versatz der Warenbahn (1) in dem an die Regelstrecke (A) anschließenden Führungsabschnitt (B) erfolgt, in dem die Warenbahn (1) über das Umlenkglied (3.2) um im wesentlichen 90° aus ihrer Laufrichtung in der Regelstrecke (A) abgelenkt ist und mindestens eine die Kante (13) oder eine Führungslinie der Warenbahn (1) aufnehmende Videokamera (8) den seitlichen Verlauf der Warenbahn (1) überwacht, deren elektrische Bildsignale durch eine Schaltlogik (10) in Steuerbefehle für die Führungseinrichtung umsetzbar sind, und die mit ihrer optischen Aufnahmeachse (11) etwa parallel zur Warenbahn in der Regelstrecke (A) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera (8) in Laufrichtung der Warenbahn (1) vor dem Umlenkglied (3.2) in einem Aufnahmeabstand von der Warenbahn (1) angeordnet ist, der im wesentlichen etwa der Länge der Regelstrecke (A) entspricht, und daß im Bildfeld der Videokamera (8) ein sich mit der Ist-Stellung der Führungseinrichtung quer zur Führungsrichtung verlagerndes Markierungsteil (14) vorgesehen ist, das zusätzlich zu den Bildsignalen der Kante (13) oder Führungslinie eigene Bildsignale liefert.

2. Bahnlaufregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Markierungsteil (14) einen eigenen Lichtgeber trägt.

3. Bahnlaufregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtgeber zeitlich gepulst ist und die Schaltlogik (10) eine Anordnung zur Erkennung des entsprechend gepulsten Bildsignales des Lichtgebers aufweist.

4. Bahnlaufregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahemachse (11) der Videokamera (8) dicht an dem das Ende der Regelstrecke (A) bildenden Umlenkglied (3.2) vorbei verläuft.

5. Bahnlaufregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera (8) einen Halbleiter-Bildsensor in Form eines quer zum optischen Bild der Kante (13) oder Führungslinie ausgerichteten CCD-Streifens besitzt.