DE3713525A1 - Vorrichtung zum automatischen ausselektieren von in bahnen oder boegen vorliegendem material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automati­ schen Ausselektieren von in Bahnen oder Bögen vorlie­ gendem Material, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, welche in der Lage ist, fehlerhafte Stellen auf derar­ tigem Material, wie z.B. Papier festzustellen und feh­ lerfreies Material automatisch und kontinuierlich auszu­ selektieren.

Bislang erfolgt die Ausselektion von Papier auf dem Wege der visuellen Beobachtung durch entsprechendes Personal. Weiterhin wurde schon eine automatische Auswahlvorrich­ tung vorgeschlagen, bei der aufgestapelte Papierbögen nacheinander auf ein Förderband gelegt werden und von diesem getragen werden, so daß eine Fehlererkennungs­ vorrichtung oberhalb des Förderbandes Fehlstellen auf den Papierbögen erkennt und unterscheidet, ob die Pa­ pierbögen fehlerfrei oder fehlerhaft sind. Weiterhin wurde schon eine andere Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Papierbögen ebenfalls bewegt werden, in dem sie zwischen oberen und unteren Förderbändern gehalten wer­ den.

Diese bekannten automatischen Ausselektiervorrichtungen tragen die Papierbögen, die auf dem Förderband oder zwi­ schen zwei Förderbändern liegen und demzufolge unterlie­ gen die Papierbögen kleineren Vibrationen in der Bewe­ gungsrichtung und in einer hierzu im rechten Winkel ver­ laufenden Richtung, da zwischen den Förderbändern und den Papierbögen und zwischen dem Förderband und einer An­ triebseinrichtung für das Band ein gewisser Schlupf vor­ liegt. Somit kann nicht unterschieden werden, ob ein Er­ kennungssignal der Fehlererkennungsvorrichtung ein Signal aufgrund eines kleinen Fehlers auf dem Papierbogen oder ein Signal aufgrund der Vibrationen ist. Wenn weiterhin eine Lücke oder ein Spalt in dem Bewegungssystem der Pa­ pierbögen vorliegt, an dem das Förderband, auf dem die Papierbögen liegen oder die Förderbänder, zwischen denen die Papierbögen gehalten sind getrennt werden, wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Papierbogens für eine sehr kurze Zeit stark verringert, wenn die Vorderkante des Papierbogens auf ein nächstes Förderband übergeht, nach­ dem diese Vorderkante die Lücke passiert hat, was zur Folge hat, daß der Papierbogen oder das Papierblatt eine Geschwindigkeitsschwankung erfährt. Somit ist es für die Erkennungsvorrichtung schwierig, kleinere Fehlerstellen auf dem Papierbogen zu erkennen. Bislang bekannte auto­ matische Ausselektier-Vorrichtungen können somit keine kleinen Fehlstellen erkennen und die Leistungsfähigkeit hinsichtlich des Erkennens von Fehlerstellen liegt we­ sentlich unterhalb der des menschlichen Auges. Papierbö­ gen, die von bisher bekannten Vorrichtung als fehlerfrei erkannt worden sind, sind es somit zumeist doch nicht.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart auszubilden, daß selbst kleinste Fehlstellen sicher er­ kannt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Anspruches 1.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das bogen- oder blattförmige Material, welches von einer Zufuhrvorrich­ tung zugeführt wird stets von Greifelementen gehalten und einem stabilen Zustand bewegt. Die Fehlererkennungsvor­ richtung erkennt Fehlstellen auf dem Material bei dem Bewegungsvorgang. Eine Steuervorrichtung empfängt ein Signal von der Fehlererkennungsvorrichtung und entschei­ det, ob das vorliegende Material fehlerfrei oder fehler­ haft ist und betätigt wahlweise Schalteinrichtungen, so daß das Material selektiv abgegeben wird.

Weiterhin wird erfindungsgemäß die in Bewegungsrichtung vorne liegende Kante des Materials von dem Greifelement gehalten, um das Material stabil und kontinuierlich zu bewegen und ein Fehler an dem Material wird während des Bewegungsvorganges festgestellt. Somit können auch kleine Fehlstellen erkannt werden und eine hochgradige und exakte Auswahl des Material wird erzielt. Da durch Ein­ gabe des Signals von der Erkennungsvorrichtung zu der Steuervorrichtung während des Bewegens des Materials eine automatische Ausselektierung möglich ist, kann problemlos eine Hochgeschwindigkeitsselektion mit hoher Sicherheit durchgeführt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Greifelementes;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Greifelement gemäß Fig. 3;

Fig. 5 in perspektivischer Ansicht schematisch den Aufbau eines Streifendetektors; und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Beleuchtungsele­ ment, welches in dem Detektor gemäß Fig. 5 ver­ wendet wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 soll nun die vor­ liegende Erfindung näher erläutert werden. Die darge­ stellte Ausführungsform zeigt eine automatische Selek­ tiervorrichtung für Papierbögen oder -blätter (im fol­ genden mit "Bögen" bezeichnet), welche nach der Papier­ herstellung mittels einer Schneideinrichtung in Bogenform geschnitten worden sind. Eine Papier-Zufuhrvorrichtung 10 (Fig. 1) weist die Bögen 12 auf, die auf einer Palette aufgestapelt sind, wobei sich die Palette nach oben und unten bewegen kann und die Bögen kontinuierlich und nach­ einander von der Oberseite des Stapels auf eine Fläche 11 abgibt, von wo die Bögen über einen Schwinggreifer 13 der nächsten Bearbeitungsstation zugeführt werden, nachdem sie auf der Fläche 11 ausgerichtet worden sind. Hierbei ist die Bewegungsrichtung der Bögen 12 zur Bewegungs­ richtung in dem Herstellungsprozeß des Papiers um 90° versetzt. Eine Trägervorrichtung weist eine erste In­ spektionstrommel 16, eine Inspektionstrommel 20 und eine Trägerkette 26 auf. Die ersten und zweiten Inspektions­ trommel 16 und 20 weisen umfangsseitig Greifelemente 28 auf, welche die Bögen 12 halten und zur nächsten Bear­ beitungsstation führen. Die Trägerkette 26 weist eben­ falls eine Mehrzahl von Greifelementen 28 in festgelegten Abständen auf. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, weist das Greifelement 28 einen Nagel 44 und eine Nagel­ stütze 45 auf. Die Nagelstütze 45 weist im Detail eine Nagelsitzwelle 47 in Form eines Rahmenteiles, welches im Querschnitt U-förmig ist und eine Mehrzahl von Nagelsit­ zen 48 auf, welche an einem Ende der Nagelsitzwelle 47 mittels eines Bolzens gehalten sind. Die Mehrzahl von Nagelsitzen 48 sind in festgelegten Abständen entlang der Längsrichtung der Nagelsitzwelle 47 angeordnet. Eine Na­ gelspindel 49 ist in der Vertiefung der Nagelsitzwelle 47 angeordnet und weist die Nägel 44 auf, die gegenüber den Nagelsitzen 48 angeordnet sind, deren Anzahl identisch zu der Anzahl der Nägel 44 ist. Mittels einer Feder 51 wer­ den die Nägel 44 in die Nagelsitze 48 gedrückt. Durch Drehung der Nagelspindel 49 werden die Nägel 44 von den Nagelsitzen 48 abgehoben. Das Greifelement 28 hält die Vorderkante eines Bogens 12 a zwischen den Nägeln 44 und dem Nagelsitz 48. Der größte Teil des Greifelementes 28 befindet sich in einer Lage, in der das Greifelement nicht mit dem Bogen 12 a in Berührung kommt und somit ist ein Bereich 46, in dem Transmissionslicht unterbrochen ist, d.h. der Haltebereich des Bogens 12 a ist sehr klein. Mit dem Bezugszeichen 14 ist in Fig. 1 eine Er­ kennungseinheit bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 18 ist ein Faltendetektor 18 bezeichnet, der auf Reflek­ tionsbasis arbeitet und gegenüber der zweiten Inspek­ tionstrommel 20 angeordnet ist. Bei einem Abtastvorgang durch den Faltendetektor 18 wird Licht unter einem ge­ wissen Winkel auf den Bogen 12 gerichtet und das von dem Bogen reflektierte Licht wird ebenfalls mit einem gewis­ sen Winkel wieder empfangen. Es ist notwendig, die Form (Kreis, Oval, Rechteck, Schlitz) des Beleuchtungs- und Empfangslichtes und das Detektionsfeld korrekt auszuwäh­ len. Der Faltendetektor 18 ist mit Beleuchtungseinheiten verschiedener Typen bestückt, welche die erwähnten ver­ schiedenen Bedingungen erfüllen können. Für gewöhnlich bilden sich Falten in der Flußrichtung des Herstellungs­ prozesses von Papier. Wenn somit die Bögen in einer Richtung senkrecht (d.h. um 90° versetzt) zur Herstel­ lung-Flußrichtung bewegt werden, wie dies im Fall der vorliegenden Erfindung geschieht, verlaufen die Falten als Linien im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Bogens in der erfindungsgemäßen Selektionsvorrichtung, so daß der Faltendetektor 18 die Falten leicht erfassen kann. Der Detektor 18 weist eine spezielle kleine Halo­ genlampe zur Erzeugung von Beleuchtungslicht und eine Lichtempfangseinheit aus einem monolythischen fotoelek­ trischen Element auf. Als Beleuchtungslicht können ein Gaslaser, ein Halbleiterlaser, elektrische Glühbirnen, Natriumdampflampen oder dgl. verwendet werden. Mit den Bezugszeichen 22 und 30 sind gewöhnliche Fehlererken­ nungsvorrichtungen bezeichnet. Die Erkennungsvorrichtung 22 ist gegenüber der zweiten Inspektionstrommel 20 ange­ ordnet. Die Erkennungsvorrichtung 30 arbeitet nach dem Reflektionsverfahren und ist gegenüber der ersten In­ spektionstrommel 16 angeordnet. Die Erkennungsvorrich­ tungen 22 und 30 weisen je eine Floureszenzlampe zur Er­ zeugung von Beleuchtungslicht und ein lichtempfangendes Element in Form eines CCD-Elementes auf. Die Erkennungs­ vorrichtungen 22 und 30 erfassen Löcher, dunkle Flecken, Schmutz, Staub und dgl. auf den beiden Seiten des Bogens 12. Die Erkennungsvorrichtungen 22 und 30 sind in der Lage, geringfügige Verschmutzungen auch größenmäßig fest­ zuhalten, was bislang schwer zu bewerkstelligen war. Mit dem Bezugszeichen 32 ist ein Streifendetektor bezeichnet, der mittels Lichttransmission arbeitet. Dieser Streifen­ detektor 32 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 näher erläutert, wobei mit 61 eine Mehrzahl von Laser­ Lichtquellen bezeichnet ist, die quer zu dem Bogen 12 angeordnet sind. Gegenüber der Lichtquelle 61 ist ein Laserempfänger 62 angeordnet. Wie aus Fig. 6 weiter her­ vorgeht, weist die Laser-Lichtquelle 61 ein optisches Linsensystem 69 vor der Stirnfläche einer optischen Faser 65 auf. Das optische Linsensystem 69 weist eine Konden­ sorlinse und eine halbzylindrische Linse auf. Laserlicht von der optischen Faser 65 wird durch die Kondensorlinse in dem optischen Linsensystem 69 konvergiert und dann durch die halbzylindrische Linse zu einem schlitzförmigen Lichtausfall gebündelt, so daß Licht nur in eine Richtung austritt. Die Formen des Lichtschlitzes, die von den La­ ser-Lichtquellen 61 erzeugt werden, sind verschieden. Das Laserlicht wird den Laser-Lichtquellen 61 durch die op­ tische Faser 65 von einem Laser-Lichterzeuger 64 zuge­ führt und beleuchtet die Oberfläche des vorüberziehenden Bogens 12. Das Laserlicht durchtritt den Bogen 12 und wird von dem Laserempfänger 62 empfangen. Ein Signal von dem Laserempfänger 62 wird einem Verarbeitungsschaltkreis 68 zugeführt. Ein Streifen 67 ist ein engbegrenzter Feh­ ler, der in Längsrichtung der Flußbewegung während des Herstellungsverfahrens des Papieres verläuft. Da erfin­ dungsgemäß der Bogen in einer Richtung senkrecht zur Herstellungsrichtung bewegt wird, durchläuft der Bogen 12 den Detektor 32, wobei die bisherige Längsausrichtung des Streifens nun eine Querausrichtung ist. Der Detektor 32 weist eine Mehrzahl von Laser-Lichtquellen 61 auf, die verschieden geformte Laserlichtschlitze aussenden, so daß der Detektor eine große Anzahl verschiedener Streifen erfassen kann (u.a. schmale Streifen, weite Streifen, scharf abgegrenzte Streifen, verlaufende Streifen und dgl.). Der Detektor verwendet einen schlitzförmigen La­ serstrahl als Beleuchtungslicht und der Laserlichtemp­ fänger 62 ist ein monolythisches fotoelektrisches Ele­ ment. Der Detektor 32 kann Streifen mit einer Breite von einigen 10 Mikron und aufwärts erkennen.

Mit dem Bezugszeichen 40 ist eine Schaltnockenvorrichtung bezeichnet, mittels der der Bogen 12, der von dem Greif­ element 28 an der Kette 26 gehalten und von diesem bewegt wird im Bedarfsfall einem weiteren beweglichen Greifele­ ment 42 an einer anderen Trägerkette 41 zugeführt werden kann. Ein Papierbogen 12, der zu dem Greifelement 42 übertragen worden ist wird in einem Bereich 36 für aus­ gemustertes fehlerhaftes Papier abgelegt. Das Bezugszei­ chen 43 bezeichnet eine weitere Schaltnockenvorrichtung, welche den Nagel 44 von dem Greifelement 28 öffnet, um den Bogen 12 in einem Bereich 38 für fehlerfreies Papier abzulegen, wo die einzelnen Bögen 12 aufgestapelt werden. Das Bezugszeichen 50 bezeichnet eine Hauptkontrolle, die Bezugszeichen 52 a und 52 b Kontrollen bzw. Steuerung für den fehlerfreien Papierstapel, das Bezugszeichen 54 eine Antriebssteuerung und das Bezugszeichen eine Detektor­ steuerung. Diese Kontrollen bzw. Steuerungen führen die Signalverarbeitung an den Detektoren 18, 22, 30 und 32 durch, setzen die Ausmusterungskriterien fest, verarbei­ ten die ankommenden Daten und unterscheiden zwischen fehlerfreien und fehlerhaften Bögen in Abhängigkeit der Zufuhrgeschwindigkeit der Bögen.

Die Arbeitsweise der bisher beschriebenen Vorrichtung wird nun erläutert. Art, Gewicht (g/m²) und Abmessung der zu selektierenden Bögen sowie ein Unterscheidungslevel hinsichtlich der Fehlerhaftigkeit der Bögen werden in die Vorrichtung eingegeben. Die Niveaus von Signalverarbei­ tungsschaltkreisen in den Fehlererkennungsvorrichtungen 18, 22, 30 und 32 werden automatisch als Antwort auf die eingegebenen Informationen gesetzt. Sodann werden die Bögen 12 von der Papierzufuhrvorrichtung 10 nacheinander zugeführt. Die Bögen 12 passieren den Schwinggreifer 13, die ersten und zweiten Inspektionstrommel 16 und 20 und werden von den Greifelementen 28 gehalten und von der Trägerkette 26 bewegt. Hierbei werden die Bögen 12 in einer Richtung im rechten Winkel zu der Fertigungsrich­ tung bei der Papierherstellung bewegt. Somit können Fal­ ten und Streifen, die entlang der Herstellungsrichtung des Papiers entstanden sind leichter erkannt werden. Ein Meßniveau hinsichtlich der Qualität der Bögen wird auto­ matisch beim Durchlaufen der ersten Bögen festgesetzt und danach wird die Fehlererkennung begonnen. Die bewegten Bögen 12 werden in fehlerhafte oder fehlerfreie Bögen auf der Grundlage der Signale der Detektoren 18, 22, 30 und 32 unterschieden. Die als fehlerhaft bewerteten Bögen werden von dem Greifelement 42 durch die Arbeitsweise der Schaltnockenvorrichtung 40 erfaßt und auf dem Ablagebe­ reich 36 für fehlerhaftes Papier abgelegt. Die als feh­ lerfrei beurteilten Bögen werden auf den Stapelbereich 38 durch die Arbeitsweise der Schaltnockenvorrichtung 43 aufgestapelt. Die Entscheidung dahingehend, ob der oder die Bögen fehlerhaft oder fehlerfrei sind wird dann ge­ troffen, wenn der Bogen 12 sämtliche Detektoren durch­ laufen hat. Weiterhin wird die Anzahl von fehlerfreien und fehlerhaften Bögen gezählt und eine Markierung wird zwischen die Bögen nach einer bestimmten Anzahl von Bögen in den Stapel eingefügt. Die gezählte Anzahl der Bögen wird von einem Computer verarbeitet, so daß das Verhält­ nis zwischen fehlerhaften und fehlerfreien Bögen sowie die Gesamtanzahl der Bögen für jeden Selektionslauf in Form eines Tages- oder Monatsreports gedruckt werden kann, so daß diese Daten als Qualitäts- und Produktions­ kontrolle verwendbar sind.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum automatischen Ausselektieren von in Bahnen oder Bögen vorliegendem Material, gekennzeichnet durch:
eine Zufuhrvorrichtung (10) zum aufeinanderfolgenden einzelnen Zuführen des aufgestapelten bogenförmigen Materials in einer Richtung senkrecht zu einer Bewe­ gungsrichtung während des Herstellungsvorganges des Materials;
eine Trägervorrichtung mit einer Mehrzahl von Greif­ elementen (28), welche wahlweise eine in Bewegungs­ richtung vorne liegende Kante (46) des von der Zu­ fuhrvorrichtung (10) zugeführten Materials greifen, wobei die Greifelemente (28) entlang einer festge­ legten Strecke bewegt werden, um das bogenförmige Material zu tragen;
eine optische Fehlererkennungsvorrichtung (14), wel­ che in dem Bewegungsweg des bogenförmigen Materials, welches von der Trägervorrichtung bewegt wird ange­ ordnet ist;
eine Mehrzahl von Schaltvorrichtungen (40, 43), wel­ che entlang des Bewegungsweges des bogenförmigen Ma­ terials, das von der Trägervorrichtung bewegt wird angeordnet ist und von denen jede wahlweise die Greifelemente (28) betätigt, so daß das bogenförmige Material nicht mehr gehalten wird; und
eine Steuervorrichtung, welche auf ein Signal von der Fehlererkennungsvorrichtung (14) anspricht und die Mehrzahl von Schaltelementen (40, 43) wahlweise be­ tätigt, so daß das bogenförmige Material aussortiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrvorrichtung (10) eine Palette aufweist, welche vertikal bewegbar ist und auf welcher das bo­ genförmige Material aufgestapelt ist, wobei ein Schwinggreifer (13) vorgesehen ist, um das bogenför­ mige Material zu einer nächsten Bearbeitungsstation zu führen und eine Fläche (11) vorgesehen ist, welche das von dem Stapel nacheinander abgezogene bogenför­ mige Material aufnimmt und das aufgenommene bogen­ förmige Material dem Schwinggreifer (13) in einem ausgerichteten Zustand zuführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägervorrichtung eine endlose Trägerkette (26) aufweist, an welcher die Greifelemente (28) an­ geordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifelemente (28) jeweils einen Nagel (44) und einen Nagelsitz (48) aufweisen, zwischen denen die in Bewegungsrichtung vorne liegende Kante (26) des bogenförmigen Materials einklemmbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererkennungsvorrichtung einen Streifen­ detektor (32), einen Faltendetektor (18) und eine Erkennungsvorrichtung (22, 30) für gewöhnliche Fehler aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltendetektor (18) eine Mehrzahl von Arten von Beleuchtungsquellen des Reflektionstyps auf­ weist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor für gewöhnliche Fehlerstellen einen Detektor des Reflektionstypes mit einer Floureszenz­ lampe und einem CCD-Element aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifendetektor vom Lichttransmissionstyp ist und einen schlitzförmigen Laserstrahl sowie ein monolythisches fotoelektrisches Element verwendet.