EP0976509B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Längsschneiden einer Materialbahn - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Längsschneiden einer Materialbahn Download PDF

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EP0976509B1
EP0976509B1 EP99112151A EP99112151A EP0976509B1 EP 0976509 B1 EP0976509 B1 EP 0976509B1 EP 99112151 A EP99112151 A EP 99112151A EP 99112151 A EP99112151 A EP 99112151A EP 0976509 B1 EP0976509 B1 EP 0976509B1
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EP
European Patent Office
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cutting edge
carrier
machine frame
distance
fixed
Prior art date
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EP99112151A
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English (en)
French (fr)
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EP0976509A3 (de
EP0976509A2 (de
Inventor
Robert Maier
Franz Reisinger
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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Publication of EP0976509A3 publication Critical patent/EP0976509A3/de
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Publication of EP0976509B1 publication Critical patent/EP0976509B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D7/2628—Means for adjusting the position of the cutting member
    • B26D7/2635—Means for adjusting the position of the cutting member for circular cutters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D2007/2657—Auxiliary carriages for moving the tool holders
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    • Y10T83/7809—Tool pair comprises rotatable tools
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    • Y10T83/929—Tool or tool with support
    • Y10T83/9457—Joint or connection
    • Y10T83/9464—For rotary tool
    • Y10T83/9469—Adjustable
    • Y10T83/9471—Rectilinearly

Definitions

  • the invention relates to a method for slitting a material web running in the direction of travel, in which at least one knife unit on a carrier in one Machine frame moved transversely to the direction of travel and the position of your cutting edge in the machine frame becomes.
  • the invention further relates to a device for longitudinal cutting of a machine running in the running direction Material web with at least one knife unit, which has a cutting edge and arranged on a carrier is in a machine frame across the Running direction is displaceable, and with a measuring device to determine the position of the cutting edge.
  • the invention is based on a paper web described as an example of a material web. she is but with all other material webs that are in the course their production in longitudinal strips of predetermined width must be cut, applicable. examples are Plastic or metal foils or cardboard sheets. In some cases, slitting also serves only for straightening one that runs parallel to the running direction Longitudinal edge. In this case, too Invention application.
  • Paper webs are often produced in widths that are too big for the later user.
  • Modern paper machines produce paper webs in widths of up to 10 m
  • Users such as printers, use paper webs up to a maximum of 3.8 m at present.
  • the desired width is even lower, namely in the range between 0.8 and 2 m. It is therefore necessary to close the paper web before winding Subdivide winding rolls into several partial webs.
  • This Longitudinal cutting is carried out with every cutting line a knife unit, usually in a "silhouette" works and by a circular top knife on one side of the paper web and one too circular, lower knife on the other side of the Paper web is formed, usually at least one of these knives is powered.
  • the touch plane forms between the upper knife and lower knife Cutting edge. The cutting edge usually falls with one end of the lower knife together.
  • the width of the partial paper webs desired by the user is given relatively precisely.
  • the tolerances are here in the range of ⁇ 0.25 mm.
  • the cutting edges of the knife unit be positioned with the appropriate accuracy can.
  • the positions of each Cutting edges can then be on this Read the measuring tape. If you put these positions into one programmable logic controller can be entered then move to other positions, for example when changing the cutting plan. This process will also called manual calibration.
  • DE 34 17 042 C2 shows a similar method in which on the one hand the position of the carrier in the machine frame determined, but also the position the cutting knife edge on the respective carrier.
  • the individual carriers determine this position sequentially passed sensors in the machine frame are stationary, with those leading past necessary time between a marking on the carrier and the cutting edge a statement about the distance of the Cutting edge allowed from this mark.
  • This approach has the advantage that one in operation permanently about the position of the beams in the machine frame can be informed.
  • the absolute position of the However, the cutting edge is still faulty. This results in on the one hand by the fact that this position is only relative can be determined. Second, changes, that occur during operation, for example through Wear, not detected.
  • the cutting knives of a knife unit usually have to be reground from time to time. After every Regrinding therefore requires recalibration. In addition, however, arise in the Operation wear and tear that is quite common in the Order of magnitude of the tolerance range.
  • GB 2 290 496 A describes a positioning device for Lower knife in slitting machines.
  • the lower knife are cup-shaped and on a lower knife shaft postponed. You can't go there any closer presented means are determined. After postponing is the position of the cutting edges of the bottom knife initially unknown. To determine the position, move a slide parallel to the lower knife shaft.
  • the carriage carries two optical lasers. Every laser has one Transmitter for a laser beam and a receiver for the reflected laser beam, the laser beams have a relatively small distance from each other, for example 0.1 mm or less. Accordingly, one can by combining the signals from the two lasers, whether the cutting edge is between the laser beams located or not.
  • US 4 607 552 shows a device for automatic Position of a variety of cutters.
  • the Cutting devices can be a material web W in the running direction divide.
  • a knife unit is placed on one Carrier moved transversely to the direction of travel.
  • click on each positioning module electrical control elements and magnetic reference points are provided on a first rail.
  • the system can determine whether the corresponding slide has moved far enough has been.
  • There is a wear detection switch on the carriage of the upper knife provided with a proximity switch, which is controlled by eddy currents, which in the Neighborhood of the upper knife is created around the upper knife to position relative to the lower knife.
  • the invention has for its object the determination to improve the position of the cutting edge.
  • This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning Art solved in that the position of the Cutting edge immediately on the carrier and the position the carrier is determined in the machine frame and the absolute position of the cutting edge in the machine frame by combining these two positions is formed.
  • At least the position of the cutting edge is preferred on the carrier by measuring a distance between the cutting edge and a beam-fixed first Fixed point determined. This approach is preferable because the distance of the cutting edge from the fixed point changes, for example when the Cutting edge due to regrinding of the lower knife relocated.
  • a particular advantage of the invention is that that both positions are determined permanently. So you can use a microprocessor in every program cycle can be read in with a control device is working. Can between individual import processes are quite short times, as is the case with microprocessor-controlled Machines is common. These times but are usually in areas smaller than 1 Second, so that they play no role in practice. By continuously monitoring the positions deviations of the cutting edge from the target position record quickly and compensate if necessary.
  • the object is achieved in a device of the type mentioned Kind solved in that the measuring device two Has transducers, of which a first transducer is arranged on the carrier and the distance the cutting edge to a fixed first fixed point determined, and a second transmitter the distance a second fixed fixed point from one in the machine frame stationary zero point determined.
  • the position of the carrier in the Machine frame can be determined by determining the Distance between a fixed fixed point and the Determine the zero point in the machine frame. Here too achieve high measuring accuracy. If you both Merging measured values results in an extremely precise Positioning. Since this position determination in Operating position and especially during operation Any errors that may occur can follow be quickly compensated.
  • the second transmitter preferably has a stationary one active and a movable passive part on. This means that the second transmitter does not require flexible Connections between the carrier and an evaluation device, which makes the operation easier and that Risk of measurement errors further reduced.
  • the active part is preferably designed as a measuring ruler.
  • a measuring ruler works with a placemark, i.e. the second fixed point, on the beam together.
  • the measuring ruler can be optically, acoustically, magnetically, work electromagnetically or capacitively. It allows determining the position with high accuracy.
  • the two fixed points preferably coincide. This facilitates the evaluation. You need for the calculation the absolute position of the cutting edge Offset more.
  • a comparator with the first is advantageous Sensor connected, which issues an error message, if the distance is below a predetermined value or exceeds. As above in connection with the The method has been explained, it can be used as a relative achieve simple error monitoring, whether the knife is undersized and therefore replaced must become.
  • Material web 3 for example a paper web
  • a carrier 4 which is also referred to as a "carriage" can be.
  • This carrier 4 is transverse on rails 5 slidable to the direction of travel 2. He can do this on Rollers 6 be stored.
  • a circular knife 7 On the carrier 4 there is a circular knife 7, the is driven by a motor 8.
  • the circular knife 7 is on one side, here the top, the Material web 3.
  • a counter knife 9 is arranged on the Circular knife 7 is employed.
  • the counter knife 9 lies under spring force with a relatively small overlap on the end face of the circular knife 7.
  • Circular knife 7 and counter knife 9 thus work together like scissors and create a cutting line 10, the location of which by the position of the cutting edge 11 of the circular knife 7 is defined.
  • the counter knife 9 of course does not hang freely in the Air. It is attached to a similar support, the but is not shown for reasons of clarity.
  • the carrier of the counter knife 9 can be reduced Accuracy can be positioned because of the counter knife 9 here with spring force on the circular knife 7 becomes.
  • the measuring device has a first transducer 12, the position the cutting edge 11 to a fixed point 13 on the carrier (in Fig. 2 shown as a line) determined. Further points the measuring device on a second transmitter, the from a fixed machine frame (of which only the Rails 5 are shown) mounted measuring ruler 14 and a placemark 15 firmly connected to the carrier consists.
  • the measuring ruler 14 is the active part of the second transmitter and the placemark 15 the passive Part. In the present case, the right edge is the placemark 9 the "measuring point".
  • Both position transducers work without contact, for example optical, acoustic, magnetic, electromagnetic or capacitive type and Wise.
  • the operation of the position detection is now to be described with reference to FIG. 2 are explained in more detail. Same parts are provided with the same reference numerals.
  • the web of material 3 is for the sake of clarity in FIG. 2 just as omitted as the carrier for the counter knife 9. Two knife units A, B are shown.
  • the first transducer 12 determines the knife unit A a distance II between the cutting edge 11 and the fixed point 13 (also equal to the right edge the placemark 15).
  • the second transmitter 14, 15 determines a distance I between a zero point 0 and the same fixed point 13. An addition of both distances then provides the removal of the cutting edge 11 to the zero point 0 and thus the exact position of the Cutting edge in the machine frame.
  • the individual distances I-IV are an evaluation device supplied, which is not shown.
  • the evaluation device can also have a comparator who checks whether the distances II, IV exceed a predetermined minimum value. If the Distances II or IV less than or equal to is this minimum value, then the comparator gives one Warning off. It can be used to ensure that a Circular knife 7 with undersize immediately recognized and displayed becomes.
  • the control device mentioned the absolute position of the cutting edge 11 on each Carrier 4 known.
  • the control device must then only ensure that the carrier 4 with its fixed point 13 the corresponding position opposite the measuring ruler Take 14. For this purpose, it can move the carriers 4 and that either via its own drive the carriers or via an external drive the carriers, as is known in itself.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Längsschneiden einer in Laufrichtung laufenden Materialbahn, bei dem mindestens eine Messereinheit auf einem Träger in einem Maschinengestell quer zur Laufrichtung verschoben und die Position ihrer Schneidkante im Maschinengestell ermittelt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Längsschneiden einer in Laufrichtung laufenden Materialbahn mit mindestens einer Messereinheit, die eine Schneidkante aufweist und auf einem Träger angeordnet ist, der in einem Maschinengestell quer zur Laufrichtung verschiebbar ist, und mit einer Meßeinrichtung zur Ermittlung der Position der Schneidkante.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für eine Materialbahn beschrieben. Sie ist aber bei allen anderen Materialbahnen, die im Verlauf ihrer Fertigung in Längsstreifen vorbestimmter Breite geschnitten werden müssen, anwendbar. Beispiele sind Folien aus Kunststoff oder Metall oder auch Kartonbahnen. In einigen Fällen dient das Längsschneiden auch nur zum Begradigen einer parallel zur Laufrichtung verlaufenden Längskante. Auch in diesem Fall findet die Erfindung Anwendung.
Papierbahnen werden vielfach in Breiten produziert, die für den späteren Anwender zu groß sind. Moderne Papiermaschinen erzeugen Papierbahnen in Breiten bis zu 10 m, Verwender, beispielsweise Druckereien, verwenden Papierbahnen bis derzeit maximal 3,8 m. In den meisten Fällen liegt die gewünschten Breite sogar noch niedriger, nämlich im Bereich zwischen 0,8 und 2 m. Es ist daher notwendig, die Papierbahn vor dem Aufwickeln zu Wickelrollen in mehrere Teilbahnen zu unterteilen. Dieses Längsschneiden erfolgt bei jeder Schnittlinie mit einer Messereinheit, die üblicherweise im "Scherenschnitt" arbeitet und durch ein kreisförmiges Obermesser auf einer Seite der Papierbahn und ein ebenfalls kreisförmiges, Untermesser auf der anderen Seite der Papierbahn gebildet wird, wobei in der Regel mindestens eines dieser Messer angetrieben ist. Die Berührungsebene zwischen Obermesser und Untermesser bildet die Schneidkante. Die Schneidkante fällt üblicherweise mit der einen Stirnseite des Untermessers zusammen.
Die vom Verwender gewünschte Breite der Papierteilbahnen ist relativ genau vorgegeben. Die Toleranzen liegen hierbei im Bereich ± 0,25 mm. Um diese Genauigkeit zu erreichen, müssen die Schneidkanten der Messereinheit mit der entsprechenden Genauigkeit positioniert werden können. Wenn die Messereinheit in die gewünschte Position verbracht worden ist, muß man normalerweise noch einmal nachmessen, ob auch die Schneidkante die gewünschte Position erreicht hat. Hierzu kann man beispielsweise ein Stahlmeßband verwenden, das von einer genau festgelegten Bezugsposition des Maschinengestells mit vorgegebener Kraft parallel zur Verschieberichtung der Träger eingespannt wird. Die Positionen der einzelnen Schneidkanten lassen sich anschließend an diesem Maßband ablesen. Wenn man diese Positionen dann in eine speicherprogrammierbare Steuerung eingibt, lassen sich nachfolgend weitere Positionen anfahren, beispielsweise bei Änderung des Schneidplanes. Dieser Vorgang wird auch als manuelle Kalibrierung bezeichnet.
Da eine derartige manuelle Kalibrierung relativ umständlich und zeitraubend ist, hat man in DE 34 07 258 A1 vorgeschlagen, nach der Positionierung der Träger und damit der Schneidkanten einen Meßwandler über die Arbeitsbreite zu verfahren. Der Meßwandler ermittelt die Schneidkantenpositionen relativ zu einem maschinenfesten Nullpunkt. Hierbei lassen sich die einzelnen Schneidkantenpositionen allerdings nur zeitlich nacheinander ermitteln. Eine fortlaufende Erfassung ist nicht möglich. Daher kostet die Ermittlung aller Positionen relativ viel Zeit und zwar um so mehr, je länger die Meßstrecke wird. Die Ermittlung der Schneidkantenpositionen ist relativ. Die Werte der Stellungen stehen nach Inbetriebnahme der Vorrichtung nicht sofort zur Verfügung.
DE 34 17 042 C2 zeigt ein ähnliches Verfahren, bei dem man einerseits die Position des Trägers im Maschinengestell ermittelt, andererseits aber auch die Position der Schneidmesserkante auf dem jeweiligen Träger. Zur Ermittlung dieser Position werden die einzelnen Träger nacheinander an Sensoren vorbeigeführt, die im Maschinengestell ortsfest sind, wobei die zum Vorbeiführen notwendige Zeit zwischen einer Markierung am Träger und der Schneidkante eine Aussage über den Abstand der Schneidkante von dieser Markierung erlaubt. Diese Vorgehensweise hat zwar den Vorteil, daß man im Betrieb permanent über die Position der Träger im Maschinengestell informiert sein kann. Die absolute Position der Schneidkante ist jedoch noch fehlerbehaftet. Dies ergibt sich zum einen dadurch, daß diese Position nur relativ ermittelt werden kann. Zum anderen können Änderungen, die im Betrieb auftreten, beispielsweise durch Verschleiß, nicht erfaßt werden.
Die Schneidmesser einer Messereinheit müssen üblicherweise von Zeit zu Zeit nachgeschliffen werden. Nach jedem Nachschleifen ist demnach eine Neukalibrierung erforderlich. Darüber hinaus ergeben sich aber auch im Betrieb Abnutzungserscheinungen, die durchaus in die Größenordnung des Toleranzbereichs fallen.
GB 2 290 496 A beschreibt eine Positioniereinrichtung für Untermesser bei Längsschneidemaschinen. Die Untermesser sind hierbei becherförmig ausgebildet und auf eine Untermesserwelle aufgeschoben. Sie können dort mit nicht näher dargestellten Mitteln festgelegt werden. Nach dem Aufschieben ist die Position der Schneidkanten der Untermesser zunächst unbekannt. Um die Position zu ermitteln, wird ein Schlitten parallel zur Untermesserwelle verfahren. Der Schlitten trägt zwei optische Laser. Jeder Laser weist einen Sender für einen Laserstrahl und einen Empfänger für den reflektierten Laserstrahl auf, wobei die Laserstrahlen einen relativ geringen Abstand zueinander haben, beispielsweise 0,1 mm oder weniger. Dementsprechend kann man durch die Kombination der Signale der beiden Laser feststellen, ob sich die Schneidkante zwischen den Laserstrahlen befindet oder nicht.
US 4 607 552 zeigt eine Vorrichtung zum automatischen der Position einer Vielzahl von Schneideinrichtungen. Mit den Schneideinrichtungen kann man eine Materialbahn W in Laufrichtung unterteilen. Eine Messereinheit wird auf einen Träger quer zur Laufrichtung verschoben. Hierzu sind auf jedem Positioniermodul elektrische Steuerungselemente und magnetische Referenzpunkte auf einer ersten Schiene vorgesehen. Anhand der Referenzpunkte kann das System feststellen, ob der entsprechende Schlitten weit genug verfahren worden ist. Auf dem Schlitten der Obermesser ist ein Verschleißerfassungsschalter mit einem Näherungsschalter vorgesehen, der durch Wirbelströme gesteuert wird, der in der Nachbarschaft des Obermessers erzeugt wird, um das Obermesser relativ zum Untermesser zu positionieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ermittlung der Position der Schneidkante zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Position der Schneidkante unmittelbar auf dem Träger und die Position des Trägers im Maschinengestell ermittelt wird und die absolute Position der Schneidkante im Maschinengestell durch Kombination dieser beiden Positionsangaben gebildet wird.
Bei dieser Vorgehensweise entfällt eine Relativmessung der Schneidkante und einer Bezugsposition zu Punkten im Maschinengestell. Die Position der Schneidkante auf dem Träger wird vielmehr unmittelbar und damit mit einer höheren Genauigkeit ermittelt. Damit kann man auch im Betrieb Informationen über die Position der Schneidkante gewinnen, ohne daß es erforderlich ist, während einer Betriebsunterbrechung die Träger an Sensoren vorbei zufahren und sie danach erneut zu positionieren. Da bei jeder Neupositionierung das Risiko eines Fehlers besteht, wird auf diese Weise das Fehlerrisiko vermindert.
Vorzugsweise wird zumindest die Position der Schneidkante auf dem Träger durch Messen einer Entfernung zwischen der Schneidkante und einem trägerfesten ersten Fixpunkt ermittelt. Diese Vorgehensweise ist zu bevorzugen, weil sich die Entfernung der Schneidkante von dem Fixpunkt ändert, beispielsweise dann, wenn sich die Schneidkante aufgrund eines Nachschleifens des Untermessers verlagert.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß überwacht wird, ob die Entfernung ein vorbestimmtes Mindestmaß über- oder ein vorbestimmtes Maximalmaß unterschreitet und in diesem Fall eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Die Frage, ob man ein Mindestmaß oder ein Maximalmaß überwacht, entscheidet sich danach, von welcher Seite aus man die Entfernung zur Messerkante hin mißt. Wenn man von der "Rückseite" des Messers mißt, dann wird man ein Mindestmaß überwachen. Wenn das Messer zu sehr abgeschliffen worden ist, ist es nicht mehr brauchbar, weil es Untermaß aufweist. Wenn man hingegen von der anderen Seite her mißt, dann nimmt die Entfernung der Schneidkante mit zunehmendem Abschleifen zu, so daß nach einer gewissen Anzahl von Abschleifvorgängen ebenfalls kein brauchbares Messer mehr vorliegt. Das gleiche gilt natürlich auch im Betrieb, wenn sich Abnutzungserscheinungen ergeben. Dies kann durch die Überwachung sofort angezeigt werden.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß beide Positionen permanent ermittelt werden. Sie können also in jedem Programmzyklus eines Mikroprozessors eingelesen werden, mit dem eine steuereinrichtung arbeitet. Zwischen einzelnen Einlesevorgängen können durchaus kurze Zeiten liegen, wie dies bei mikroprozessorgesteuerten Maschinen üblich ist. Diese Zeiten liegen aber normalerweise in Bereichen kleiner als 1 Sekunde, so daß sie in der Praxis keine Rolle spielen. Durch eine fortlaufende Überwachung der Positionen lassen sich Abweichungen der Schneidkante von der Sollposition schnell erfassen und gegebenenfalls ausgleichen.
Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Meßeinrichtung zwei Meßwertgeber aufweist, von denen ein erster Meßwertgeber auf dem Träger angeordnet ist und die Entfernung der Schneidkante zu einem trägerfesten ersten Fixpunkt ermittelt, und ein zweiter Meßwertgeber die Entfernung eines zweiten trägerfesten Fixpunkts von einem im Maschinengestell ortsfesten Nullpunkt ermittelt.
Durch die Verwendung eines trägerfesten Meßwertgebers wird es ermöglicht, die Position der Schneidkante auf dem Träger unmittelbar zu ermitteln, so daß das Risiko eines Fehlers hier relativ klein bleibt. Die Meßgenauigkeit kann erhöht werden. Die Position des Trägers im Maschinengestell läßt sich durch die Ermittlung der Entfernung zwischen einem trägerfesten Fixpunkt und dem Nullpunkt im Maschinegestell ermitteln. Auch hier läßt sich eine hohe Meßgenauigkeit erzielen. Wenn man beide Meßwerte zusammenführt, ergibt sich eine äußerst genaue Positionsbestimmung. Da diese Positionsbestimmung in Betriebsposition und vor allem auch während des Betriebs folgen kann, können etwa auftretende Fehler sehr schnell ausgeglichen werden.
Vorzugsweise weist der zweite Meßwertgeber einen stationären aktiven und einen beweglichen passiven Teil auf. Damit benötigt der zweite Meßwertgeber keine flexiblen Verbindungen zwischen dem Träger und einer Auswerteeinrichtung, was den Betrieb erleichtert und das Risiko von Meßfehlern weiter absenkt.
Vorzugsweise ist der aktive Teil als Meßlineal ausgebildet. Ein derartiges Meßlineal wirkt mit einer Ortsmarke, d.h. dem zweiten Fixpunkt, auf dem Träger zusammen. Das Meßlineal kann optisch, akustisch, magnetisch, elektromagnetisch oder kapazitiv arbeiten. Es gestattet die Ermittlung der Position mit einer hohen Genauigkeit.
Vorzugsweise fallen die beiden Fixpunkte zusammen. Dies erleichtert die Auswertung. Man benötigt bei der Berechnung der absoluten Position der Schneidkante keinen Offset mehr.
Vorteilhafterweise ist ein Vergleicher mit dem ersten Meßwertgeber verbunden, der eine Fehlermeldung ausgibt, wenn die Entfernung einen vorbestimmten Wert unteroder überschreitet. Wie oben im Zusammenhang mit der Verfahren erläutert wurde, kann man hiermit eine relativ einfache Fehlerüberwachung dahingehend erreichen, ob das Messer ein Untermaß aufweist und somit ausgewechselt werden muß.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1
eine perspektivische Ansicht einer schematischen Anordnung einer Schneideinrichtung mit einer Messereinheit und
Fig. 2
eine Seitenansicht einer Schneideinrichtung mit zwei Messereinheiten.
Eine schematisch dargestellte Längsschneidvorrichtung 1 zum Schneiden einer in einer Laufrichtung 2 laufenden Materialbahn 3, beispielsweise einer Papierbahn, weist einen Träger 4 auf, der auch als "Schlitten" bezeichnet werden kann. Dieser Träger 4 ist auf Schienen 5 quer zur Laufrichtung 2 verschiebbar. Er kann hierzu auf Rollen 6 gelagert sein. Einrichtungen, um den Träger 4 nach dem Verschieben zu fixieren, beispielsweise eine Klemmeinrichtung, sind vorhanden, aus Gründen der Übersicht aber nicht dargestellt.
An dem Träger 4 befindet sich ein Kreismesser 7, das von einem Motor 8 angetrieben ist. Das Kreismesser 7 befindet sich auf einer Seite, hier der Oberseite, der Materialbahn 3. Auf der anderen Seite, d.h. der Unterseite, ist ein Gegenmesser 9 angeordnet, das an das Kreismesser 7 angestellt wird. Das Gegenmesser 9 liegt unter Federkraft mit einer relativ kleinen Überdeckung an der Stirnseite des Kreismessers 7 an. Kreismesser 7 und Gegenmesser 9 wirken also nach Art einer Schere zusammen und erzeugen eine Schnittlinie 10, deren Lage durch die Position der Schneidkante 11 des Kreismessers 7 definiert ist.
Das Gegenmesser 9 hängt natürlich nicht frei in der Luft. Es ist an einem ähnlichen Träger befestigt, der aber aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt ist. Der Träger des Gegenmessers 9 kann mit einer verminderten Genauigkeit positioniert werden, weil das Gegenmesser 9 hier mit Federkraft an das Kreismesser 7 angestellt wird.
Da die Lage der Schnittlinie 10 mit einer relativ großen Genauigkeit von ± 0,25 mm eingehalten werden muß, muß das Kreismesser 7, genauer gesagt seine Schneidkante 11, mit genau der gleichen Genauigkeit positioniert werden können. Um die Positionierung zu überwachen, ist eine Meßeinrichtung vorgesehen. Die Meßeinrichtung weist einen ersten Meßwertgeber 12 auf, der die Lage der Schneidkante 11 zu einem Fixpunkt 13 am Träger (in Fig. 2 als Linie dargestellt) ermittelt. Ferner weist die Meßeinrichtung einen zweiten Meßwertgeber auf, der aus einem festen Maschinengestell (von dem nur die Schienen 5 dargestellt sind) gelagerten Meßlineal 14 und einer mit dem Träger fest verbundenen Ortsmarke 15 besteht. Das Meßlineal 14 ist hierbei der aktive Teil des zweiten Meßwertgebers und die Ortsmarke 15 der passive Teil. Im vorliegenden Fall ist die rechte Kante der Ortsmarke 9 der "Meßpunkt". Man kann Meßlineal 14 und Ortsmarke 15 auch als Stellungswandler bezeichnen. Das gleiche gilt für den Meßwertgeber 12 und die Schneidkante 11. Beide Stellungswandler arbeiten berührungslos, beispielsweise auf optische, akustische, magnetische, elektromagnetische oder kapazitive Art und Weise.
Anhand von Fig. 2 soll nun die Funktionsweise der Positionserfassung näher erläutert werden. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Materialbahn 3 ist aus Gründen der Übersicht in Fig. 2 genauso weggelassen wie der Träger für das Gegenmesser 9. Dargestellt sind zwei Messereinheiten A, B.
Der erste Meßwertgeber 12 ermittelt bei der Messereinheit A eine Entfernung II zwischen der Schneidkante 11 und dem Fixpunkt 13 (ebenfalls gleich der rechten Kante der Ortsmarke 15). Der zweite Meßwertgeber 14, 15 ermittelt eine Entfernung I zwischen einem Nullpunkt 0 und dem gleichen Fixpunkt 13. Eine Addition beider Entfernungen liefert dann die Entfernung der Schneidkante 11 zum Nullpunkt 0 und damit die genaue Position der Schneidkante im Maschinengestell.
Zur Verdeutlichung eines Unterschiedes wurde eine weiter rechts angeordnete, identisch aufgebaute Messereinheit B mit einem weniger stark abgenutzten Kreismesser 7' dargestellt. Der Meßwertgeber 12 kann nun eine Entfernung IV zwischen der Schneidkante 11 und dem Fixpunkt 13 ermitteln. Der zweite Meßwertgeber 14, 15 ermittelt eine Entfernung III zwischen dem Nullpunkt 0 und dem Fixpunkt 13. Daraus kann man die absolute Entfernung der Schneidkante 11 des Kreismessers 7' vom Nullpunkt 0 ermitteln.
In beiden Fällen wird vorausgesetzt, daß der Fixpunkt 13 für den ersten Meßwertgeber 12 und für den zweiten Meßwertgeber 14, 15 identisch ist. Dies ist aber nicht zwingend. Man kann auch zwei unterschiedliche Fixpunkte verwenden. Der Abstand zwischen den beiden Fixpunkten muß dann in die Berechnung einfließen.
Die einzelnen Entfernungen I-IV werden einer Auswerteeinrichtung zugeführt, die nicht näher dargestellt ist. Die Auswerteeinrichtung kann auch noch einen Komparator aufweisen, der überprüft, ob die Entfernungen II, IV einen vorbestimmten Mindestwert übersteigen. Wenn die Entfernungen II bzw. IV kleiner als oder gleich wie dieser Minimalwert ist, dann gibt der Vergleicher eine Warnung aus. Man kann damit sicherstellen, daß ein Kreismesser 7 mit Untermaß sofort erkannt und angezeigt wird.
Wenn eine Neupositionierung der Kreismesser 7, 7' erforderlich ist, dann ist der erwähnten Steuereinrichtung die absolute Position der Schneidkante 11 auf jedem Träger 4 bekannt. Die Steuereinrichtung muß dann lediglich dafür sorgen, daß die Träger 4 mit ihrem Fixpunkt 13 die entsprechende Position gegenüber dem Meßlinieal 14 einnehmen. Hierzu kann sie die Träger 4 bewegen und zwar wahlweise über einen eigenen Antrieb an den Trägern oder über einen externen Antrieb der Träger, wie dies an sich bekannt ist.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Längsschneiden einer in Laufrichtung (21) laufenden Materialbahn (3), bei dem mindestens eine Messereinheit auf einem Träger (4) in einem Maschinengestell (5) quer zur Laufrichtung verschoben und die Position ihrer Schneidkante (11) im Maschinengestell (5) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Schneidkante (11) unmittelbar auf dem Träger (4) und die Position des Trägers (4) im Maschinengestell ermittelt wird und die absolute Position der Schneidkante (11) im Maschinengestell durch Kombination dieser beiden Positionsangaben gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Position der Schneidkante (11) auf dem Träger (4) durch Messen einer Entfernung (II, IV) zwischen der Schneidkante (11) und einem trägerfesten ersten Fixpunkt (13) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß überwacht wird, ob die Entfernung (II, IV) ein vorbestimmtes Mindestmaß über- oder ein vorbestimmtes Maximalmaß unterschreitet, und in diesem Fall eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Positionen permanent ermittelt werden.
  5. Vorrichtung zum Längsschneiden einer in Laufrichtung (21) laufenden Materialbahn (3) mit mindestens einer Messereinheit, die eine Schneidkante (11) aufweist und auf einem Träger (4) angeordnet ist, der in einem Maschinengestell (5) quer zur Laufrichtung (21) verschiebbar ist, und mit einer Meßeinrichtung zur Ermittlung der Position der Schneidkante (11) , dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zwei Meßwertgeber aufweist, von denen ein erster Meßwertgeber (12) auf dem Träger (4) angeordnet ist und die Entfernung (II, IV) der Schneidkante (11) zu einem trägerfesten ersten Fixpunkt (13) ermittelt, und ein zweiter Meßwertgeber (14, 15) die Entfernung (I, II) eines zweiten trägerfesten Fixpunkts von einem im Maschinengestell (5) ortsfesten Nullpunkt (O) ermittelt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßwertgeber (14, 15) einen stationären aktiven und einen beweglichen passiven Teil aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Teil als Meßlineal (14) ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fixpunkte (13) zusammenfallen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleicher mit dem ersten Meßwertgeber (12) verbunden ist, der eine Fehlermeldung ausgibt, wenn die Entfernung (II, IV) einen vorbestimmten Wert unter- oder überschreitet.
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