EP2826740A1 - Anlage und Verfahren zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material - Google Patents

Anlage und Verfahren zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material Download PDF

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EP2826740A1
EP2826740A1 EP14176175.9A EP14176175A EP2826740A1 EP 2826740 A1 EP2826740 A1 EP 2826740A1 EP 14176175 A EP14176175 A EP 14176175A EP 2826740 A1 EP2826740 A1 EP 2826740A1
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EP
European Patent Office
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rolls
detection system
cutting
web
group
Prior art date
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EP14176175.9A
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French (fr)
Inventor
Jesus López Marín
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PSA Technology Sarl
Original Assignee
PSA Technology Sarl
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Publication date
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    • B65H26/02—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms responsive to presence of irregularities in running webs
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    • B65H2701/10—Handled articles or webs
    • B65H2701/17—Nature of material
    • B65H2701/177—Fibrous or compressible material

Definitions

  • the invention relates to a system for producing rolls of sheet material with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method according to claim 10.
  • the sheet-like material is, for example, a textile composite or a nonwoven material.
  • Nonwoven material has many uses, for example in the field of hygiene and medicine, but also in technical fields. New properties and application areas are opened up daily.
  • the production of the sheet-like materials can be effected by means of various, already known production methods.
  • the mother rolls are unwound again and the web-shaped material is guided through a longitudinal cutting device.
  • the longitudinal cutting device is usually adjustable in order to set a desired width of the strips can.
  • the individual strips are then wound in parallel on individual rolls in rewinders. From a parent role so several individual roles are generated, the diameter and axial length depends on the desired application.
  • the packaging group Before the rolls are ready for transport, they are packed in a packing group. They are wrapped, for example, as protection against external influences with a film.
  • the packaging group can have a manipulator for handling the rolls and a rewinder with which the rolls are wrapped with a packaging film or a packaging paper.
  • the manufacturing group, the cutting and unwinding group and the packaging group are independent units of the plant, between which the parent rolls or individual rolls are transported by means of conveyors.
  • the conveyors have for example one or more trolleys, in each of which a roll can be picked up and transported between the groups.
  • the higher-level controller comprises, for example, a database and a network connection and communicates with subordinate controllers which are assigned to the respective group.
  • the controls can be designed, for example, in the form of a computer. In this case, the higher-level control integral part of the overall system for Making rolls of sheet material. It is also possible to connect or integrate with a software-based resource planning and management system (Enterprise Resource Planning System) of the role-producing company.
  • Enterprise Resource Planning System Enterprise Resource Planning System
  • a corresponding system is for example off EP 2 041 010 A1 known.
  • the higher-level control will be given the appropriate process parameters by the individual groups. Based on these process parameters, the production can be monitored relatively well. Furthermore, the higher-level control can thus be used to optimize the process.
  • the invention is based on the object of specifying a system or a method for producing rolls of sheet material, whereby a high quality of the material wound on the rolls material is ensured. In particular, defects should be reliably detected.
  • the invention provides that the system is an optical error detection system has, are recognizable with the defects in the web-shaped material.
  • optical defect detection system With the aid of the optical defect detection system it is possible to reliably detect defects in the sheet-like material which differ from the defect-free material, for example due to changes in thickness, discoloration, contamination, particles of foreign bodies or simply different refractive indices.
  • the process reliability can be increased and ensure a high quality of the wound on the rolls material.
  • An optical fault detection system enables non-contact monitoring and simultaneously high processing speeds. For example, the web-shaped material is moved at a speed of 1000 meters per minute and faster.
  • the optical error detection system then no load of the material. Rather, the non-contact monitoring allows a frictionless and error-free, wear-free operation.
  • the system according to the invention can be incorporated, for example, in a high-bay warehouse or other logistics system.
  • the optical error detection system can be arranged in the production group in front of a winding device. As a result, an error detection in the manufacturing group is possible, the error detection is carried out before winding on the mother roll. It can thus be ensured that the errors in the material are identified and further, in particular automatic measures are initiated, which may be influenced by an operator.
  • the optical defect detection system may also be disposed in the cutting and winding group between a decoiler and a slitter. The error detection then takes place after the unwinding of the mother roll, before the material is cut into longitudinal strips.
  • optical defect detection system is placed in the cutting and winding group between the slitter and rewinders.
  • optical error detection system is divided, to be able to detect separately the individual strips produced in the longitudinal cutting device.
  • the optical error detection system preferably has at least one camera and at least one illumination device.
  • the illumination device can generate light in the visible or non-visible region, for example infrared radiation.
  • the camera is then tuned to the radiation emitted by the illumination device so that the defects can be reliably detected.
  • the optical defect detection system may also include a camera disposed in the packaging group.
  • a camera disposed in the packaging group.
  • a roller mirror of the role can be detected.
  • verification of an applied label is possible, e.g. in one embodiment as a barcode reader.
  • An optical error detection can thus be provided at different points of the system, with a monitoring at several positions is possible.
  • the optical error detection system advantageously has an evaluation device, which includes image processing and error detection and optionally an error classification.
  • an evaluation is possible almost in real time, for example, the burden of the higher-level control is kept low. It is not only possible to detect at all, whether there are defects, but also to determine immediately which type of error it is. For example, holes and irregularities can be identified as such, but also trapped foreign objects such as insects or smaller objects can be detected. In addition, a texture, so a surface finish of the material, as well as prints are monitored and thus ensure the uniformity of the material. Even with printed nonwovens can thus be a quality control. The type of defect can then be detected and output in a corresponding error message.
  • a data connection is formed between the optical error detection system and the higher-level control.
  • Error messages can then be sent directly from the optical fault detection system to the parent Be passed control that can take appropriate action.
  • the higher-level control can then identify individual rolls or regions of the sheet-like material as scrap or even interrupt the plant operation.
  • the error messages can then be saved in a log.
  • the optical error detection system in a preferred embodiment, at least two cameras, each detecting a portion of the width of the web-shaped material.
  • the cameras can also capture a slightly overlapping area to ensure that the entire width of the web is monitored.
  • the cameras can detect the passing materials, for example, line by line and thus allow relatively high transport speeds of the material of 1000 m / min and above.
  • the illumination device is arranged on a same side of the sheet material as the camera.
  • the illumination device may for example be directed obliquely or perpendicularly to a surface of the material.
  • the camera then captures the reflected light. This is particularly suitable for materials with high optical density.
  • the illumination device is arranged on a side of the sheet-like material facing away from the camera.
  • the camera is located above the illumination device.
  • the illumination device then provides, as it were, a fluoroscopy of the material passed by. For materials with low optical density or high transparency so malpositions can be well recognized.
  • a sensitivity of the optical error detection system and / or a maximum size of tolerable defects is adjustable. Depending on the required application of the material produced then more or fewer defects can be allowed. With lower demands on the quality of the material wound on the rolls of the rejects can be kept low, at the same time with the same system also a high quality can be achieved.
  • the invention provides that the web-like material is scanned web width with an optical error detection system and an error message is output when detecting a fault.
  • the error detection system may have one or more cameras to detect the material over its entire width. A linear detection is sufficient. Errors that are usually identified by a change in the optical properties can thus be reliably detected. By issuing an error message, a corresponding reaction can take place. The error message is passed, for example, to the higher-level controller, which then automatically initiates further actions, such as issuing an alarm, observing the system or only marking individual roles or areas of the material as faulty. Furthermore, logging of the error messages can take place.
  • a dispenser can be moved laterally to cause damage to damaged parts of the material as little as possible economic damage.
  • damaged rolls can also be removed before packaging in the packaging process.
  • a sensitivity and a maximum size of tolerable defects are preferably specified.
  • FIG. 1 schematically a typical layout of a plant for producing rolls of web-shaped material is shown.
  • the plant 1 has a production group 2, a cutting and winding group 3 and a packaging group 4.
  • the system 1 has a higher-level control 5, with which the individual process steps can be monitored and controlled.
  • Data connections 6, 7, 8 between the controller 5 and the production group 2, the cutting and winding group 3 and the packaging group 4 are shown schematically.
  • the starting materials combined in the production group 2 into a sheet-like material, which for example represent a nonwoven, are wound up as a sheet-like material 9 in a winder 10 onto a mother roll.
  • the mother roll wraps the web-like material along the way.
  • the mother roll is transported to the cutting and winding group 3 after cutting the web-like material and wound a new mother roll in the winder 10.
  • the mother roll is unwound in an unwinder 11.
  • the web-shaped material 9 is then passed through a longitudinal cutting device 12 and cut into longitudinal strips.
  • the number of longitudinal strips and roll diameter depends on the intended use.
  • the web-shaped material is wound into a number of strips corresponding number of rollers.
  • the individual rolls are then transported by the cutting and winding group 3 to the packaging group 4.
  • the longitudinal cutting device 12 has longitudinal cutting devices movable in the cross-machine direction.
  • the individual roles are detected with a manipulator 14 and placed vertically. Subsequently, they are transported via a conveyor system 15 to at least one rewinder 16 and wrapped there, for example, with a protective film. Via a conveyor 17, the wrapped rollers then pass into an output in direction 18, for example to a labeling position or to an output. In the labeling position, the finished rolls can be closed with a label.
  • a label may also be previously provided on the roll core in addition to a label outside the roll.
  • Each roll is marked and identified with a label before the roll is wrapped in a film with a foil. On the film then one or more labels is applied with which the container can be identified by roles. Then the wrapped roll is placed on a pallet and wrapped again together with the pallet in a foil. For easier readability, these can also be provided with barcodes of various types. The wrapped and labeled rolls can then be transported to their destination.
  • the system 1 may have other elements, such as a warehouse for empty parent rolls and for wound parent rolls or an intermediate storage for the finished wound single roles between the cutting and winding group 3 and the packaging group 4.
  • the individual groups may include other equipment components.
  • An optical error detection system 19 is arranged in this embodiment in front of the winder 10 in the manufacturing group 2. With the aid of the optical defect detection system 19, the sheet-like material is scanned strip-shaped over the entire width. Defects that are characterized by a change in the optical properties of the sheet material can be detected by the optical error detection system 19. In the error detection system 19, not only the detection, but also a processing and an error detection and error classification. If errors are detected, they will be sent over a data line 24 transmitted to the higher-level controller 5. The higher-level controller 5 then initiates corresponding actions.
  • Fig. 2 shows the plant layout Fig. 1
  • the optical defect detection system 19 is not arranged in the manufacturing group 2, but in the cutting and winding group 3.
  • the optical error detection system between unwinder 11 and longitudinal cutting device 12 is positioned. This represents a particularly preferred variant, since errors that have arisen during the first winding up can thus be detected. In this case, an assignment of the error to the subsequently cut longitudinal paths or the individual roles is possible
  • FIG. 2 shows a schematic side view of the optical defect detection system 19.
  • the optical defect detection system 19 comprises a camera 20 and a lighting device 21.
  • the lighting device 21 is arranged on another side of the sheet material 9 than the camera 20.
  • the camera 20 is located above and the lighting device 21 below the sheet material 9 the sheet-like material 9 is transilluminated, which should have a corresponding optical transparency. Deviations of the optical properties caused by flaws can thus be reliably detected by the camera 20.
  • a plurality of cameras 20 can be arranged next to each other in order to achieve a scan of the entire width of the web-shaped material.
  • the scanned strips which may be e.g. to act on lines, even slightly overlap.
  • FIG. 4 shows an alternative arrangement of the illumination device 21. This is arranged on the same side of the sheet material 9 as the camera 20. In this case, the light emitted by the illumination device and reflected by the web-shaped material 9 light is detected by the camera 20. Changes in the optical properties of the sheet material caused by imperfections are then reliably detected by the camera 20. This arrangement is particularly suitable for web-like materials with a low optical transmission.
  • FIGS. 3 and 4 is exemplified that the sheet material is guided over guide rollers 22, 23.
  • the web-like material can be guided over an optically transparent plate and supported by this.
  • the optical defect detection system 19 may be arranged not only in front of the winder 10 in the manufacturing group 2 but also in the cutting and winding group 3. There are again different positioning possibilities, for example before or after the longitudinal cutting device 12.
  • the system according to the invention enables non-contact monitoring of the quality of the web-shaped material produced and thus a consistently high quality of the individual rollers.
  • An optical fault detection system works very reliably and virtually maintenance-free. In particular, there is no impairment of the web-shaped material itself.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material (9), insbesondere aus einem Textilverbundstoff. Die Anlage (1) umfasst: - einer Herstellungsgruppe (2), in der ein Ausgangsmaterial in einem Herstellungsprozess in bahnförmige Form bringbar und auf Mutterrollen aufwickelbar ist, - einer Schneide- und Aufwickelgruppe (3), in der in einem Schneide- und Wickelprozess aus den Mutterrollen einzelne Rollen mit geringerer Breite erzeugbar sind, - einer Verpackungsgruppe (4), in der in einem Verpackungsprozess die Rollen verpackbar sind, und - einer übergeordneten Steuerung (5), mit der der Herstellungsprozess, der Schneide- und Wickelprozess und der Verpackungsprozess zentral steuerbar sind. Um eine gleichbleibend hohe Qualität der Rollen sicherstellen zu können, weist die Anlage (1) sie ein optisches Fehlererkennungssystem (19) auf, mit dem Fehler im bahnförmigen Material erkennbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 10.
  • Bei dem bahnförmigen Material handelt es sich beispielsweise um einen Textilverbundstoff beziehungsweise ein Vliesmaterial. Vliesmaterial findet vielfältig Anwendung, beispielsweise im Bereich der Hygiene und der Medizin, aber auch in technischen Gebieten. Dabei werden täglich neue Eigenschaften und Anwendungsgebiete erschlossen.
  • Die Herstellung der bahnförmigen Materialien, also insbesondere der Vliese, kann mittels verschiedener, bereits bekannter Herstellungsverfahren erfolgen.
  • Nach Herstellen des Verbundes der Fasern, also der Ausbildung als durchgehendes, bahnförmiges Material, wird dieses auf eine Mutterrolle aufgewickelt. Die Mutterrollen haben dann eine relativ große axiale Länge und werden bis auf einen großen Durchmesser gewickelt. Dementsprechend sind diese zum Weitertransport nur bedingt geeignet.
  • In einem an den eigentlichen Herstellungsprozess anschließenden Schneide- und Wickelprozess in einer der Herstellgruppe benachbarten Schneide- und Aufwickelgruppe werden daher die Mutterrollen wieder abgewickelt und das bahnförmige Material durch eine Längsschneideeinrichtung geführt. In der Längsschneideeinrichtung werden aus dem bahnförmigen Material Streifen mit verringerter Breite erzeugt. Dabei ist die Längsschneideeinrichtung in der Regel verstellbar, um eine gewünschte Breite der Streifen einstellen zu können. In der Schneide- und Aufwickelgruppe werden dann die einzelnen Streifen in Aufwicklern auf einzelne Rollen parallel aufgewickelt. Aus einer Mutterrolle werden so mehrere Einzelrollen erzeugt, deren Durchmesser und axiale Länge vom gewünschten Einsatzzweck abhängt.
  • Bevor die Rollen transportfertig sind, werden sie in einer Verpackungsgruppe verpackt. Dabei werden sie beispielsweise als Schutz vor äußeren Einflüssen mit einer Folie umhüllt. Die Verpackungsgruppe kann dafür beispielsweise einen Manipulator zum Handhaben der Rollen und einen Umwickler aufweisen, mit dem die Rollen mit einer Verpackungsfolie oder einem Verpackungspapier umwickelt werden.
  • Die Herstellungsgruppe, die Schneide- und Abwickelgruppe sowie die Verpackungsgruppe sind an sich selbstständige Einheiten der Anlage, zwischen denen die Mutterrollen beziehungsweise einzelne Rollen mittels Fördereinrichtungen transportiert werden. Die Fördereinrichtungen weisen dafür beispielsweise einen oder mehrere Förderwagen auf, in denen jeweils eine Rolle aufgenommen und zwischen den Gruppen transportiert werden kann.
  • Zur Optimierung des Gesamtprozesses, der mit der Herstellung des bahnförmigen Material beginnt und mit der Verpackung der fertigen, einzelnen Rollen endet, ist eine übergeordnete Steuerung vorgesehen. Mit der Steuerung können die einzelnen Prozesse zentral gesteuert und gegebenenfalls überwacht werden. Die übergeordnete Steuerung umfasst beispielsweise eine Datenbank sowie eine Netzwerkverbindung und kommuniziert mit untergeordneten Steuerungen, die der jeweiligen Gruppe zugeordnet sind. Die Steuerungen können dabei beispielsweise in Form eines Computers ausgebildet sein. Dabei kann die übergeordnete Steuerung integraler Bestandteil der Gesamtanlage zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material sein. Auch eine Verbindung oder Integration mit einem Software basierten System zur Ressourcenplanung und -verwaltung (Enterprise Resource Planning System=ERP-System) des Rollen herstellenden Unternehmens ist möglich.
  • Dementsprechend kann das Herstellen der Rollen aus bahnförmigem Material, insbesondere aus einem Textilverbundstoff beziehungsweise aus einem Vlies, voll automatisiert erfolgen.
  • Eine entsprechende Anlage ist beispielsweise aus EP 2 041 010 A1 bekannt. Dabei werden der übergeordneten Steuerung von den einzelnen Gruppen die entsprechenden Prozessparameter übergeben. Anhand dieser Prozessparameter lässt sich die Herstellung relativ gut überwachen. Ferner kann durch die übergeordnete Steuerung so eine Optimierung des Prozesses erfolgen.
  • Allerdings lassen sich nicht alle auftretenden Fehler, die z.B. zu Fehlstellen im Material führen, anhand der Prozessparameter erkennen. So können beispielsweise in der Herstellungsgruppe beim Herstellen der bahnförmigen Form des Materials Fremdkörper mit eingeschlossen werden, die nicht ohne weiteres erkannt werden können. Dies führt dann dazu, dass fehlerhaftes Material auf die einzelnen Rollen aufgewickelt wird.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anlage beziehungsweise ein Verfahren zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigem Material anzugeben, womit eine hohe Qualität des auf die Rollen aufgewickelten Materials gewährleistet wird. Insbesondere sollen Fehlstellen zuverlässig erkannt werden.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
  • Bei einer Anlage zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material, insbesondere auch aus einem Textilverbundstoff, mit einer Herstellungsgruppe, in der ein Ausgangsmaterial in einem Herstellungsprozess in bahnförmige Form bringbar und auf Mutterrollen aufwickelbar ist, mit einer Schneide- und Aufwickelgruppe, in der in einem Schneide-und Wickelprozess aus den Mutterrollen einzelne Rollen mit geringerer Breite erzeugbar sind, und mit einer Verpackungsgruppe, in der in einem Verpackungsprozess die Rollen verpackbar sind, sowie mit einer übergeordneten Steuerung, mit der der Herstellungsprozess, der Schneide- und Wickelprozess und der Verpackungsprozess zentral steuerbar sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Anlage ein optisches Fehlererkennungssystem aufweist, mit dem Fehlstellen im bahnförmigen Material erkennbar sind.
  • Mit Hilfe des optischen Fehlererkennungssystems lassen sich Fehlstellen im bahnförmigen Material, die sich beispielsweise durch Dickenänderungen, Verfärbungen, Verschmutzungen, Partikeln von Fremdkörpern oder einfach unterschiedliche Brechungsindizes vom fehlerfreien Material unterscheiden, sicher erkennen. Die Prozesssicherheit lässt sich dadurch erhöhen und eine hohe Qualität des auf die Rollen aufgewickelten Materials sicherstellen. Dabei ermöglicht ein optisches Fehlererkennungssystem eine berührungslose Überwachung und gleichzeitig hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten. Beispielsweise wird das bahnförmige Material mit einer Geschwindigkeit von 1000 Metern pro Minute und schneller bewegt. Durch das optische Fehlererkennungssystem erfolgt dann keine Belastung des Materials. Vielmehr ermöglicht die berührungslose Überwachung einen reibungsfreien und fehlerunanfälligen, verschleißfreien Betrieb. Die erfindungsgemäße Anlage kann dabei beispielsweise in ein Hochregallager oder ein sonstiges Logistiksystem eingebunden sein.
  • Das optische Fehlererkennungssystem kann in der Herstellungsgruppe vor einer Wickeleinrichtung angeordnet sein. Dadurch ist eine Fehlererkennung in der Herstellungsgruppe möglich, wobei die Fehlererkennung vor dem Aufwickeln auf die Mutterrolle erfolgt. Es kann so sichergestellt werden, dass die Fehler im Material identifiziert werden und weitere insbesondere automatische Maßnahmen eingeleitet werden, die gegebenenfalls durch einen Bediener beeinflussbar sind.
  • Das optische Fehlererkennungssystem kann auch in der Schneide- und Aufwickelgruppe zwischen einem Abwickler und einer Längsschneideeinrichtung angeordnet sein. Die Fehlererkennung erfolgt dann nach dem Abwickeln der Mutterrolle, bevor das Material in Längsstreifen geschnitten wird.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das optische Fehlererkennungssystem in der Schneide- und Aufwickelgruppe zwischen der Längsschneideeinrichtung und Aufwicklern anzuordnen. Gegebenenfalls wird dabei das optische Fehlererkennungssystem aufgeteilt, um die in der Längsschneideeinrichtung erzeugten einzelnen Streifen getrennt erfassen zu können. Dadurch ist eine individuelle Überwachung der einzelnen Rollen sowie der Streifenbreite und der erzeugten Schnittkanten möglich.
  • Bevorzugterweise weist das optische Fehlererkennungssystem mindestens eine Kamera und mindestens eine Beleuchtungseinrichtung auf. Die Beleuchtungseinrichtung kann dabei Licht im sichtbaren oder nicht-sichtbaren Bereich erzeugen, beispielsweise Infrarotstrahlung. Die Kamera wird dann auf die von der Beleuchtungseinrichtung ausgesendete Strahlung abgestimmt, sodass die Fehlerstellen sicher erkannt werden können.
  • Das optische Fehlererkennungssystem kann auch eine Kamera aufweisen, die in der Verpackungsgruppe angeordnet ist. Mit einer derartigen Ausbildung kann beispielsweise ein Rollenspiegel der Rolle erfasst werden. Auch ist beispielsweise eine Verifizierung eines aufgebrachten Etiketts möglich, z.B. bei einer Ausgestaltung als Barcode-Leser.
  • Eine optische Fehlererkennung kann also an unterschiedlichen Stellen der Anlage vorgesehen sein, wobei auch eine Überwachung an mehreren Positionen möglich ist.
  • Das optische Fehlererkennungssystem weist mit Vorteil eine Auswerteeinrichtung auf, die eine Bildbearbeitung und Fehlererkennung sowie gegebenenfalls eine Fehlerklassifizierung umfasst. Dadurch ist nahezu in Echtzeit eine Bewertung möglich, wobei beispielsweise die Belastung der übergeordneten Steuerung gering gehalten wird. Dabei ist es nicht nur möglich, überhaupt zu erfassen, ob Fehlstellen vorliegen, sondern auch gleich zu bestimmen, um welche Art von Fehler es sich handelt. So können beispielsweise Löcher und Unregelmäßigkeiten als solche identifiziert werden, aber auch eingeschlossene Fremdkörper wie beispielsweise Insekten oder kleinere Gegenstände erkannt werden. Darüber hinaus kann auch eine Textur, also eine Oberflächenbeschaffenheit des Materials, und auch Drucke überwacht werden und so die Gleichförmigkeit des Materials sichergestellt werden. Auch bei bedruckten Vliesstoffen kann so eine Qualitätskontrolle erfolgen. Die Art der Fehlstelle kann dann in einer entsprechenden Fehlermeldung erfasst und ausgegeben werden.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass zwischen dem optischen Fehlererkennungssystem und der übergeordneten Steuerung eine Datenverbindung ausgebildet ist. Fehlermeldungen können dann vom optischen Fehlererkennungssystem direkt an die übergeordnete Steuerung übergeben werden, die entsprechende Maßnahmen einleiten kann. Beispielsweise kann die übergeordnete Steuerung dann einzelne Rollen oder Bereiche des bahnförmigen Materials als Ausschuss kennzeichnen oder auch eine Unterbrechung des Anlagenbetriebs bewirken. Die Fehlermeldungen können dann in einem Protokoll gespeichert werden.
  • Bei schmalen Bahnbreiten ist eine einzige Kamera für das optische Fehlererkennungssystem ausreichend. Insbesondere für größere Bahnbreiten weist das das optische Fehlererkennungssystem in einer bevorzugten Ausgestaltung mindestens zwei Kameras auf, die jeweils einen Teil der Breite des bahnförmigen Materials erfassen. Dabei können die Kameras auch einen sich geringfügig überschneidenden Bereich erfassen, sodass sichergestellt wird, dass die gesamte Breite der Materialbahn überwacht wird. Die Kameras können dabei die durchlaufenden Materialien beispielsweise linienweise erfassen und ermöglichen so relativ hohe Transportgeschwindigkeiten des Materials von 1000 m/min und darüber.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung auf einer gleichen Seite des bahnförmigen Materials angeordnet wie die Kamera. Dabei kann die Beleuchtungseinrichtung beispielsweise schräg oder senkrecht auf eine Oberfläche des Materials gerichtet sein. Über die Kamera wird dann das reflektierte Licht erfasst. Dies eignet sich insbesondere für Materialien mit hoher optischer Dichte.
  • In einer alternativen Ausgestaltung ist die Beleuchtungseinrichtung auf einer von der Kamera abgewandten Seite des bahnförmigen Materials angeordnet. Beispielsweise befindet sich die Kamera oberhalb der Beleuchtungseinrichtung. Durch die Beleuchtungseinrichtung erfolgt dann sozusagen eine Durchleuchtung des vorbeigeführten Materials. Bei Materialien mit geringer optischer Dichte bzw. hoher Transparenz lassen sich so Fehlstellungen gut erkennen.
  • Vorzugsweise ist eine Empfindlichkeit des optischen Fehlererkennungssystems und/oder eine maximale Größe von tolerierbaren Fehlstellen einstellbar. Je nach gefordertem Einsatzzweck des hergestellten Materials können dann mehr oder weniger Fehlstellen zugelassen werden. Bei geringeren Anforderungen an die Qualität des auf die Rollen aufgewickelten Materials kann so der Ausschuss gering gehalten werden, gleichzeitig kann mit der gleichen Anlage auch eine hohe Qualität erreicht werden.
  • Bei einem Verfahren zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material mit einer derartigen Anlage ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit einem optischen Fehlererkennungssystem das bahnförmige Material bahnbreit abgetastet wird und beim Erkennen einer Fehlerstelle eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
  • Das Fehlererkennungssystem kann dabei eine oder mehrere Kameras aufweisen, um das Material über seine gesamte Breite zu erfassen. Dabei reicht eine linienförmige Erfassung aus. Fehler, die sich in der Regel durch eine Änderung der optischen Eigenschaften kenntlich machen, können so sicher erfasst werden. Durch das Ausgeben einer Fehlermeldung kann dann eine entsprechende Reaktion erfolgen. Die Fehlermeldung wird beispielsweise an die übergeordnete Steuerung übergeben, die dann automatisch weitere Aktionen einleitet, wie beispielsweise die Ausgabe eines Alarms, ein Einhalten der Anlage oder nur die Kennzeichnung einzelner Rollen oder Bereiche des Materials als fehlerhaft. Ferner kann eine Protokollierung der Fehlermeldungen erfolgen.
  • Abhängig von der Art der identifizierten Fehler kann es dazu führen, dass nach dem Abwickeln und vor dem Schneiden, schadhafte Teile des Materials entfernt werden. Alternativ kann auch ein Abroller seitlich verschoben werden, um beschädigte Teile des Materials einen möglichst geringen wirtschaftlichen Schaden zu verursachen. Alternativ können beschädigte Rollen auch erst im Verpackungsprozess vor dem Verpacken ausgeschleust werden.
  • Dabei wird bevorzugterweise eine Empfindlichkeit und eine maximale Größe von tolerierbaren Fehlstellen vorgegeben. Dadurch kann auf die geforderte Qualität des Materials eingegangen werden, um beispielsweise in Fällen, bei denen eine geringere Qualität ausreichend beziehungsweise eine höhere Anzahl an Fehlerstellen akzeptabel ist, einen Ausschuss gering zu halten.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Hier zeigen in schematischer Ansicht:
    • Fig. 1
    ein typisches Anlagenlayout,
    Fig. 2
    das Anlagenlayout nach Fig. 1 mit alternativer Positionierung eines Fehlererkennungssystems,
    Fig. 3
    eine mögliche Anordnung des Fehlererkennungssystems,
    Fig. 4
    eine alternative Anordnung des Fehlererkennungssystems.
  • In Figur 1 ist schematisch ein typisches Layout einer Anlage zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material dargestellt. Die Anlage 1 weist eine Herstellungsgruppe 2, eine Schneide- und Aufwickelgruppe 3 und eine Verpackungsgruppe 4 auf. Ferner weist die Anlage 1 eine übergeordnete Steuerung 5 auf, mit der die einzelnen Prozessschritte überwacht und gesteuert werden können. Schematisch dargestellt sind dabei Datenverbindungen 6, 7, 8 zwischen der Steuerung 5 und der Herstellungsgruppe 2, der Schneide- und Wickelgruppe 3 sowie der Verpackungsgruppe 4.
  • Die in der Herstellungsgruppe 2 zu einem bahnförmigen Material zusammengefassten Ausgangsmaterialien, die beispielsweise einen Vliesstoff darstellen, werden als bahnförmiges Material 9 in einem Wickler 10 auf eine Mutterrolle aufgewickelt. Die Mutterrolle wickelt dabei das bahnförmige Material bahnbreit auf.
  • Wenn die Mutterrolle einen entsprechenden Durchmesser erreicht hat, wird die Mutterrolle nach Durchtrennen des bahnförmigen Materials zur Schneide- und Wickelgruppe 3 transportiert und eine neue Mutterrolle im Wickler 10 bewickelt.
  • In der Schneide- und Wickelgruppe 3 wird die Mutterrolle in einem Abwickler 11 abgewickelt. Das bahnförmige Material 9 wird dann durch eine Längsschneideeinrichtung 12 geführt und in Längsstreifen geschnitten. Die Anzahl der Längsstreifen und Rollendurchmesser hängt dabei vom gewünschten Verwendungszweck ab. In sich anschließenden Aufwicklern 13 wird das bahnförmige Material in eine die Anzahl der Streifen entsprechenden Anzahl Rollen aufgewickelt. Die einzelnen Rollen werden anschließend von der Schneide- und Wickelgruppe 3 zur Verpackungsgruppe 4 transportiert.
  • Um Streifen unterschiedlicher Breite und eine unterschiedliche Anzahl an Streifen herstellen zu können, weist die Längsschneidevorrichtung 12 in Maschinenquerrichtung bewegbare Längsschneideeinrichtungen auf.
  • In der Verpackungsgruppe 4 werden die einzelnen Rollen mit einem Manipulator 14 erfasst und senkrecht aufgestellt. Anschließend werden sie über ein Fördersystem 15 zu mindestens einem Umwickler 16 transportiert und dort beispielsweise mit einer Schutzfolie umwickelt. Über eine Fördereinrichtung 17 gelangen die umwickelten Rollen dann weiter in eine Ausgabe in Richtung 18 beispielsweise zu einer Etikettierposition oder zu einer Ausgabe. In der Etikettierposition können die Fertigrollen mit einem Etikett verschlossen werden. Gegebenenfalls kann eine Etikettierung auch bereits vorher auf dem Rollenkern zusätzlich zu einer Etikettierung außerhalb der Rolle vorgesehen werden. Mit einem Etikett wird dabei jede Rolle gekennzeichnet und identifiziert, bevor die Rolle im Umformer mit einer Folie eingewickelt wird. Auf die Folie wird dann eine oder mehrere Etiketten aufgebracht mit dem das Gebinde an Rollen identifiziert werden kann. Danach wird die eingewickelte Rolle auf eine Palette gestellt und gemeinsam mit der Palette nochmal in einer Folie eingewickelt. Zur leichteren Lesbarkeit können diese auch mit Barcodes verschiedener Art versehen werden. Die so umwickelten und etikettierten Rollen können dann zu ihrem Bestimmungsort transportiert werden können.
  • Die Anlage 1 kann noch weitere Elemente aufweisen, beispielsweise ein Lager für leere Mutterrollen sowie für bewickelte Mutterrollen oder ein Zwischenlager für die fertig bewickelten Einzelrollen zwischen der Schneide- und Wickelgruppe 3 und der Verpackungsgruppe 4. Auch die einzelnen Gruppen können noch weitere Anlagenkomponenten umfassen.
  • Ein optisches Fehlererkennungssystem 19 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vor dem Wickler 10 in der Herstellungsgruppe 2 angeordnet. Mit Hilfe des optischen Fehlererkennungssystems 19 wird das bahnförmige Material streifenförmig über die gesamte Breite abgetastet. Fehlerstellen, die sich durch eine Änderung der optischen Eigenschaften des bahnförmigen Materials auszeichnen, können so durch das optische Fehlererkennungssystem 19 erfasst werden. Dabei erfolgt im Fehlererkennungssystem 19 nicht nur die Erfassung, sondern auch eine Bearbeitung sowie eine Fehlererkennung und Fehlerklassifizierung. Wenn Fehler erkannt werden, werden diese über eine Datenleitung 24 an die übergeordnete Steuerung 5 übermittelt. Die übergeordnete Steuerung 5 veranlasst dann entsprechende Aktionen.
  • Fig. 2 zeigt das Anlagenlayout nach Fig. 1, wobei das optische Fehlererkennungssystem 19 jedoch nicht in der Herstellungsgruppe 2, sondern in der Schneide- und Aufwickelgruppe 3 angeordnet ist. Dabei ist das optische Fehlererkennungssystem zwischen Abwickler 11 und Längsschneideeinrichtung 12 positioniert. Dies stellt eine besonders bevorzugte Variante dar, da so auch während des ersten Aufwickelns entstandene Fehler erkannt werden können. Dabei ist auch eine Zuordnung der Fehler zu den anschließend geschnittenen Längsbahnen bzw. den einzelnen Rollen möglich
  • In Figur 3 ist eine schematische Seitenansicht des optischen Fehlererkennungssystems 19 gezeigt. Das optische Fehlererkennungssystem 19 umfasst eine Kamera 20 sowie eine Beleuchtungseinrichtung 21. Die Beleuchtungseinrichtung 21 ist dabei auf einer anderen Seite des bahnförmigen Materials 9 angeordnet als die Kamera 20. Beispielsweise befindet sich die Kamera 20 oberhalb und die Beleuchtungseinrichtung 21 unterhalb des bahnförmigen Materials 9. Dementsprechend wird das bahnförmige Material 9 durchleuchtet, das eine entsprechende optische Durchlässigkeit aufweisen sollte. Abweichungen der optischen Eigenschaften, die durch Fehlerstellen verursacht werden, können so sicher durch die Kamera 20 erfasst werden.
  • In Maschinenquerrichtung können dabei mehrere Kameras 20 nebeneinander angeordnet sein, um eine Abtastung der gesamten Breite des bahnförmigen Materials zu erreichen. Dabei können sich die abgetasteten Streifen, bei denen es sich z.B. um Linien handeln kann, auch geringfügig überschneiden.
  • Figur 4 zeigt eine alternative Anordnung der Beleuchtungseinrichtung 21. Diese ist dabei auf der gleichen Seite des bahnförmigen Materials 9 angeordnet wie die Kamera 20. Dabei wird durch die Kamera 20 das von der Beleuchtungseinrichtung ausgesandte und durch das bahnförmige Material 9 reflektierte Licht erfasst. Änderungen der optischen Eigenschaften des bahnförmigen Materials, die durch Fehlerstellen hervorgerufen werden, werden dann durch die Kamera 20 sicher erkannt. Diese Anordnung eignet sich insbesondere für bahnförmige Materialien mit einer geringen optischen Durchlässigkeit.
  • In Figur 3 und 4 ist beispielhaft dargestellt, dass das bahnförmige Material über Führungswalzen 22, 23 geführt wird. Alternative Ausgestaltungen sind aber ebenfalls möglich. Beispielsweise kann das bahnförmige Material über eine optisch durchsichtige Platte geführt und von dieser unterstützt werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielfältige Abwandlungen sind vielmehr möglich. Beispielsweise kann das optische Fehlererkennungssystem 19 nicht nur vor dem Wickler 10 in der Herstellungsgruppe 2, sondern auch in der Schneide- und Aufwickelgruppe 3 angeordnet werden. Dabei gibt es wiederum verschiedene Positionierungsmöglichkeiten, beispielsweise vor oder nach der Längsschneideeinrichtung 12.
  • Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht durch das Vorsehen des optischen Fehlererkennungssystems eine berührungslose Überwachung der Qualität des hergestellten bahnförmigen Materials und damit eine gleichbleibende hohe Qualität der einzelnen Rollen. Dabei arbeitet ein optisches Fehlererkennungssystem sehr zuverlässig und nahezu wartungsfrei. Insbesondere erfolgt keine Beeinträchtigung des bahnförmigen Materials selber.
  • Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Anlage
    2
    Herstellungsgruppe
    3
    Schneide- und Wickelgruppe
    4
    Verpackungsgruppe
    5
    Steuerung
    6
    Datenverbindungen
    7
    Datenverbindungen
    8
    Datenverbindungen
    9
    Material
    10
    Wickler
    11
    Abwickler
    12
    Längsschneideeinrichtung
    13
    Aufwickler
    14
    Manipulator
    15
    Fördersystem
    16
    Umwickler
    17
    Fördereinrichtung
    18
    Ausgabeeinrichtung
    19
    Fehlererkennungssystem
    20
    Kamera
    21
    Beleuchtungseinrichtung
    22
    Führungsrolle
    23
    Führungsrolle
    24
    Datenverbindung

Claims (11)

  1. Anlage (1) zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material (9), insbesondere aus einem Textilverbundstoff, mit:
    - einer Herstellungsgruppe (2), in der ein Ausgangsmaterial in einem Herstellungsprozess in bahnförmige Form bringbar und auf Mutterrollen aufwickelbar ist,
    - einer Schneide- und Aufwickelgruppe (3), in der in einem Schneide- und Wickelprozess aus den Mutterrollen einzelne Rollen mit geringerer Breite erzeugbar sind,
    - einer Verpackungsgruppe (4), in der in einem Verpackungsprozess die Rollen verpackbar sind, und
    - einer übergeordneten Steuerung (5), mit der der Herstellungsprozess, der Schneide- und Wickelprozess und der Verpackungsprozess zentral steuerbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie ein optisches Fehlererkennungssystem (19) aufweist, mit dem Fehler im bahnförmigen Material erkennbar sind.
  2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fehlererkennungssystem (19) in der Herstellungsgruppe (2) vor einer Wickeleinrichtung (10), in der Schneide-und Aufwickelgruppe (3) zwischen einem Abwickler (11) und einer Längsschneideeinrichtung (12) und/oder in der Schneide- und Aufwickelgruppe (3) zwischen der Längsschneideeinrichtung (12) und Aufwicklern (13) angeordnet ist.
  3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fehlererkennungssystem (19) mindestens eine Kamera (20) und mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (21) aufweist.
  4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fehlererkennungssystem (19) eine Auswerteeinrichtung aufweist, die eine Bildverarbeitung und Fehlererkennung und gegebenenfalls Fehlerklassifizierung umfasst.
  5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem optischen Fehlererkennungssystem (19) und der übergeordneten Steuerung (5) eine Datenverbindung (24) ausgebildet ist.
  6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fehlererkennungssystem (19) mindestens eine, insbesondere mindestens zwei Kameras (20) aufweist, die jeweils einen Teil der Breite des bahnförmigen Materials (9) erfassen.
  7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (21) auf einer gleichen Seite des bahnförmigen Materials (9) angeordnet ist wie die Kamera (20).
  8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (21) auf einer von der Kamera (20) abgewandten Seite des bahnförmigen Materials (9) angeordnet ist.
  9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Empfindlichkeit des optischen Fehlererkennungssystem (19) und/oder eine maximale Größe von tolerierbaren Fehlstellen einstellbar ist.
  10. Verfahren zum Herstellen von Rollen aus bahnförmigen Material mit einer Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem optischen Fehlererkennungssystem (19) das bahnförmige Material (9) bahnbreit abgetastet wird und beim Erkennen einer Fehlstelle eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Empfindlichkeit und eine maximale Größe von tolerierbaren Fehlstellen vorgegeben werden.
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