EP3098189A1 - Vorrichtung zum teilen einer laufenden materialbahn in transportrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum teilen einer laufenden materialbahn in transportrichtung Download PDF

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EP3098189A1
EP3098189A1 EP16169309.8A EP16169309A EP3098189A1 EP 3098189 A1 EP3098189 A1 EP 3098189A1 EP 16169309 A EP16169309 A EP 16169309A EP 3098189 A1 EP3098189 A1 EP 3098189A1
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EP
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transport direction
material web
control unit
longitudinal section
moving material
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Pending
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EP16169309.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Krümpelmann
Andreas VOGELSANG
Torben Rohlmann
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Windmoeller and Hoelscher KG
Original Assignee
Windmoeller and Hoelscher KG
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    • B65H18/00Winding webs
    • B65H18/08Web-winding mechanisms
    • B65H18/10Mechanisms in which power is applied to web-roll spindle
    • B65H18/106Mechanisms in which power is applied to web-roll spindle for several juxtaposed strips
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    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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    • B26D5/00Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/007Control means comprising cameras, vision or image processing systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2801/21Industrial-size printers, e.g. rotary printing press

Definitions

  • the invention relates to a device for dividing a moving material web in the transport direction into several benefits. Such devices are found both in the production of material webs (eg film extrusion lines) and in the further processing of webs of material (eg printing presses).
  • An apparatus for dividing a moving web of material in the transport direction into a plurality of uses typically comprises a slitter and a winder.
  • a slitter and a winder.
  • EP 2 703 326 A1 also known as a spreader roll unit.
  • the process parameters on the slitter (in particular the cutting positions), on the spreader roll unit and on the winder are set by the operator of the plant in question.
  • the adjustment of the entire process parameters is time-consuming and due to the different influencing variables also error-prone.
  • the object of the invention is therefore to provide a device of the type mentioned, whose process parameters are set as quickly and reliably as possible.
  • a device is provided with a longitudinal cutter which comprises at least one knife which is electronically adjustable transversely to the transport direction by means of an adjusting device and with which a longitudinal section in the transport direction can be produced on the moving material web, with a camera system with which the position of the Longitudinal section can be detected and which is adapted to output a position signal on the position of the longitudinal section, and with a control unit, with which the actuating device in response to the position signal and in response to a predetermined actual position can be controlled.
  • the longitudinal cutter is followed in the transport direction by a spreader roller unit for fanning out the benefits.
  • the fanning effect causes the individual benefits to be separated first and then parallel again, so that there is a gap between the individual benefits that facilitates further processing.
  • the spreader roller unit has a first control input for adjusting the fanning by the control unit.
  • the adjustment of the distance of the individual benefits for example, via a control panel.
  • the spreader roller unit is followed by a winder for winding up the utility.
  • the winder preferably has a second control input for setting the winding parameters by the control unit. This can also be done the setting of the winding parameters, for example via a control panel.
  • the camera system comprises a matrix camera which is suitable for detecting a plurality of states of the moving material web and forwarding it to the control unit.
  • the matrix camera can be a high-resolution camera. Due to the high resolution, a downstream image processing is able to detect the different areas in front of and behind the slitter and to analyze the states. Additionally or alternatively, it is also possible that the matrix camera is moved with a positioning system respectively to that position of the moving material web whose state is to be detected. Finally, it is also conceivable that multiple matrix cameras are used, so that different areas can be detected simultaneously. In any case, the use of the camera system allows a closed loop to set the respective process parameters on the slitter, on the spreader roll unit and on the winder.
  • the moving material web 101 is fed in the transport direction A to a slitter 111 which comprises two knives 103 and 104 which divide the material web 101 into the wicks 112, 113 and 114.
  • the knives 103 and 104 are displaceably guided on a stationary traverse 102 and can be adjusted electronically on the traverse 102 with a positioning device, not shown in greater detail.
  • the spreader roll unit comprises the two spreader rolls 105 and 106 which guide the dies 112, 113 and 114 in the manner shown first apart and then parallel again. For electronic adjustment of this fanning, the spreader rollers 105 and 106 on a first control input not shown in detail.
  • the winder 116 has a second control input not shown in detail, with which the individual winding parameters (winding speed, tension of the material web or the individual benefits, etc.) can be set electronically.
  • a camera 108 is mounted, which is guided on a cross member 107 transversely to the transport direction A slidably.
  • the traverse 107 is in turn guided displaceably on the stationary rails 109 and 110 in the transport direction A, so that as a result the camera 108 can approach each point of the device shown.
  • the camera system 117 due to the displaceably guided traverse 107 and the stationary rails 109 and 110, has its own coordinate system which can serve as a reference coordinate system for setting the various process parameters of the apparatus shown.
  • the camera 108 successively detects the actual positions of the longitudinal sections and outputs corresponding position signals to the control unit.
  • the position signals can be obtained, for example, by image processing in that a corresponding software compares the actual cutting positions with the predetermined cutting positions on the basis of a reference image.
  • the control unit in turn controls the adjusting device such that the moving material web is divided exactly at the desired positions. In this way, therefore, a closed loop for accurate positioning of the knives 103 and 104 is made.
  • control unit Due to the input cutting positions as well as the material properties of the moving material web 101, the control unit also calculates the optimal fanning of the spreader roller unit 115 and the optimal winding parameters of the winder 116 and passes these parameters to the first control input of the spreader roller unit 115 and the second control input of the winder 116 further.
  • the actual states of the parameters on the spreader roller unit 115 and on the winder 116 are in turn detected by the camera 108 and forwarded to the control unit, so that a closed loop also arises with regard to the parameters of the spreader roller unit 115 and the parameters of the winder 116.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Teilen einer laufenden Materialbahn in Transportrichtung in mehrere Nutzen. Damit die Verfahrensparameter einer derartigen Vorrichtung möglichst schnell und zuverlässig einstellbar sind, ist eine Vorrichtung vorgesehen mit einem Längsschneider, der mindestens ein Messer umfasst, das mittels einer Stellvorrichtung quer zur Transportrichtung elektronisch verstellbar ist und mit dem an der laufenden Materialbahn ein Längsschnitt in Transportrichtung produzierbar ist, mit einem Kamerasystem, mit dem die Position des Längsschnitts erfassbar ist und das dazu geeignet ist, ein Positionssignal über die Position des Längsschnitts auszugeben, und mit einer Steuereinheit, mit der die in Abhängigkeit von dem Positionssignal und in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Ist-Position die Stellvorrichtung ansteuerbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Teilen einer laufenden Materialbahn in Transportrichtung in mehrere Nutzen. Derartige Vorrichtungen finden sich sowohl bei der Produktion von Materialbahnen (z. B. Folienextrusionsanlagen) als auch bei der Weiterverarbeitung von Materialbahnen (z. B. Druckmaschinen).
  • Eine Vorrichtung zum Teilen einer laufenden Materialbahn in Transportrichtung in mehrere Nutzen umfasst typischerweise einen Längsschneider und einen Wickler. Um die einzelnen Nutzen nach dem Längsschneider und vor dem Wickler aufzufächern (d. h. die geschnittenen Bahnen werden auseinander geführt und vor dem Wickeln wieder parallel geführt), ist aus EP 2 703 326 A1 außerdem eine sogenannte Breitstreckwalzen-Einheit bekannt.
  • Die Verfahrensparameter an dem Längsschneider (insb. die Schnittpositionen), an der Breitstreckwalzen-Einheit und an dem Wickler werden von dem Bediener der betreffenden Anlage eingestellt. Die Einstellung der gesamten Verfahrensparameter ist zeitaufwendig und aufgrund der verschiedenen Einflussgrößen zusätzlich auch fehleranfällig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Verfahrensparameter möglichst schnell und zuverlässig einstellbar sind.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Als erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine Vorrichtung vorgesehen mit einem Längsschneider, der mindestens ein Messer umfasst, das mittels einer Stellvorrichtung quer zur Transportrichtung elektronisch verstellbar ist und mit dem an der laufenden Materialbahn ein Längsschnitt in Transportrichtung produzierbar ist, mit einem Kamerasystem, mit dem die Position des Längsschnitts erfassbar ist und das dazu geeignet ist, ein Positionssignal über die Position des Längsschnitts auszugeben, und mit einer Steuereinheit, mit der die in Abhängigkeit von dem Positionssignal und in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Ist-Position die Stellvorrichtung ansteuerbar ist.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist dem Längsschneider in Transportrichtung eine Breitstreckwalzen-Einheit zur Auffächerung der Nutzen nachgeschaltet. Die Auffächerung bewirkt, dass die einzelnen Nutzen erst auseinander und dann wieder parallel geführt werden, sodass zwischen den einzelnen Nutzen ein Abstand entsteht, der die Weiterverarbeitung erleichtert. Vorzugsweise weist die Breitstreckwalzen-Einheit einen ersten Steuereingang zum Einstellen der Auffächerung durch die Steuereinheit auf. Hiermit kann die Einstellung des Abstandes der einzelnen Nutzen beispielsweise über ein Bedienpult erfolgen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Breitstreckwalzen-Einheit ein Wickler zum Aufwickeln der Nutzen nachgeschaltet. Vorzugsweise weist der Wickler einen zweiten Steuereingang zum Einstellen der Wickelparameter durch die Steuereinheit auf. Hiermit kann auch die Einstellung der Wickelparameter beispielsweise über ein Bedienpult erfolgen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kamerasystem eine Matrixkamera, die dazu geeignet ist, mehrere Zustände der laufenden Materialbahn zu erfassen und an die Steuereinheit weiterzuleiten. Bei der Matrixkamera kann es sich um eine hochauflösende Kamera handeln. Aufgrund der hohen Auflösung ist eine nachgeschaltete Bildverarbeitung in der Lage, die verschiedenen Bereiche vor und hinter dem Längsschneider zu erfassen und die Zustände zu analysieren. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, dass die Matrixkamera mit einem Positioniersystem jeweils an diejenige Position der laufenden Materialbahn verfahren wird, deren Zustand gerade erfasst werden soll. Schließlich ist es auch denkbar, dass mehrere Matrixkameras eingesetzt werden, sodass verschiedene Bereiche gleichzeitig erfasst werden können. In jedem Fall ermöglicht der Einsatz des Kamerasystems einen geschlossenen Regelkreis zur Einstellung der jeweiligen Verfahrensparameter an dem Längsschneider, an der Breitstreckwalzen-Einheit und an dem Wickler.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt
  • Fig. 1
    eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Teilen einer laufenden Materialbahn in mehrere Nutzen.
  • Die laufenden Materialbahn 101 wird in Transportrichtung A einem Längsschneider 111 zugeführt, der zwei Messer 103 und 104 umfasst, die die Materialbahn 101 in die Nutzen 112, 113 und 114 aufteilt. Die Messer 103 und 104 sind auf einer ortsfesten Traverse 102 verschieblich geführt und können dabei auf der Traverse 102 mit einer nicht näher gezeigten Stellvorrichtung elektronisch verstellt werden.
  • Hinter dem Längsschneider 111 werden die Nutzen 112, 113 und 114 einer Breitstreckwalzen-Einheit 115 zugeführt. Die Breitstreckwalzen-Einheit umfasst die beiden Breitstreckwalzen 105 und 106, die die Nutzen 112, 113 und 114 in der gezeigten Weise erst auseinander und dann wieder parallel führen. Zur elektronischen Einstellung dieser Auffächerung weisen die Breitstreckwalzen 105 und 106 einen nicht näher gezeigten ersten Steuereingang auf.
  • Hinter der Breitstreckwalzen-Einheit 115 werden die Nutzen 112, 113 und 114 schließlich einem Wickler 116 zugeführt. Der Wickler 116 weist einen nicht näher gezeigten zweiten Steuereingang auf, mit dem die einzelnen Wickelparameter (Wickelgeschwindigkeit, Spannung der Materialbahn bzw. der einzelnen Nutzen, etc.) elektronisch eingestellt werden können.
  • Über der gezeigten Vorrichtung bestehend aus Längsschneider 111, Breitstreckwalzen-Einheit 115 und Wickler 116 ist eine Kamera 108 montiert, die an einer Traverse 107 quer zur Transportrichtung A verschieblich geführt ist. Die Traverse 107 ist wiederum auf den ortsfesten Schienen 109 und 110 in der Transportrichtung A verschieblich geführt, sodass im Ergebnis mit der Kamera 108 jeder Punkt der gezeigten Vorrichtung angefahren werden kann. Gleichzeitig verfügt das Kamerasystem 117 aufgrund der verschieblich geführten Traverse 107 und den ortsfesten Schienen 109 und 110 über ein eigenes Koordinatensystem, das zur Einstellung der verschiedenen Verfahrensparameter der gezeigten Vorrichtung als Referenz-Koordinatensystem dienen kann.
  • Zur automatisierten Einstellung der verschiedenen Verfahrensparameter der gezeigten Vorrichtung kann wie folgt verfahren werden:
    • Zunächst gibt der Bediener auf dem nicht näher gezeigten Bedienpult die Schnittpositionen ein, an denen die laufende Materialbahn 101 geteilt werden soll. Die ebenfalls nicht näher gezeigte Steuereinheit gibt daraufhin entsprechende Stellsignale an die Stellvorrichtung der ortsfesten Traverse 102 aus, sodass die Messer 103 und 104 an die gewünschten Positionen gefahren werden und die Nutzen 112, 113 und 114 produzieren.
  • In einem nächsten Schritt erfasst die Kamera 108 nacheinander die tatsächlichen Positionen der Längsschnitte und gibt entsprechende Positionssignale an die Steuereinheit aus. Die Positionssignale können beispielsweise durch eine Bildverarbeitung gewonnen werden, indem eine entsprechende Software die tatsächlichen Schnittpositionen mit den vorgegebenen Schnittpositionen anhand eines Referenzbildes vergleicht. In Abhängigkeit von den Positionssignalen und der vorgegebenen Ist-Positionen steuert die Steuereinheit wiederum die Stellvorrichtung derart an, dass die laufende Materialbahn genau an den gewünschten Positionen geteilt wird. Auf diese Weise ist somit ein geschlossener Regelkreis zur genauen Positionierung der Messer 103 und 104 hergestellt.
  • Aufgrund der eingegebenen Schnittpositionen sowie der Materialeigenschaften der laufenden Materialbahn 101 berechnet die Steuereinheit außerdem die optimale Auffächerung der Breitstreckwalzen-Einheit 115 sowie die optimalen Wickelparameter des Wicklers 116 und leitet diese Parameter an den ersten Steuereingang der Breitstreckwalzen-Einheit 115 und den zweiten Steuereingang des Wicklers 116 weiter. Die tatsächlichen Zustände der Parameter an der Breitstreckwalzen-Einheit 115 und an dem Wickler 116 werden wiederum durch die Kamera 108 erfasst und an die Steuereinheit weitergeleitet, sodass auch hinsichtlich der Parameter der Breitstreckwalzen-Einheit 115 und der Parameter des Wicklers 116 ein geschlossener Regelkreis entsteht.
  • Im Ergebnis ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung somit möglich, dass sämtliche Vorgänge zum Teilen einer laufenden Materialbahn in Transportrichtung automatisiert und gleichzeitig sehr zuverlässig durchgeführt werden können.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Teilen einer laufenden Materialbahn in Transportrichtung in mehrere Nutzen,
    mit einem Längsschneider, der mindestens ein Messer umfasst, das mittels einer Stellvorrichtung quer zur Transportrichtung elektronisch verstellbar ist und mit dem an der laufenden Materialbahn ein Längsschnitt in Transportrichtung produzierbar ist,
    mit einem Kamerasystem, mit dem die Position des Längsschnitts erfassbar ist und das dazu geeignet ist, ein Positionssignal über die Position des Längsschnitts auszugeben, und
    mit einer Steuereinheit, mit der die in Abhängigkeit von dem Positionssignal und in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Ist-Position die Stellvorrichtung ansteuerbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei dem Längsschneider in Transportrichtung eine Breitstreckwalzen-Einheit zur Auffächerung der Nutzen nachgeschaltet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Breitstreckwalzen-Einheit einen ersten Steuereingang zum Einstellen der Auffächerung durch die Steuereinheit aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Breitstreckwalzen-Einheit ein Wickler zum Aufwickeln der Nutzen nachgeschaltet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Wickler einen zweiten Steuereingang zum Einstellen der Wickelparameter durch die Steuereinheit aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei das Kamerasystem eine Matrixkamera umfasst, die dazu geeignet ist, mehrere Zustände der laufenden Materialbahn zu erfassen und an die Steuereinheit weiterzuleiten.
  7. Folienextrusionsmaschine zum Produzieren einer Folienbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die produzierte Folienbahn einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6 zugeführt wird.
  8. Flexodruckmaschine zum Bedrucken einer laufenden Materialbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Materialbahn einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6 zugeführt wird.
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