EP3098189B1 - Vorrichtung zum teilen einer laufenden materialbahn in transportrichtung - Google Patents

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.
• Aus DE 10 2007 047 890 A1 ist eine Positioniereinrichtung einer Rollenschneidmaschine für bogenförmiges Material zur Positionierung von entlang von Führungen bewegbaren Schlitten bekannt. Die Positionserfassung der Schlitten erfolgt über ein Magnetband, das mit einer Absolutkodierung versehen ist.
• Aufgrund der verschiedenen Einflussgrößen ist diese Positionserfassung fehleranfällig.
• Die Druckschrift DE 295 04 644 U1 offenbart gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einen Längsschneider, bei dem die Schnittstelle mittels einer CCD-Kamera überwacht wird.
• 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 derart ansteuerbar ist, dass hinsichtlich der Position des Längsschnitts ein erster geschlossener Regelkreis entsteht, dass das Kamerasystem eine Matrixkamera umfasst, die dazu geeignet ist, mehrere Zustände der laufenden Materialbahn zu erfassen und an die Steuereinheit weiterzuleiten. Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen,
• dass dem Längsschneider in Transportrichtung eine Breitstreckwalzen-Einheit zur Auffächerung der Nutzen nachgeschaltet ist,
• dass die Breitstreckwalzen-Einheit einen ersten Steuereingang zum Einstellen der Auffächerung durch die Steuereinheit aufweist,
• dass der Breitstreckwalzen-Einheit ein Wickler zum Aufwickeln der Nutzen nachgeschaltet ist,
• dass der Wickler einen zweiten Steuereingang zum Einstellen der Wickelparameter durch die Steuereinheit aufweist,
• dass zumindest eine weitere Matrixkamera vorgesehen ist oder dass ein Positioniersystem vorgesehen ist, mit welchem die Matrixkamera jeweils an diejenige Position verfahrbaren wird, deren Zustand gerade erfasst werden soll und
• dass die Matrixkamera an einer Traverse quer zur Transportrichtung verschieblich geführt ist, wobei die Traverse auf zwei ortsfesten Schienen in Transportrichtung verschieblich geführt ist.
• Erfindungsgemäß 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.
• Erfindungsgemäß 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.
• Weiterhin umfasst gemäß der Erfindung 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, 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 (3)

1. Vorrichtung zum Teilen einer laufenden Materialbahn (101) in Transportrichtung in mehrere Nutzen (112, 113, 114),

   mit einem Längsschneider (111), der mindestens ein Messer (103, 104) umfasst, das mittels einer Stellvorrichtung quer zur Transportrichtung elektronisch verstellbar ist und mit dem an der laufenden Materialbahn (101) ein Längsschnitt in Transportrichtung (A) produzierbar ist,

   mit einem Kamerasystem (117), 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 derart ansteuerbar ist,

   dass hinsichtlich der Position des Längsschnitts ein erster geschlossener Regelkreis entsteht,

   dass das Kamerasystem (117) eine Matrixkamera umfasst, die dazu geeignet ist, mehrere Zustände der laufenden Materialbahn (101) zu erfassen und an die Steuereinheit weiterzuleiten,

   dadurch gekennzeichnet,

   dass dem Längsschneider (111) in Transportrichtung (A) eine Breitstreckwalzen-Einheit (115) zur Auffächerung der Nutzen (112, 113, 114) nachgeschaltet ist,

   dass die Breitstreckwalzen-Einheit (115) einen ersten Steuereingang zum Einstellen der Auffächerung durch die Steuereinheit aufweist,

   dass der Breitstreckwalzen-Einheit (115) ein Wickler (116) zum Aufwickeln der Nutzen nachgeschaltet ist,

   dass der Wickler (116) einen zweiten Steuereingang zum Einstellen der Wickelparameter durch die Steuereinheit aufweist,

   dass zumindest eine weitere Matrixkamera vorgesehen ist oder dass ein Positioniersystem vorgesehen ist, mit welchem die Matrixkamera jeweils an diejenige Position verfahrbaren wird, deren Zustand gerade erfasst werden soll und

   dass die Matrixkamera an einer Traverse (107) quer zur Transportrichtung (A) verschieblich geführt ist, wobei die Traverse (107) auf zwei ortsfesten Schienen (109, 110) in Transportrichtung (A) verschieblich geführt ist.
2. Folienextrusionsmaschine zum Produzieren einer Folienbahn (101), dadurch gekennzeichnet, dass die produzierte Folienbahn einer Vorrichtung nach dem Anspruch 1 zugeführt wird.
3. Flexodruckmaschine zum Bedrucken einer laufenden Materialbahn (101), dadurch gekennzeichnet, dass die bedruckte Materialbahn (101) einer Vorrichtung nach dem Anspruch 1 zugeführt wird.

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