EP3191382A1 - Polarisationskamera zur überwachung von förderbändern - Google Patents

Polarisationskamera zur überwachung von förderbändern

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EP3191382A1
EP3191382A1 EP15742200.7A EP15742200A EP3191382A1 EP 3191382 A1 EP3191382 A1 EP 3191382A1 EP 15742200 A EP15742200 A EP 15742200A EP 3191382 A1 EP3191382 A1 EP 3191382A1
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EP
European Patent Office
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conveyor belt
polarization
optical system
light
detected
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15742200.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Buchwald
Jürgen-Peter HERRMANN
Marius Michael Herrmann
Wolfgang Schorn
Xiang Zhang
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KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B65G43/02—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting detecting dangerous physical condition of load carriers, e.g. for interrupting the drive in the event of overheating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
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    • B65G2203/02—Control or detection
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    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G01N2021/8905—Directional selective optics, e.g. slits, spatial filters

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining the condition of a conveyor belt surface on the moving conveyor belt with an optical system.
  • conveyor belt surfaces are subject to different stresses, such as wear, contamination or even damage, which necessitate a regular maintenance and service interval.
  • the corresponding measures are carried out in a fixed time interval, regardless of what the concrete surface condition of the conveyor belt is.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus for determining a surface condition of a conveyor belt.
  • the invention achieves the object by a method having the features of claim 1 and a device having the features of claim 9.
  • Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. In this case, all the features described in principle or in any combination are subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency.
  • the invention is based on the recognition that the degree of polarization of the light reflected by the surface is dependent on the type and the strength of the respective stress.
  • a plane of polarization of the light reflected from the surface thus appear stressed, ie For example, worn or soiled areas of the surface, in contrast to, for example, unclaimed surface areas.
  • a different polarization occurs between the different types of stress and the respective stress intensity a different polarization.
  • the degree of polarization of the light reflected from the conveyor belt surface is thus dependent on the surface condition of the conveyor belt.
  • the optical system filters out the distortion effects or other disturbances, such as reflections, and uses the filtered data / images of the polarization planes to determine the location of the stress, the respective type of stress and possibly the strength of the stress on the conveyor belt, ie the surface condition of the respective conveyor conveyor belt section.
  • the method it is thus possible to determine the surface state of the entire conveyor belt due to the contrast occurring in the polarization planes between the individual differently loaded conveyor belt sections.
  • maintenance, care or repair measures can be carried out on the conveyor belt, as soon as by means of the method and the device corresponding full-area or sectional changes in the surface or a surface condition deviating from a nominal value of the conveyor belt were determined.
  • Another advantage is that the optical system can determine the surface condition of the conveyor belt without contact.
  • conveyor belts Under conveyor belts are understood, for example. Transport chains, i. that all other explanations regarding conveyor belts also refer to transport chains.
  • the conveyor belts can be designed in particular for the transport of beverage containers, for example. Beverage bottles or cans made of plastic, glass or metal.
  • the conveyor belts or their surfaces may, for example, consist of metal, plastic or a composite material.
  • conveyor belts with a surface made of plastic have the particular advantage that light reflected from their surface is polarized.
  • light beams reflected from the unclaimed conveyor belt surface are polarized, but the light beams incident on and reflected on the claimed conveyor belt portion, for example, are either unpolarized or have a different degree of polarization depending on the nature of the stress.
  • the determination of soiling is particularly well possible because, for example, liquids, fats or lubricants have a significantly different from the strip surface polarization of the light, so that they can be detected very accurately in each detected polarization planes as a contrast to the strip surface.
  • liquids or liquid films resting on the strip surface produce a different contrast in the planes of polarization of the light than, for example, fats, lubricants or even metallic impurities on the strip surface.
  • the method and the device for determining liquids present on the surface can be used.
  • the optical system can be constructed, for example, from two or more camera systems each having an image sensor and associated polarization filter. Both camera systems are aligned with the detection on the same band section.
  • the optical system can, for example, simultaneously detect the conveyor belt in the full width.
  • the optical system can detect the conveyor belt, for example, in width only in sections and accordingly, for example, after a complete passage of the conveyor belt change its position and another width section to capture.
  • the optical system comprises a single image sensor with a polarization filter, which detects at least two or more polarization planes simultaneously.
  • Such optical systems are known, for example, from DE 10 2208 014 334 A1 or DE 20 2012 010 977 U1.
  • Such a system has the advantage that it is in particular significantly less expensive than two systems connected in parallel and, in addition, the processing of the data acquired by the optical system is significantly simplified. This makes it possible, in particular, to maintain the speed with which the conveyor belt passes the optical system at its usual speed for the respective application.
  • the optical system In order to have constant control over the condition of the surface, the optical system permanently records the surface during operation of the conveyor belt. Alternatively, it may, for example, completely detect the conveyor belt at least once in certain time intervals and compare it with the data of a previous detection pass to determine changes. In order to improve the contrast in the polarization planes between the light reflected directly from the conveyor belt surface and that from the claimed conveyor belt section, according to a development of the invention, the surface of the conveyor belt is irradiated with a polarized light.
  • Polarized light has the advantage that it falls on a surface of polarization on the surface and is reflected by it.
  • the use of polarized light is advantageous because metal surfaces causes no polarization of the light reflected on them or from her.
  • the reflected light beams are polarized, which are reflected by the claimed conveyor belt sections. Ie that for example, the soiled or damaged sections in the polarization planes are highlighted in contrast.
  • An essential feature of the invention is that the determination of the condition of the conveyor belt surface takes place on a moving conveyor belt, i. the detection of the polarization planes takes place, for example, during normal operation of the conveyor belt.
  • the polarization planes are detected at a belt speed of at least 2 m / s, preferably at least 2.5 m / s, more preferably at least 3 m / s and preferably between 2 m / s to 5 m / s.
  • the optical system is designed to acquire high-resolution images. This makes it possible, even the smallest stress, for example. Microcracks or changes in the microstructure of the conveyor belt or even minor contamination of the conveyor belt surface to determine. In addition, the possibility of determining which type of stress, for example, which type of contamination is involved or in which region it is present on the conveyor belt surface, is significantly improved.
  • the ascertained state of the conveyor belt surface is particularly preferably processed by the optical system, in particular represented and stored as a digital value.
  • the digital values are unambiguous for the relevant surface of the conveyor belt and represent, for example, an initial value of the surface condition, on the basis of which and based on a comparison with at least one further detection pass, a change in the state of the conveyor belt surface can be determined.
  • uniform change in the surface condition could be determined.
  • the invention achieves the object by a device for determining the state of a conveyor belt surface on a moving conveyor belt with an optical system which simultaneously detects at least two polarization planes of the light reflected from the conveyor belt surface and determines the surface state taking into account the detected polarization planes.
  • the inventive device is designed to detect different at least two polarization planes of the reflected light and to filter out disturbances in the polarization planes, for example distortion effects caused by the movement of the conveyor belt. This can be done in such a way that the different polarization planes and the contrast differences of the differing states of individual surface sections are compared and a determination of the surface condition is made, for example by determining the position of the claimed area on the conveyor belt surface, the respective type of stress and / or stress intensity.
  • the device is designed, in particular, to determine the different types of soiling, for example, liquids present in sections, such as water or else entire moisture films, due to the contrast differences in the polarization planes.
  • the device is also designed, for example, to determine a lubricant distribution over the belt surface and to determine whether there are regions with too little lubricant or too high a lubricant application.
  • the device may, for example, be coupled with further control units, which, for example, control the application of lubricant on the belt or also perform different maintenance, care or repair measures on the belt.
  • the conveyor belts to be examined can in principle be of any type, but are in particular conveyor belts for the transport of beverage containers which have at least one surface made of a plastic, a metal or a composite material.
  • expressly included by the conveyor belts are also transport chains, which can be used, for example, for comparable purposes.
  • a particular advantage of the device is that it can be used universally for various types of conveyor belts and does not have to be individually matched to a single conveyor belt.
  • the inventive device either fixed to a conveyor belt for permanent monitoring of the conveyor belt, but it may also be a mobile unit which is used for the phase-wise monitoring of the surface condition of a conveyor belt.
  • Another particular advantage of the device is that it does not form a direct contact between the optical system and the conveyor belt, but allows non-contact monitoring of the conveyor belt.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for determining the condition of a conveyor belt surface.
  • Fig. 1 shows schematically a conveyor belt 1 for the transport of beverage containers, here for the transport of beverage bottles 2.
  • the conveyor belt 1 is designed as a transport chain, each chain link (not shown here) has a conveyor belt surface 3 made of plastic.
  • FIG. 1 shows an optical system 4 with a polarization camera 5, which has an image sensor (not shown here) with a polarization filter (not shown here), which detects four polarization planes simultaneously.
  • the polarization camera 5 is connected to a data storage and evaluation unit 6, which is designed to record the polarization levels detected by the polarization camera 5, process them and store them as a data record.
  • a lighting unit 7 is arranged, which uniformly emits the area of the conveyor belt surface 3 covered by the polarization camera 5 with polarized light, so that the polarization camera 5 detects the light 8 polarized by the lighting unit 7 and reflected by the conveyor belt surface 2.
  • a light (8) can generally be used for irradiation, which in each case must be determined in terms of light type and intensity and in particular is variable.
  • the essential parameters are wavelengths and / or polarity levels, which are possibly used in a time-variable manner.
  • a deflection unit 9 is arranged, which directs the beverage bottles 2 before the conveyor belt return and before the detection area 10 of the conveyor belt surface 3 by the optical system 4 on a further second conveyor belt (not shown here).
  • beverage bottles 2 are conveyed on the conveyor belt 1 in the transport direction (indicated by arrows) of the conveyor belt 1.
  • the speed of the conveyor belt 1 is 2.5 m / s.
  • the beverage bottles 2 are directed by the conveyor belt 1 to another conveyor belt.
  • the conveyor belt 1 enters the detection area 10 of the optical system 4.
  • the detection area 10 covers the entire width of the conveyor belt 1 and is evenly illuminated by a lighting unit 7 in the present performance version, for example with a polarized light 8, while the choice of light or wavelengths of the respective inspection task depends.
  • the polarized light 8 strikes the conveyor belt surface 3 made of plastic.
  • the plastic in the conveyor belt surface 3 has the effect of changing the polarization plane of the light with the reflection of the light 8 on its surface.
  • the light beams reflected by the conveyor belt surface 3 are subsequently detected by the polarization camera 5 in four different polarization planes.
  • the plane of polarization of the light rays reflected by the contaminants undergoes a different change in the plane of polarization relative to the light rays which are directly reflected by the conveyor belt surface 3, so that the regions of the conveyor belt 1 in which contaminants 11 are present are separated from the light beams Polarization camera 5 detected polarization levels are visible contrasting.
  • the detected by the polarization camera 5 four polarization planes are forwarded to the data storage and evaluation unit 6 and stored as data.
  • the data storage and evaluation unit 6 determines, for example, in which regions of the conveyor belt surface 3 what type of stress and possibly in what intensity (contamination, etc.) is present, ie how the surface condition is. Due to the fact that the conveyor belt is continuously monitored by the optical system 4, with each passage of the conveyor belt 1 through the detection area 10, a detection of the soiled / stressed areas of the conveyor belt 3. By means of a data comparison, for example.
  • the change in the conveyor belt surface 3, ie, a change in the surface condition can be determined. As soon as the conveyor belt surface 3, for example, exceeds a setpoint stored in the data storage and evaluation unit 6, or a predetermined maximum Change is achieved, a maintenance and care or repair interval for the conveyor belt 1 can be started.
  • the conveyor belt 1 After the removal of the stress on the transport surface 3, possibly, for example. Also at every engine start, the conveyor belt 1 is again passed through the detection area 10 of the optical system 4, the state of the conveyor belt surface 3 is detected in the cleaned, repaired state / start state and as Record saved. In the further course, the assessment of the surface condition of the conveyor belt surface 3 can be made on the basis of the after the waiting and repair interval or in the start state recording of the state of the surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Zustandes einer Transportbandoberfläche. Um an einem bewegten Transportband einen Oberflächenzustand zu ermitteln, ist ein optisches System vorgesehen,dasmindestens zwei Polarisationsebenen von Licht, das von der Oberfläche des Transportbands reflektiert wird, gleichzeitig erfasst und unter Berücksichtigung der erfassten Polarisationsebenen den Oberflächenzustand ermittelt.

Description

Polarisationskamera zur Überwachung von Förderbändern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Zustandes einer Transportbandoberfläche an dem bewegten Transportband mit einem optischen System.
Transportbandoberflächen unterliegen im Betrieb unterschiedlichen Beanspruchungen wie bspw. einer Abnutzung, Verschmutzung oder auch Beschädigung, die ein regelmäßiges Wartungs- und Pflegeintervall notwendig machen. Dabei werden die entsprechenden Maßnahmen in einem festgelegten Zeitintervall durchgeführt, unabhängig davon, wie der konkrete Oberflächenzustand des Transportbandes ist.
Um die Wartungs- und Pflegeintervalle an den konkreten Bedarf anzupassen, ist es notwendig, den Oberflächenzustand und deren Veränderung laufend zu erfassen, um auftretende Beanspruchungen zeitnah beheben zu können.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Oberflächenzustandes eines Transportbandes bereitzustellen.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei sind alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegen-stand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Polarisationsgrad des von der Oberfläche reflektierten Lichts abhängig von der Art und der Stärke der jeweiligen Beanspruchung ist. Bei der Betrachtung einer Polarisationsebene des von der Oberfläche reflektierten Lichts erscheinen somit beanspruchte, d.h. bspw. abgenutzte oder verschmutzte Bereiche der Oberfläche, kontrastierend zu bspw. unbeanspruchten Oberflächenbereichen. Auch erfolgt zwischen den unterschiedlichen Beanspruchungsarten und der jeweiligen Beanspruchungsintensität eine unterschiedliche Polarisation. Der Polarisierungsgrad des von der Transportbandoberfläche reflektierten Lichts ist somit abhängig von dem Ober- flächenzustand des Transportbandes.
Problematisch bei der zeitlich versetzten Verwendung unterschiedlicher Polarisationsebenen zur Ermittlung des Oberflächenzustandes ist jedoch, dass bei bewegten Oberflächen ein Verzerrungseffekt auftritt, der eine Ermittlung des Oberflächenzustandes am bewegten Transportband stark erschwert oder sogar verhindert. Umso überraschender ist es, das aufgrund der gleichzeitigen Erfassung von mindestens zwei Polarisationsebenen die auftretenden Verzerrungseffekte oder ggf. auch weitere Störungen in den Polarisationsebenen ausgefil- tert werden können. D.h., der Oberflächenzustand der Transportbandoberfläche wird in jeder dem optischen System möglichen Polarisationsebene erfasst und vom optischen System aufgearbeitet, bspw. zu Datensätzen umgewandelt und abgespeichert. Bei der Ermittlung filtert das optische System die Verzerrungseffekte oder anderweitige Störungen wie bspw. Reflexionen heraus und ermittelt anhand der gefilterten Daten/Bilder der Polarisationsebenen den Ort der Beanspruchung, die jeweilige Beanspruchungsart und ggf. die Stärke der Beanspruchung am Transportband, d.h. den Oberflächenzustand des jeweiligen Transportbandabschnittes. Mit dem Verfahren ist es somit möglich, den Oberflächenzustand des gesamten Transportbandes aufgrund des in den Polarisationsebenen auftretenden Kontrastes zwischen den einzelnen unterschiedlich beanspruchten Transportbandabschnitten zu ermitteln. So können Wartungs-, Pflege- oder auch Reparaturmaßnahmen am Transportband durchgeführt werden, sobald mittels des Verfahrens und der Vorrichtung entsprechende vollflächige oder abschnittsweise Veränderungen des Oberflä- chenzustandes oder von einem Sollwert abweichende Oberflachenzustande des Transportbandes ermittelt wurden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das optische System den Oberflächenzustand des Transportbandes berührungslos ermitteln kann.
Unter Transportbändern werden bspw. auch Transportketten verstanden, d.h. dass sich alle weiteren Ausführungen zu Transportbändern auch auf Transportketten beziehen. Die Transportbänder können insbesondere zum Transport von Getränkebehältern, bspw. Getränkeflaschen oder Dosen aus Kunststoff, Glas oder Metall ausgebildet sein. Die Transportbänder bzw. deren Oberflächen können bspw. aus Metall, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff bestehen. Insbesondere Transportbänder mit einer Oberfläche aus Kunststoff haben dabei den besonderen Vorteil, dass von ihrer Oberfläche reflektiertes Licht polarisiert wird.
D.h., dass von der unbeanspruchten Transportbandoberfläche reflektierte Lichtstrahlen polarisiert sind, die auf den beanspruchten bspw. verschmutzen Transportbandabschnitt auftreffenden und reflektierten Lichtstrahlen jedoch abhängig von der Art der Beanspruchung, entweder nicht polarisiert sind oder einen andere Polarisationsgrad aufweisen.
Bei Transportbändern mit einer Oberfläche aus Metall wird das von der Oberfläche reflektierte Licht dagegen nicht polarisiert, wohingegen jedoch Trans- portbandabschnitte, auf denen eine Verschmutzung oder o.ä. vorliegt, eine Polarisation des von ihrem Abschnitt reflektierten Lichts bewirken können, so dass diese Abschnitte dementsprechend in den Polarisationsebenen wieder kontrastierend erscheinen. Bei der Ermittlung des Oberflächenzustandes werden besonders bevorzugt Beschädigungen, Oberflächenspannungen und/oder Verschmutzungen, insbesondere ein Verschmutzungsgrad oder eine Verschmutzungsart erfasst. Diese Beanspruchungen an der Bandoberfläche bewirken alle eine Veränderung des Polarisationsgrades des reflektierten Lichts. So ist insbesondere die Ermittlung von Verschmutzungen besonders gut möglich, da bspw. Flüssigkeiten, Fette oder auch Schmiermittel einen von der Bandoberfläche deutlich abweichenden Polarisationsgrad des Lichts aufweisen, so dass diese besonders exakt in den einzelnen erfassten Polarisationsebenen als Kontrast zur Bandoberfläche erfasst werden können.
Dabei ist es bspw. auch möglich, Verschmutzungen nach ihrer Art zu erfassen. So erzeugen auf der Bandoberfläche aufliegende Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsfilme einen anderen Kontrast in den Polarisationsebenen des Lichts als bspw. Fette, Schmiermittel oder auch metallische Verunreinigungen auf der Bandoberfläche. Insbesondere können das Verfahren und die Vorrichtung zum Ermitteln von auf der Oberfläche vorhandenen Flüssigkeiten genutzt werden. Zudem ist es bspw. möglich, einen Schmiermittelauftrag auf der Transportbandoberfläche sowohl örtlich als auch quantitativ zu ermitteln und eine Schmiermittelauftragsvorrichtung entsprechend anzusteuern.
Zur Ermittlung des Oberflächenzustandes bei einer bewegten Transportband- Oberfläche ist es wie bereits ausgeführt notwendig, mindestens zwei Polarisationsebenen des reflektierten Lichts zu ermitteln. Diese Polarisationsebenen müssen zudem gleichzeitig ermittelt werden, um die Ermittlung des Oberflächenzustandes am bewegten Transportband zu ermöglichen. Das optische System kann dementsprechend bspw. aus zwei oder mehreren Kamerasystemen mit jeweils einem Bildsensor und dazugehörigen Polarisationsfilter aufgebaut sein. Beide Kamerasysteme sind bei der Erfassung auf den gleichen Bandabschnitt ausgerichtet. Dabei kann das optische System bspw. das Transportband in der vollen Breite gleichzeitig erfassen. Auch kann das optische System das Transportband bspw. in der Breite nur abschnittsweise erfassen und dementsprechend bspw. nach einem vollständigen Durchlauf des Transportbandes seine Position verändern und einen weiteren Breitenabschnitt erfassen.
Zur Vereinfachung der Erfassung weist nach einer Weiterbildung der Erfindung das optische System einen einzelnen Bildsensor mit Polarisationsfilter auf, der mindestens zwei oder mehrere Polarisationsebenen gleichzeitig erfasst. Derartige optische Systeme sind bspw. aus der DE 10 2208 014 334 A1 oder der DE 20 2012 010 977 U1 bekannt. Ein derartiges System weist den Vorteil auf, dass es insbesondere deutlich kostengünstiger als zwei parallel geschaltete Systeme ist und zudem die Verarbeitung der von dem optischen System erfassten Daten deutlich vereinfacht ist. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Geschwindigkeit, mit der das Transportband am optischen System vorbeiläuft, auf ihrer für die jeweilige Anwendung üblichen Geschwindigkeit beizubehalten.
Um eine ständige Kontrolle über den Zustand der Oberfläche zu haben, erfasst das optische System die Oberfläche im Betrieb des Transportbandes permanent. Alternativ kann es bspw. auch in bestimmten Zeitintervallen mindestens einmal das Transportband vollständig erfassen und mit den Daten eines vorherigen Erfassungsdurchgang vergleichen, um Veränderungen zu ermitteln. Um den Kontrast in den Polarisationsebenen zwischen dem direkt von der Transportbandoberfläche und dem von dem beanspruchten Transportbandabschnitt reflektierten Licht zu verbessern, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Oberfläche des Transportbandes mit einem polarisierten Licht bestrahlt wird.
Polarisiertes Licht hat den Vorteil, dass es in einer Polarisationsebene auf die Oberfläche fällt und von dieser reflektiert wird. Insbesondere bei Transportbändern mit einer Metalloberfläche ist die Verwendung von polarisiertem Licht vorteilhaft, da Metalloberflächen keine Polarisation des auf sie bzw. von ihr reflektierten Lichts bewirkt. Insofern werden bei Transportbändern mit einer Metalloberfläche ausschließlich die reflektierten Lichtstrahlen polarisiert, die von den beanspruchten Transportbandabschnitten reflektiert werden. D.h., dass bspw. die verschmutzten oder beschädigten Abschnitte in den Polarisationsebenen kontrastierend hervorgehoben sind.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die Ermittlung des Zustandes der Transportbandoberfläche an einem bewegten Transportband erfolgt, d.h. die Erfassung der Polarisationsebenen erfolgt bspw. im normalen Betrieb des Transportbandes. Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Erfassen der Polarisationsebenen bei einer Bandlaufgeschwindigkeit von mindestens 2 m/s, bevorzugt mindestens 2,5 m/s, besonders bevorzugt mindestens 3 m/s und vorzugsweise zwischen 2 m/s bis 5 m/s.
Um die Erfassung der Transportbandoberfläche zu verbessern, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das optische System zum Erfassen von hochauflösenden Bildern ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, auch kleinste Beanspruchung, bspw. Mikrorisse oder Änderungen in der Gefügestruktur des Transportbandes bzw. auch geringfügige Verschmutzungen der Transportbandoberfläche, zu ermitteln. Zudem wird die Möglichkeit der Ermittlung, um welche Art von Beanspruchung bspw. auch welche Art von Verschmutzung es sich handelt bzw. in welchem Bereich diese auf der Transport- bandoberfläche vorliegt, deutlich verbessert.
Um den vom optischen System erfassten Zustand der Transportbandoberfläche zu einem späteren Zeitpunkt abrufen zu können, wird der ermittelte Zustand der Transportbandoberfläche besonders bevorzugt von dem optischen System verarbeitet, insbesondere als digitaler Wert dargestellt und abgespeichert. Die Digitalwerte sind für die betreffende Oberfläche des Transportbandes eindeutig und stellen bspw. einen Ausgangswert des Oberflächenzustandes dar, auf dessen Grundlage und über einen Vergleich mit mindestens einem weiteren Erfassungsdurchgang eine Veränderung des Zustandes der Transportband- Oberfläche ermittelt werden kann. Insofern ist besonders bevorzugt, dass zur Identifizierung einer Veränderung des Oberflächenzustandes dieser nochmals ermittelt und mit dem zuerst ermittelten und abgespeicherten Oberflächenzu- stand verglichen wird. So könnte sogar bspw. eine sich über die ganze Oberfläche bspw. gleichmäßige Veränderung des Oberflächenzustandes ermittelt werden. Weiter löst die Erfindung die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Ermittlung des Zustandes einer Transportbandoberfläche an einem bewegten Transportband mit einem optischen System, das mindestens zwei Polarisationsebenen des von der Transportbandoberfläche reflektierten Lichts gleichzeitig erfasst und unter Berücksichtigung der erfassten Polarisationsebenen den Oberflächenzu- stand ermittelt.
Die erfinderische Vorrichtung ist dazu ausgebildet, unterschiedliche mindestens zwei Polarisationsebenen des reflektierten Lichts zu erfassen und Störungen in den Polarisationsebenen, bspw. durch die Bewegung des Transportbandes hervorgerufene Verzerrungseffekte, auszufiltern. Dies kann derart erfolgen, dass die unterschiedlichen Polarisationsebenen und die dort auftretenden Kontrastunterschiede der sich unterscheidenden Zustände einzelner Oberflächenabschnitte verglichen werden und hierüber eine Ermittlung des Oberflächenzustandes erfolgt, bspw. durch eine Bestimmung der Lage des bean- spruchten Bereichs auf der Transportbandoberfläche, der jeweiligen Beanspruchungsart und/oder Beanspruchungsintensität.
So ist die Vorrichtung insbesondere dazu ausgebildet, die unterschiedlichen Arten von Verschmutzungen, bspw. abschnittsweise vorliegende Flüssigkeiten wie Wasser oder auch ganze Feuchtigkeitsfilme aufgrund der Kontrastunterschiede in den Polarisationsebenen, zu ermitteln. Auch ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, bspw. eine Schmiermittelverteilung über die Bandoberfläche zu ermitteln und festzustellen, ob Bereiche mit zu wenig Schmiermittel bzw. zu hohem Schmiermittelauftrag vorliegen. Dementsprechend kann die Vorrichtung bspw. mit weiteren Steuerungseinheiten gekoppelt sein, die z.B. den Schmiermittelauftrag auf dem Band steuern oder auch unterschiedliche Wartungs-, Pflege- oder Reparaturmaßnahmen am Band durchführen. Die zu untersuchenden Transportbänder können grundsätzlich jeglicher Art sein, sind jedoch insbesondere Transportbänder zum Transport von Getränkebehältern, die mindestens eine Oberfläche aus einem Kunststoff, einem Metall oder einem Verbundwerkstoff aufweisen. Ausdrücklich eingeschlossen von den Transportbändern sind auch Transportketten, die bspw. für vergleichbare Zwecke benutzt werden können.
Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung ist, dass diese universal für verschiede- ne Arten von Transportbändern eingesetzt werden kann und nicht individuell auf ein einzelnes Transportband abgestimmt sein muss. So ist es bspw. möglich, die erfinderische Vorrichtung entweder fest an einem Transportband für eine dauerhafte Überwachung des Transportbandes einzusetzen, es kann sich jedoch auch um eine mobile Einheit handeln, die zur phasenweisen Überwa- chungen des Oberflächenzustandes eines Transportbandes eingesetzt wird. Ein weiterer besonderer Vorteil der Vorrichtung ist, dass diese keinen direkten Kontakt zwischen dem optischen System und dem Transportband ausbildet, sondern eine berührungslose Überwachung des Transportbandes ermöglicht. Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung der entsprechenden Vorrichtung darstellen. Analog sind Aspekte, die im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, auch als eine Beschreibung eines entsprechenden Verfahrensschrittes oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 : in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Ermittlung des Zustandes einer Transportbandoberfläche. Fig. 1 zeigt schematisch ein Transportband 1 zum Transport von Getränkebehältern, hier zum Transport von Getränkeflaschen 2. Das Transportband 1 ist als Transportkette ausgebildet, wobei jedes Kettenglied (hier nicht dargestellt) eine Transportbandoberfläche 3 aus Kunststoff aufweist.
Weiter zeigt die Fig. 1 ein optisches System 4 mit einer Polarisationskamera 5, die einen Bildsensor (hier nicht dargestellt) mit einem Polarisationsfilter (hier nicht dargestellt) aufweist, der vier Polarisationsebenen gleichzeitig erfasst. Die Polarisationskamera 5 ist mit einer Datenspeicher- und Auswerteinheit 6 ver- bunden, die dazu ausgebildet ist, die von der Polarisationskamera 5 erfassten Polarisationsebenen aufzunehmen, zu verarbeiten und als Datensatz abzuspeichern. Zudem ist eine Beleuchtungseinheit 7 angeordnet, die den von der Polarisationskamera 5 erfassten Bereich der Transportbandoberfläche 3 mit polarisiertem Licht gleichmäßig ausstrahlt, so dass die Polarisationskamera 5 das von der Beleuchtungseinheit 7 polarisierte und von der Transportbandoberfläche 2 reflektierte Licht 8 erfasst. Dabei kann generell abhängig von der Inspektionsaufgabe ein Licht (8) zur Bestrahlung eingesetzt werden, dass das hinsichtlich Lichtart und -Intensität jeweils bestimmt werden muss und insb. veränderlich ist. Die wesentlichen Parameter sind dabei Wellenlängen und/oder Polaritätsebenen, welche ggf. zeitlich veränderbar eingesetzt werden.
Des Weiteren ist eine Umlenkungseinheit 9 angeordnet, die die Getränkeflaschen 2 vor der Transportbandrückführung und vor dem Erfassungsbereich 10 der Transportbandoberfläche 3 durch das optische System 4 auf ein weiteres zweites Transportband (hier nicht dargestellt) lenkt.
Bei der Durchführung des Verfahrens werden auf dem Transportband 1 Getränkeflaschen 2 in Transportrichtung (durch Pfeile gekennzeichnet) des Trans- portbandes 1 befördert. Die Geschwindigkeit des Transportbandes 1 beträgt dabei 2,5 m/s. Mit dem Erreichen der Umlenkeinheit 9 werden die Getränkeflaschen 2 von dem Transportband 1 auf ein weiteres Transportband gelenkt. Nach dem Abführen der Getränkebehälter läuft das Transportband 1 in den Erfassungsbereich 10 des optischen Systems 4 ein. Der Erfassungsbereich 10 umfasst die gesamte Breite des Transportbandes 1 und wird von einer Beleuchtungseinheit 7 in der vorliegenden Aufführungsversion beispielsweise mit einem polarisierten Licht 8 gleichmäßig ausgeleuchtet, dabei ist die Wahl des Lichts bzw. der Wellenlängen von der jeweiligen Inspektionsaufgabe abhängig. Das polarisierte Licht 8 trifft auf die Transportbandoberfläche 3 aus Kunststoff. Der Kunststoff in der Transportbandoberfläche 3 hat die Wirkung, dass er mit der Reflektion des Lichts 8 an seiner Oberfläche die Polarisationsebene des Lichts verändert. Die von der Transportbandoberfläche 3 reflektierten Lichtstrahlen werden anschließend von der Polarisationskamera 5 in vier verschiedenen Polarisationsebenen erfasst. Dabei erfährt die Polarisationsebene der an den Verschmutzungen reflektierten Lichtstrahlen gegenüber den Lichtstrahlen, die direkt von der Transportbandoberfläche 3 reflektiert werden, eine andere Ver- änderung der Polarisationsebene, so dass die Bereiche des Transportbandes 1 , in denen Verschmutzungen 1 1 vorliegen, in den von der Polarisationskamera 5 erfassten Polarisationsebenen kontrastierend sichtbar sind.
Die von der Polarisationskamera 5 erfassten vier Polarisationsebenen werden an die Datenspeicher- und Auswerteinheit 6 weitergeleitet und als Daten abgespeichert. Dabei ermittelt die Datenspeicher- und Auswerteinheit 6 bspw. in welchen Bereichen der Transportbandoberfläche 3 welche Art von Beanspruchung und ggf. in welcher Intensität (Verschmutzungen etc.) vorliegt, d.h., wie der Oberflächenzustand ist. Aufgrund dessen, dass das Transportband laufend von dem optischen System 4 überwacht wird, erfolgt mit jedem Durchgang des Transportbandes 1 durch den Erfassungsbereich 10 eine Erfassung der verschmutzten/beanspruchten Bereiche der Transportbandoberfläche 3. Mittels eines Datenvergleichs, der bspw. durch die Datenspeicher- und Auswerteinheit 6 durchgeführt wird, kann dabei die Veränderung der Transportbandoberfläche 3, d.h. eine Veränderung des Oberflächenzustandes, ermittelt werden. Sobald die Transportbandoberfläche 3 bspw. einen in der Datenspeicher- und Auswerteinheit 6 hinterlegten Sollwert überschreitet oder eine festgelegte maximale Veränderung erreicht ist, kann ein Wartungs- und Pflege- bzw. Reparaturintervall für das Transportband 1 gestartet werden.
Nach der Behebung der Beanspruchung auf der Transportoberfläche 3, ggf. bspw. auch bei jedem Maschinenstart, wird das Transportband 1 erneut durch den Erfassungsbereich 10 des optischen Systems 4 geführt, der Zustand der Transportbandoberfläche 3 wird im gereinigten, reparierten Zustand/Startzustand erfasst und als Datensatz abgespeichert. Im weiteren Verlauf kann die Beurteilung des Oberflächenzustandes der Transportbandoberfläche 3 anhand der nach dem Warte- und Reparaturintervall bzw. der im Startzustand erfolgten Aufnahme des Zustandes der Oberfläche erfolgen.
Auf diese Weise ist es besonders einfach möglich, Reparatur-, Pflege- und Wartungsintervalle bedarfsgerecht an den realen Zustand des Transportbandes 1 anzupassen.
Bezugszeichenliste
1 Transportband
2 Getränkeflaschen
3 Transportbandoberfläche
4 optisches System
5 Polarisationskamera
6 Datenspeicher- und Auswerteinheit
7 Beleuchtungseinheit
8 Lichtstrahl
9 Umlenkungseinheit
10 Erfassungsbereich
1 1 Verschmutzungen

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Ermittlung des Zustandes einer Transportbandoberfläche an einem bewegten Transportband (1 ), wobei ein optisches System (4) mindes- tens
- zwei Polarisationsebenen von Licht (8), das von der Oberfläche (3) des Transportbands (1 ) reflektiert wird, gleichzeitig erfasst und
- unter Berücksichtigung der erfassten Polarisationsebenen den Ober- flächenzustand ermittelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an der Transportbandoberfläche (3) vorliegende Beschädigungen, Oberflächenspannungen und/oder Verschmutzungen, insbesondere ein Verschmutzungsgrad und/oder eine Verschmutzungsart, erfasst werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (4) einen Bildsensor mit Polarisationsfilter aufweist, der mindestens zwei oder mehr Polarisationsebenen gleichzeitig erfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (3) des Transportbandes (1 ) mit einem Licht (8) bestrahlt wird, das hinsichtlich der Wellenlänge und/oder Polaritätsebene veränderlich ist. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Transportbandes (1 ) beim Erfassen der Polarisationsebene mindestens 2m/s, bevorzugt mindestens 2,
5 m/s, besonders bevorzugt mindestens 3 m/s und vorteilhafterweise zwischen 2 m/s bis 5 m/s beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (4) zum Erfassen von hochauflösenden Bildern ausgebildet ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Oberflachenzustand verarbeitet, insbesondere digitalisiert und abgespeichert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifizierung einer Veränderung des Oberflachenzustandes dieser nochmals ermittelt und mit den zuerst ermittelten und abge- speicherten Oberflächenzustandsdaten verglichen wird.
9. Vorrichtung zur Ermittlung eines Oberflachenzustandes an einem einer bewegten Transportbands (1 ) mit
- einem optischen System (4), das mindestens zwei Polarisationsebe- nen des von der Oberfläche (3) reflektierten Lichts (8) gleichzeitig er- fasst und
- unter Berücksichtigung der erfassten Polarisationsebenen den Ober- flächenzustand ermittelt.
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