EP4568829A2 - Wellpappenanlage sowie verfahren zur überprüfung einer planlage von bögen aus wellpappe - Google Patents

Wellpappenanlage sowie verfahren zur überprüfung einer planlage von bögen aus wellpappe

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Publication number
EP4568829A2
EP4568829A2 EP23748774.9A EP23748774A EP4568829A2 EP 4568829 A2 EP4568829 A2 EP 4568829A2 EP 23748774 A EP23748774 A EP 23748774A EP 4568829 A2 EP4568829 A2 EP 4568829A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
test area
camera
corrugated cardboard
sheet
sheets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23748774.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Münster
Sascha-Michele POLESE
Stefan TRENZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BHS Corrugated Maschinen und Anlagenbau GmbH
Original Assignee
BHS Corrugated Maschinen und Anlagenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BHS Corrugated Maschinen und Anlagenbau GmbH filed Critical BHS Corrugated Maschinen und Anlagenbau GmbH
Publication of EP4568829A2 publication Critical patent/EP4568829A2/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/20—Corrugating; Corrugating combined with laminating to other layers
    • B31F1/24—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed
    • B31F1/26—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions
    • B31F1/28—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions combined with uniting the corrugated webs to flat webs ; Making double-faced corrugated cardboard
    • B31F1/2831—Control
    • B31F1/284—Warp prevention
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/20—Corrugating; Corrugating combined with laminating to other layers
    • B31F1/24—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/02—Feeding or positioning sheets, blanks or webs
    • B31B50/04—Feeding sheets or blanks
    • B31B50/042—Feeding sheets or blanks using rolls, belts or chains

Definitions

  • the invention relates to a corrugated cardboard system and a method for checking the flatness of sheets of corrugated cardboard.
  • Corrugated cardboard systems are well known and are used to produce individual sheets of corrugated cardboard.
  • the aim is to ensure that the individual sheets are as flat as possible, as this is a crucial criterion in terms of quality and further processing.
  • Flatness is understood to mean that a respective arch is flat and without curvature. A deviation from such a flat position in the form of a curvature is also referred to as a “warp”.
  • Camera-based systems for monitoring a corrugating plant or for checking the corrugated cardboard produced are well known. Markers are applied to the corrugated cardboard.
  • a luminescence marker system is described in DE 10 2015 204 407 A1. Detecting a deviation from flatness requires a high level of accuracy in order to obtain reliable information about such a deviation in such a camera-based monitoring system.
  • the invention is based on the object of ensuring a reliable, automatic check of the flatness of the sheets produced in a corrugated cardboard plant with little effort.
  • the object is achieved according to the invention by a method for monitoring a flatness of sheets of corrugated cardboard, wherein a) the sheets are placed partially one above the other on a conveyor belt extending in a longitudinal direction and are conveyed in the longitudinal direction, so that a front edge of a leading sheet is on rests on a trailing sheet, b) a defined area of a conveyor device of the corrugated cardboard plant is specified as a test area, c) at least one camera is provided with which images of the test area are recorded, whereby d) the camera, viewed in the longitudinal direction, is positioned leading to the test area and obliquely is oriented towards the test area and thus towards the front edge of a sheet located in the test area, e) based on at least one of the recorded images, the course of the front edge is analyzed by means of an automatic image evaluation, with regard to a deviation of a respective sheet from a flat position this bow.
  • At least one conveyor device extending in a longitudinal direction is arranged for conveying sheets of corrugated cardboard, the sheets being partially placed one above the other during operation on the conveyor belt, so that a front edge of a leading sheet rests on a trailing sheet, - a defined area of the conveyor device is specified as a test area,
  • At least one camera is arranged, which is designed to record images of the test area, whereby
  • the camera viewed in the longitudinal direction, is positioned in front of the test area and is oriented obliquely towards the test area and thus towards the front edge of a sheet located in the test area,
  • An evaluation unit is arranged, which is set up to analyze the course of the front edge with regard to a deviation from a flat position of the sheet based on at least one of the recorded images by means of an automatic image evaluation.
  • the camera position is arranged diagonally in front of the inspection area, so that the camera's viewing direction is directed from the front towards a respective overlapping end edge of the respective sheet.
  • the conveyor device is preferably provided with lighting, so that the front edges or a corresponding shadow cast make the front edges clearly visible in the image. This enables reliable, automatic image evaluation of the course and thus the profile of the front edge. Based on the course of the front edge in the transverse direction, i.e. perpendicular to the longitudinal direction, curvatures and curvatures that are formed on the front edge of the respective sheet can be immediately recognized and evaluated as a characteristic value for a deviation from the flatness.
  • the evaluation unit is set up and designed accordingly and has in particular a processor, typically a data memory and in particular one or more suitable algorithms with the help of which the automatic image evaluation is carried out.
  • Another significant advantage of the method described and the corrugated cardboard system described is that a large amount of additional information can be obtained using the camera, so that the camera can and is preferably used for further monitoring tasks - both automatic and manual. Overall, this measure of edge evaluation keeps the total monitoring and system effort for checking the corrugated cardboard system during the production of corrugated cardboard low.
  • an individual identification of a respective sheet is made possible and given.
  • an identification of a respective arch must also be provided in order to be able to reliably assign the measured distance profile to a respective arch.
  • the conveyor device is in particular a section of the corrugated cardboard system in the area of the so-called drying end.
  • the conveyor device is part of a storage system, which is arranged downstream of a cross cutter, which divides the endless corrugated cardboard produced into individual sheets.
  • the sheets are placed in the storage system on one or more conveyor belts, which are also referred to as storage belts, and are further conveyed, for example to a stacking device.
  • the individual sheets are stored and conveyed overlapping one another. They therefore lie on top of each other like scales. This is also referred to below as a scaled arrangement.
  • conveyor belts which are arranged next to one another and in particular running one above the other.
  • at least one camera is installed on each conveyor belt.
  • the at least one camera is aimed at a specific subarea of the conveyor device and specifically of the conveyor belt, which forms the test area of the conveyor device. This means that the camera images a portion of the conveyor device in a respective recorded image.
  • the camera is adjusted in such a way that at least part of the recorded image depicts the test area.
  • an edge extraction is carried out to identify the respective front edge and an extracted front edge is obtained.
  • a suitable executable program/algorithm is therefore installed in the evaluation unit, with the help of which the edge extraction is carried out automatically.
  • Such algorithms for detection and edge extraction in a recorded image are generally known and are also referred to as edge detection filters.
  • edge detection filters For example, the points with a predetermined change in brightness in the recorded image, especially a gray value image, are determined.
  • Such algorithms allow reliable identification of the course of the front edge.
  • the extracted front edge is preferably evaluated with regard to the deviation from the flat position.
  • the course of the Front edge is evaluated in particular with regard to maximum values, minimum values, deviations from an average, curvature behavior, etc.
  • the extracted front edge is expediently approximated using a curve fit and thus by a mathematical function.
  • This mathematical function is then evaluated with regard to the deviation from flatness.
  • the aforementioned parameters, at least some of them, are analyzed by functional analysis such as by forming derivatives, etc.
  • the curve fit is, for example, a higher degree polynomial fit.
  • a so-called spline interpolation is preferably carried out. This is particularly suitable for warp detection, since very strong curvatures can occur in the sheets, for example due to creasing, which can be well approximated using spline interpolation.
  • the sheets are further analyzed with regard to twist, preferably based on the identified and extracted front edge.
  • the sheets are regularly oriented parallel to the longitudinal direction and have edges and structures running in the longitudinal direction, for example the outer edges, a groove or a longitudinal cutting edge.
  • the end edge is typically designed as a transverse edge which runs transversely to such longitudinal edges of the sheet and is therefore also oriented transversely to the longitudinal direction of the conveyor belt when properly deposited on the conveyor belt.
  • image analysis is now used to automatically check whether the front edge runs transversely to the longitudinal direction.
  • the length of the front edge i.e. its extent in the transverse direction, is measured using automatic image evaluation and compared with a target value.
  • the target value results from the (known) width of the respective sheet and the imaging geometry of the camera.
  • the width of the sheet is preferably used and read out from the system control for the evaluation. If there is a twist, the measured edge length is less than the target value. Based on the difference to The desired value is preferably also based on the degree of rotation. If a twist is identified, especially a twist that exceeds a limit value, a warning message is issued. According to a preferred development, when a twist is identified, the degree of twist is also determined.
  • the previously identified rotation is automatically taken into account during warp detection.
  • an image correction is therefore first carried out to compensate for the rotation.
  • the image is subjected to a rotation so that the previously measured rotation of the sheet is compensated for and thus reversed. This measure enables a reliable evaluation of the extracted front edge.
  • a height measurement is omitted.
  • a distance is usually measured from a reference level to, in particular, several surface areas of the arch. This waiver means that the technical expenditure on equipment is kept to a minimum.
  • markers are fixed in the area of the conveyor belt, which are correlated with the test area and in particular limit it.
  • the camera also records the markers so that they are included in the captured image.
  • the markers can be passive or active markers. Active markers have active lighting elements, for example (LED) light sources. Passive markers lack such lighting elements. Passive markers are, for example, colored markings or reflective elements. These passive markers are, for example, attached to the edge of the conveyor belt in the manner of foils.
  • test area is defined by a defined setting and configuration, for example when commissioning the system. set. This includes, for example, a defined alignment of the camera with respect to the conveyor device.
  • the markers Based on the markers, it is also preferably checked using automatic image evaluation whether the test area depicted in the recorded image is oriented according to a predetermined target orientation.
  • This measure checks a technical adjustment of the device, especially the adjustment of the camera in relation to the conveyor belt. Changes in the camera position during operation, for example due to vibrations, etc., and any associated misalignment are therefore detected. If such a deviation of the imaged test area from the target orientation is detected, an automatic correction is preferably carried out. If, for example, it is recognized that the imaged test area is twisted or distorted relative to its target orientation, a corresponding image transformation is carried out, which reverses this twist/distortion. This is preferably done before edge extraction and analysis are carried out.
  • the images recorded regularly have a perspective, specifically a so-called vanishing point perspective.
  • vanishing point perspective This means that parallel structures extending in the longitudinal direction converge towards one another in the direction of an imaginary vanishing point.
  • a correction of this vanishing point perspective is automatically carried out.
  • the captured image is automatically processed by a corresponding image transformation so that edges that actually run parallel also run parallel to one another in the captured image.
  • the captured perspective image is converted into a top view image.
  • Such a correction is particularly important if the sheets deposited on the conveyor belt only extend over part of the width of the conveyor belt and are arranged at the edge.
  • the camera is generally preferably arranged centrally with respect to the conveyor belt. Due to the arrangement of the camera in front In the test area, the off-center arrangement of the arcs leads to a certain distortion, which can lead to errors in edge detection and edge evaluation without the corresponding correction of the vanishing point perspective.
  • information from a system control system is used, which is taken into account for the automatic image evaluation.
  • This information is in particular information about where creasing or cutting is carried out. Specifically, the position of the cutting knife is taken from the system control and taken into account for the image evaluation. This allows the image area to be examined with regard to longitudinal structures to be clearly limited. Further information is, for example, the width of a respective individual sheet known and stored in the system control.
  • each of these individual sheets arranged next to one another is preferably analyzed with regard to a deviation from the flatness, as was previously described.
  • the camera is also used for an optical monitoring system, which is designed for optical, manual monitoring of the corrugated cardboard system by operating personnel.
  • the images recorded by the camera are displayed on a monitoring monitor of the monitoring system, which is monitored by the operating personnel. This enables optical manual control of the corrugated cardboard system and especially of the conveyor device, particularly in real time.
  • the perspective arrangement of the camera at an angle in relation to the conveyor belt enables a good overall overview of the conveyor device and the sheets being conveyed.
  • the camera has a high resolution overall, which is in the millimeter range. This is understood to mean that adjacent image points shown in the image image and resolve two real points of the conveyor device, which are only spaced apart in the range of a few millimeters, in particular in the range of 1-5 mm.
  • the test area shown in the picture typically extends over the entire width of the conveyor belt. This is typically in the range between 100cm and 400cm and in particular in the range between 250 and 350cm. Furthermore, the test area has a depth in the longitudinal direction, which is preferably less than 1 m and in particular in the range between 40 cm and 75 cm. Depending on the arrangement of the camera, the depth can also be greater.
  • a corrugated cardboard system with the features of claim 15 is also designed.
  • This combination of features represents an independent invention.
  • the aspects described below in connection with this further invention also represent preferred developments of the previously described corrugated cardboard system and the previously described method.
  • an enclosure is attached in the area of the test area, which at least partially covers the conveyor device, at least the conveyor belt, and spans in the transverse direction transversely to the longitudinal direction.
  • the test area is specifically shaded from the surroundings, so that the test area is at least partially protected and shaded from light coming in from the side or above.
  • a lighting element is arranged which illuminates the test area and especially the front edge in a defined manner. This measure improves the visibility of the test area and in particular the front edge, so that the automated image evaluation is more reliable and more accurate.
  • Another advantage of the enclosure is that, in addition to optical shading, the test area is also protected from contamination, for example.
  • the lighting element is dimmable, so that the luminosity can be adjusted. This enables the luminosity to be adjusted to the ambient lighting conditions and is also carried out during operation.
  • the light color can be adjusted. This can specifically improve the visibility of structures in the inspection area for the camera. Especially when using passive markers, the visibility of the markers can be improved by selecting the light color.
  • the lighting element is preferably attached to the housing, in particular to an inside.
  • the enclosure generally has at least one side wall and preferably two side walls and a top wall.
  • the top wall preferably spans the entire width of the conveyor belt. In particular, it connects the two side walls. These are, for example, attached to the edge of the conveyor device.
  • the enclosure - in a view looking in the longitudinal direction - is L-shaped and preferably U-shaped. By arranging it on one On the inside and in particular on the inside of the upper wall, targeted illumination of the area shaded by the enclosure is achieved.
  • the lighting element is attached and/or shaded in such a way that the lighting element is not visible to the camera and/or that the light emitted by the ventilation element does not shine into the camera.
  • the term “not visible” means that the lighting element cannot be seen in the image captured by the camera.
  • At least the lighting element, especially a light cone emitted by the lighting element is aligned in such a way that it does not shine into the camera. This ensures good visibility of the illuminated test area, in particular without overexposure (high brightness) of partial areas in the image recorded by the camera.
  • a diaphragm is arranged.
  • the enclosure is made of an optically non-transparent, opaque material.
  • the enclosure is preferably only formed in the area of the test area, and therefore only extends over a section of the conveyor device. Specifically, it is adapted in the longitudinal direction to the length of the test area and, for example, has a length that corresponds to a range between 0.5 times and twice the length of the test area. The length preferably corresponds, for example, to 0.7-1.5 times the length of the test area.
  • the height of the enclosure is preferably in the range between 0.2 m and, for example, up to a maximum of 1 m and is preferably in the range of less than 0.7 m or even less than 0.5 m - based on the height of the conveyor belt. Overall, this means that a comparatively narrow area of the conveyor device is shaded and is therefore protected as well as possible from ambient light.
  • the lighting element extends transversely to the longitudinal direction and has several individually controllable areas. The individually controllable areas mean that specifically defined transverse areas can be illuminated. This is particularly useful if the entire width of the conveyor device is not used, i.e. if the sheets lying on it do not cover the entire width.
  • the lighting element has several lighting elements. Individual LEDs are preferably used as lighting elements.
  • the lighting elements can be controlled either individually or in groups in order to form the controllable areas.
  • FIG. 1 shows a conveyor device as part of a corrugated cardboard system in a side cross-sectional view
  • FIG. 2 shows a perspective view of a conveyor belt in the viewing direction of a camera
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram representation of parts of the corrugated cardboard system
  • FIG. 5 shows the result of a curve fit, which shows the course of the extracted front edge.
  • 1 and 2 show, in highly simplified representations, a section of a corrugated cardboard system 2, a portion of a conveyor device 4, by means of which individual sheets 6 made of corrugated cardboard are conveyed and transported in a conveying direction.
  • the conveying direction also defines a longitudinal direction 8 of the conveying device 4.
  • the conveying device 4 has a conveyor belt 10, which is guided by a belt carrier 11.
  • the individual sheets 6 lie on the conveyor belt 10, namely they overlap each other by a section in the longitudinal direction 8. They therefore lie on top of each other like scales. This overlapping arrangement is also referred to below as a shingled arrangement.
  • the conveyor belt 10 runs continuously, so that the sheets 6 are continuously conveyed in the longitudinal direction 8.
  • the conveyor belt 10 has a width transverse to the longitudinal direction 8, which is typically in the range between 100cm and 400cm and in particular in the range between 250cm and 350cm. This width defines the maximum corrugated board width that can be produced with the corrugator 2.
  • the width of the sheets 6 is significantly smaller than the width of the conveyor belt 10.
  • the conveyor 4 is assigned a predetermined sub-area as a test area 12. This is shown in FIG. 2 by dashed lines. It is preferably a rectangular partial area of the conveyor device 4, especially of the conveyor belt 10.
  • markers 14 are arranged at the corner points of the test area 12, namely on the edge of the conveyor belt 10. For example, they are integrated in a flange 16 on the edge. They are basically mounted in a stationary manner on the conveyor device 4.
  • the test area 12 is defined by a defined configuration and orientation, for example of the camera 22.
  • the conveyor device 4 also generally has a support frame 18 (see FIG. 1 ), via which the conveyor device 4 is fastened to a floor, for example, and which is also designed to mechanically hold the conveyor belt 10.
  • a support frame 18 see FIG. 1
  • conveyor devices 4 have several conveyor belts 10, which are arranged, for example, one above the other or next to one another.
  • a respective conveyor belt 10 is arranged at an oblique angle and conveys the sheets 6 to a higher level.
  • a stacking device for stacking the individual sheets 6 is usually arranged
  • a respective conveyor belt 10 is also assigned a camera system 20, which has at least one camera 22 and is formed by this in the exemplary embodiment.
  • the camera 22 is positioned opposite the longitudinal direction 8 in front of the test area 12 and slightly above the conveyor belt 10.
  • the camera 22 is oriented towards the test area 12, i.e. a detection area of the camera 22 is aligned with the test area 12.
  • the camera 22 is preferably generally a CCD camera with a suitable CCD sensor with a suitable pixel density.
  • a resolution of the camera 22 is sufficiently high. In particular, the resolution is in the millimeter range, i.e. two adjacent image points in the recorded image I represent a real distance (of the test area 12) in the range of a few millimeters, in particular in the range of 1-5 mm
  • the conveyor device 4 usually has a lighting device 24 with at least one lighting element, with the help of which at least a partial area and in particular the test area 12 is suitably illuminated.
  • a lighting device 24 with at least one lighting element, with the help of which at least a partial area and in particular the test area 12 is suitably illuminated.
  • the illumination of the test area 12 ensures that the images I recorded by the camera 22 (compare, for example, FIG. 4) have sufficient quality for the intended image evaluation.
  • the illumination also ensures that the markers 14 can be easily recognized in the recorded image I.
  • a lighting element is positioned in the area of the camera 22 and irradiates the markers 14 from there.
  • markers 14 are preferred Active markers 14 are used, which have a lighting element, such as an LED.
  • FIGS. 2 and 4 Due to the imbricated arrangement of the individual sheets 6 and the illumination, an end edge 26 of a respective sheet 6 can be easily recognized by a high light-dark contrast (compare in particular FIGS. 2 and 4). 2 also shows that the sheets 6 are grooved and/or cut in the longitudinal direction 8. This is shown in the individual sheets 6 by two dashed cutting lines 28. If a respective sheet 6 is completely severed, there are several individual sheets 6A, 6B, 6C, which are usually also referred to as panels. The following statements refer - unless otherwise stated - to a variant in which the respective sheets 6 are only grooved and are not divided into individual sheets 6A, 6B, 6C
  • the sheets 6 are oriented in the longitudinal direction 8, i.e. typically the cutting lines 28 and/or their peripheral edges are oriented parallel to the longitudinal direction 8.
  • a corrugator 2 is generally composed of several components. With the help of the corrugated cardboard system 2, continuous corrugated cardboard is first produced from paper webs, which is then cut to produce the individual sheets 6.
  • the structure and operation of such a corrugated cardboard system 2 is basically known and typically as follows:
  • the paper webs are unrolled from a dispenser and fed to the other subsequent components of the corrugator 2.
  • so-called splicers are provided for uninterrupted operation, with the help of which uninterrupted running is possible even when changing paper rolls.
  • a so-called single-sided machine single facer
  • a single-sided sheet of corrugated cardboard is first created.
  • One of the paper webs is curled using a corrugated roller and then glued to one side with a first cover web.
  • This is usually fed to other machines via a so-called bridge for further processing, and a second cover web is usually glued to the corrugated layer of the one-sided corrugated cardboard web opposite the first cover web.
  • it is typically first fed to a so-called preheater.
  • a glue system is provided for gluing.
  • heating devices, pulling devices and other belt guides are preferably provided for guiding the paper webs and/or the corrugated cardboard web produced.
  • the section of a corrugator up to the production of the double-sided corrugated cardboard is referred to as the so-called wet end.
  • drying end This involves processing and cutting the previously created endless corrugated cardboard web.
  • a so-called short cross cutter is initially provided, with the help of which the so-called start-up waste is removed, for example when changing formats.
  • the dry end in particular downstream of the short cross cutter, has a cutting and creasing machine, which cuts or at least creases the corrugated cardboard web in the longitudinal direction and thus inserts defined click areas.
  • a so-called cross cutter is arranged below, which cuts the corrugated cardboard web in the transverse direction to produce the individual sheets 6.
  • the storage system which has the previously described conveyor device 4, is also arranged downstream of the cross cutter.
  • the stacking device for stacking the individual sheets 6 is typically arranged downstream of the conveyor device 4.
  • the camera 22 is connected to an evaluation unit 30, which in the exemplary embodiment is further connected to a system control 32.
  • a system control 32 This is arranged, for example, in a monitoring room 34, which is designed with a number of monitors 36, which are part of a manual optical monitoring system 38.
  • the images recorded by the camera 22 are displayed on one of the monitors 36, in particular as a live stream, so that the system can be visually monitored by the operating personnel.
  • the system control 32 which can also be divided into several control units, controls the operation of the corrugated cardboard system 2 and in particular also the conveyor 4.
  • the evaluation unit 30, shown separately in FIG. 3, can be part of the system control.
  • images I are continuously recorded using the camera 22. These are, for example, individual images or a stream.
  • the camera takes a total of 22 images at a suitable capture rate (refresh rate).
  • the recording rate for example, is in the range of 30 to 60 frames per second (30Hz-60Hz). In principle, cameras with higher or lower recording rates can also be used.
  • the recorded images I i.e. the corresponding electronic image data, are transmitted to the evaluation unit 30.
  • the evaluation unit 30 is suitably set up to carry out automatic image evaluation and image processing.
  • the evaluation unit 30 has at least one suitable processor and one or more suitable algorithms as well as a memory.
  • the process of image processing and image evaluation has the following in particular
  • step a for example, a first image correction takes place, in which distortions caused by the camera lens are corrected.
  • a step b the markers 14 are detected and the test area 14 is determined in the recorded image I.
  • an initial evaluation takes place. For example, it is checked whether the test area 14 shown in the recorded image I is oriented according to a target orientation. If this is not the case, an image correction is preferably carried out, for example a rotation or distortion of the recorded image I.
  • the identified test area 14 is preferably extracted, for example by cropping the image I to the test area 14 identified in the image I.
  • the vanishing point perspective is preferably corrected.
  • an image transformation is carried out so that the perspective representation caused by the camera position is transformed into a top view.
  • steps a to c are preparatory steps for image processing before the actual warp check, which is carried out in the following steps:
  • step d for example, a respective sheet 6 is first generally recorded and identified as such. This is done, for example, by recognizing the front edge 26 shown.
  • edge detection is carried out using a suitable algorithm, so that the course of the front edge 26 in the recorded image I is identified and extracted. This is shown by way of example in FIG. 4 using the lower front edge 26 by the line shown in bold, which therefore depicts the identified course of the front edge 26 and thus forms an extracted front edge 26 '.
  • the analysis and evaluation of the identified course of the front edge 26 is again carried out with the support of suitable algorithms.
  • a mathematical approximation of the extracted front edge 26 ' is carried out, so that the course of the front edge 26 is described by a mathematical function .
  • the result of this mathematical approximation is shown as an example in FIG.
  • the curve obtained by the mathematical approximation is plotted around a zero position on the y-axis.
  • the x-axis represents the extent of the front edge 26 in the transverse direction.
  • characteristic values for the course of the front edge 26.
  • These characteristic parameters are in particular maximum values, minimum values, distances between these maximum and minimum values, curvature values, a (for example moving) average and preferably also statistical parameters, such as (standard) deviation from the mean.
  • Target values are specified for the different characteristic values. If these are exceeded, an impermissible deviation from the flat position is detected and a corresponding error message is issued.
  • the characteristic values characterizing the course are output and/or saved, in particular in connection with the underlying image I recorded in each case.
  • the sheets 6 are preferably also monitored during the automatic image evaluation for other properties or errors based on the image I recorded with the camera 22:
  • the sheets 6 are oriented in their respective target orientation, i.e. typically whether they are aligned parallel to the longitudinal direction 8.
  • the front edge 26 typically runs perpendicular to the longitudinal direction 8.
  • the length of the front edge 26 in image I is measured, for example, using image evaluation. If this is smaller than a target length, this indicates that the arch 6 is twisted.
  • the recorded image I is preferably evaluated with regard to the cutting lines 28 oriented in the longitudinal direction 8 by means of image evaluation. This is again done using edge detection. Additional information is preferably also used via the system control 32, for example about the position of cutting knives with which the cutting lines 28 are introduced, and / or about the width of the respective sheets 6 or individual sheets 6A, 6B, 6C. Based on this additional information, the evaluation is focused on only limited image areas, so that the computational effort is reduced and at the same time the evaluation quality is improved.
  • an enclosure 40 is formed in the area of the test area 12 as a preferred development but also as an independent invention.
  • This housing 40 is U-shaped in the exemplary embodiment and has two side walls 42 and a top wall 44, which connects the two side walls 42 to one another.
  • the enclosure 40 spans the entire width of the conveyor device 4 in the test area 12.
  • the enclosure 40 has a length in the longitudinal direction 8 which corresponds to the length of the test area 12.
  • a lighting element 46 is arranged, which extends transversely over the conveyor belt 10.
  • the lighting element 46 has, as individual lighting elements, in particular individual LEDs, which are lined up next to one another in the transverse direction.
  • the lighting element 46 is therefore a type of LED bar.
  • the lighting element 46 is dimmable and is preferably also dimmed depending on the current lighting situation during operation. Furthermore, in a preferred further development, there is also the possibility of setting the color, which is preferably selected during operation in order to make the visibility of desired structures within the test area 12 clearly visible in the camera image. In particular, this improves the visibility of the front edge 26 and/or the marker 14.
  • the lighting element 46 has individually controllable areas or segments, which are preferably arranged next to one another in the transverse direction. These areas are in particular groups of individual LEDs.
  • test area 12 is suitably illuminated depending on the current requirements and lighting situation, with the intensity and/or the color being suitably adjusted for this purpose. With the desired edge detection, this in particular results in a better emergence of the shadow cast by the front edge 26.
  • the enclosure 40 protects the test area 12 from scattered light incident from the outside and other sources of interference as well as from contamination.
  • a cone of light emitted by the lighting element 46 is preferably oriented obliquely in the downward direction, and overall preferably in such a way that a shadow cast by the front edge 26 is as prominent as possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wellpappenanlage (2) sowie ein Verfahren zur Überwachung einer solchen Wellpappenanlage (2), wobei die Bögen (6) auf einem sich in einer Längsrichtung (8) erstreckendem Förderband (10) teilweise übereinanderliegend platziert sind, so dass eine Stirnkante (26) eines vorlaufenden Bogens (6) auf einem nachlaufenden Bogen (6) aufliegt. Ein definierter Bereich einer Fördereinrichtung (4) der Wellpappenanlage (2) wird als Prüfbereich (12) vorgegeben und mit einer Kamera (22) werden Bilder (I) vom Prüfbereich (12) aufgenommen. Die Kamera (22) ist in Längsrichtung (8) betrachtet vorlaufend und schräg in Richtung zum Prüfbereich (12) und damit auf die Stirnkante (26) eines sich im Prüfbereich (12) befindlichen Bogens (6) orientiert. Auf Basis zumindest eines der aufgenommenen Bilder (I) wird mittels einer automatischen Bildauswertung der Verlauf der Stirnkante (26) im Hinblick auf eine Abweichung von einer Planlage des Bogens (6) analysiert.

Description

Beschreibung
Wellpappenanlage sowie Verfahren zur Überprüfung einer Planlage von Bögen aus Wellpappe
Die Erfindung betrifft eine Wellpappenanlage sowie ein Verfahren zur Überprüfung einer Planlage von Bögen aus Wellpappe.
Wellpappenanlagen sind allgemein bekannt und dienen zur Herstellung von einzelnen Bögen aus Wellpappe. Bei der Herstellung der Bögen wird eine möglichst gute Planlage der einzelnen Bögen angestrebt, da dies hinsichtlich der Qualität sowie einer weiteren Verarbeitung ein entscheidendes Kriterium ist. Unter Planlage wird hierbei verstanden, dass ein jeweiliger Bogen plan und ohne Wölbung ausgebildet ist. Eine Abweichung aus einer solchen Planlage in Form einer Krümmung wird auch als „Warp“ bezeichnet.
Aus der EP 1 473 147 A1 wird eine unerwünschte Krümmung der Bögen mithilfe eines kamerabasierten Systems erfasst. Dabei werden die Höhenniveaus verschiedener Punkte eines Bogens erfasst und ausgewertet. Die Überprüfung der Bögen im Hinblick auf eine Abweichung von der Planlage wird nachfolgend auch als „Warp-Erfassung“ bezeichnet.
Kamerabasierte Systeme zur Überwachung einer Wellpappenanlage bzw. zur Kontrolle der hergestellten Wellpappen sind allgemein bekannt. Hierbei werden Marker auf die Wellpappe aufgebracht. So wird beispielsweise in der DE 10 2015 204 407 A1 ein Lumineszenz -Markersystem beschrieben. Die Erfassung einer Abweichung von der Planlage erfordert eine hohe Genauigkeit, um bei einem solchen kamerabasierten Überwachungssystem zuverlässige Aussagen über eine solche Abweichung zu erhalten.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige automatische Überprüfung einer Planlage der in einer Wellpappenanlage erzeugten Bögen mit geringem Aufwand zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung einer Planlage von Bögen aus Wellpappe, wobei a) die Bögen auf einem sich in einer Längsrichtung erstreckendem Förderband teilweise übereinanderliegend platziert sind und in Längsrichtung gefördert werden, so dass eine Stirnkante eines vorlaufenden Bogens auf einem nachlaufenden Bogen aufliegt, b) ein definierter Bereich einer Fördereinrichtung der Wellpappenanlage als Prüfbereich vorgegeben ist, c) zumindest eine Kamera vorgesehen ist, mit der Bilder vom Prüfbereich aufgenommen werden, wobei d) die Kamera in Längsrichtung betrachtet vorlaufend zum Prüfbereich positioniert ist und schräg in Richtung zum Prüfbereich und damit auf die Stirnkante eines sich im Prüfbereich befindlichen Bogens orientiert ist, e) auf Basis zumindest eines der aufgenommenen Bilder mittels einer automatischen Bildauswertung der Verlauf der Stirnkante analysiert wird und zwar im Hinblick auf eine Abweichung eines jeweiligen Bogens von einer Planlage dieses Bogens.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch eine Wellpappenanlage, bei der
- zumindest eine sich in einer Längsrichtung erstreckende Fördereinrichtung zur Förderung von Bögen aus Wellpappe angeordnet ist, wobei die Bögen im Betrieb auf dem Förderband teilweise übereinanderliegend platziert sind, so dass eine Stirnkante eines vorlaufenden Bogens auf einem nachlaufenden Bogen aufliegt, - ein definierter Bereich der Fördereinrichtung als Prüfbereich vorgegeben ist,
- zumindest eine Kamera angeordnet ist, die zur Aufnahme von Bildern des Prüfbereichs ausgebildet ist, wobei
- die Kamera in Längsrichtung betrachtet vorlaufend zum Prüfbereich positioniert ist und schräg in Richtung zum Prüfbereich und damit auf die Stirnkante eines sich im Prüfbereich befindlichen Bogens orientiert ist,
- eine Auswerteeinheit angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, auf Basis zumindest eines der aufgenommenen Bilder mittels einer automatischen Bildauswertung den Verlauf der Stirnkante im Hinblick auf eine Abweichung von einer Planlage des Bogens zu analysieren.
Die nachfolgend im Hinblick auf das Verfahren angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Wellpappenanlage zu übertragen und umgekehrt.
Bei der Wellpappenanlage und dem Verfahren ist von besonderer Bedeutung, dass zum einen die Kameraposition schräg vorlaufend vor dem Prüfbereich angeordnet ist, sodass also eine Blickrichtung der Kamera von vorne auf eine jeweilige überlappende Stirnkante des jeweiligen Bogens gerichtet ist. Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung mit einer Beleuchtung versehen, sodass also die Stirnkanten bzw. ein entsprechender Schattenwurf, die Stirnkanten deutlich im Bild erkennbar werden lassen. Hierdurch ist eine zuverlässige, automatische Bildauswertung des Verlaufs und damit des Profils der Stirnkante ermöglicht. Anhand des Verlaufs der Stirnkante in Querrichtung, also senkrecht zur Längsrichtung, können unmittelbar Krümmungen und Wölbungen, die an der Stirnkante des jeweiligen Bogens ausgebildet sind erkannt und quasi als Kennwert für eine Abweichung von der Planlage ausgewertet werden.
Für die Warp-Erfassung wird vorzugsweise lediglich die nachfolgend im Detail beschriebene Auswertung des Verlaufs der Stirnkante herangezogen. Die Auswerteeinheit ist entsprechend eingerichtet und ausgebildet und weist insbesondere einen Prozessor, typischerweise einen Datenspeicher und insbesondere ein oder mehrere geeignete Algorithmen auf, mit deren Hilfe die automatische Bildauswertung durchgeführt wird.
Im Unterschied zu der aus dem Stand der Technik bekannten Höhenmessung, bei der von oben auf den jeweiligen Bogen geschaut wird und eine Abstandsmessung zu einer Referenzhöhe durchgeführt wird, ist eine derartige Kantenauswertung mit einfachen Mitteln und mit hoher Zuverlässigkeit im Hinblick auf die gewünschte „Warp“- Erfassung ermöglicht. Auf eine Höhenmessung ist daher insbesondere verzichtet.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Wellpappenanlage ist darin zu sehen, dass mithilfe der Kamera zugleich eine Vielzahl von weiteren Informationen erhalten werden, sodass die Kamera für weitere - sowohl automatische als auch manuelle - Überwachungsaufgaben herangezogen werden kann und bevorzugt auch wird. Insgesamt ist daher durch diese Maßnahme der Kantenauswertung der gesamte Überwachungs- und Systemaufwand für die Kontrolle der Wellpappenanlage bei der Herstellung von Wellpappe gering gehalten.
So ist beispielsweise durch die Identifizierung einer jeweiligen Stirnkante unmittelbar auch bereits implizit eine individuelle Identifizierung eines jeweiligen Bogens, speziell eines Bogenendes, ermöglicht und gegeben. Bei einer reinen Höhenerkennung muss zusätzlich noch eine Identifizierung eines jeweiligen Bogens vorgesehen sein, um das ausgemessene Abstandsprofil auch zuverlässig einem jeweiligen Bogen zuordnen zu können.
Mit der Kamera werden gemäß einer ersten Ausgestaltung Einzelbilder aufgenommen und gemäß einer zweiten Ausgestaltung werden Bildsequenzen nach Art eines Streams erstellt und weiterverarbeitet. Bei der Fördereinrichtung handelt es sich insbesondere um ein Teilstück der Wellpappenanlage im Bereich des sogenannten Trockenendes. Speziell ist die Fördereinrichtung Teil eines Ablagesystems, welches nachfolgend zu einem Querschneider angeordnet ist, welcher die erzeugte Endlos-Wellpappe in einzelne Bögen aufteilt. Die Bögen werden im Ablagesystem auf ein oder mehrere Förderbänder, die auch als Ablagebänder bezeichnet werden, abgelegt und weiter gefördert, beispielsweise zu einer Stapelvorrichtung. Die einzelnen Bögen werden dabei zueinander überlappend abgelegt und gefördert. Sie liegen daher nach Art von Schuppen aufeinander auf. Dies wird nachfolgend auch als geschuppte Anordnung bezeichnet.
Häufig sind mehrere Förderbänder vorgesehen, die nebeneinander und insbesondere übereinander verlaufend angeordnet sind. In einem solchen Fall ist bei jedem Förderband jeweils zumindest eine Kamera installiert. Die zumindest eine Kamera ist dabei auf einen speziellen Teilbereich der Fördereinrichtung und speziell des Förderbands ausgerichtet, welcher den Prüfbereich der Fördereinrichtung bildet. Dies bedeutet, dass die Kamera einen Teilbereich der Fördereinrichtung in einem jeweiligen aufgenommenen Bild abbildet. Die Kamera ist dabei derart justiert, dass zumindest ein Teil des aufgenommenen Bildes den Prüfbereich abbildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird zur Identifikation der jeweiligen Stirnkante eine Kantenextraktion durchgeführt und es wird eine extrahierte Stirnkante erhalten. In der Auswerteeinheit ist daher ein geeignetes ausführbares Pro- gramm/Algorithmus installiert, mit dessen Hilfe die Kantenextraktion automatisch durchgeführt wird. Derartige Algorithmen zur Erkennung und Kantenextraktion in einem aufgenommenen Bild sind grundsätzlich bekannt und werden auch als Kantendetektionsfilter bezeichnet. Hierbei werden beispielsweise die Punkte mit einer vorgegebenen Helligkeitsänderung im aufgenommenen Bild, speziell ein Grauwertbild, bestimmt. Derartige Algorithmen erlauben eine zuverlässige Identifizierung des Verlaufs der Stirnkante.
In einem nächsten Schritt wird die extrahierte Stirnkante vorzugsweise im Hinblick auf die Abweichung von der Planlage ausgewertet. Hierzu wird der Verlauf der Stirnkante insbesondere im Hinblick auf Maximalwerte, Minimalwerte, Abweichungen von einem Mittelwert, Krümmungsverhalten usw. ausgewertet.
Zweckdienlicherweise wird hierzu die extrahierte Stirnkante mithilfe eines Kurven- fits und damit durch eine mathematische Funktion approximiert. Diese mathematische Funktion wird dann im Hinblick auf die Abweichung von der Planlage ausgewertet. Speziell werden die zuvor genannten Parameter, zumindest einige davon, durch eine Funktionsanalyse, wie beispielsweise durch die Bildung von Ableitungen usw. analysiert.
Bei dem Kurvenfit handelt es sich beispielsweise um einen Polynomfit höheren Grades. Vorzugsweise wird eine sogenannte Spline-Interpolation vorgenommen. Diese eignet sich für die Warp-Erfassung in besonderem Maße, da bei den Bögen beispielsweise durch eine Rillung sehr starke Krümmungen auftreten können, die durch die Spline-Interpolation gut approximiert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Bögen weiterhin im Hinblick auf eine Verdrehung analysiert und zwar vorzugsweise auf Basis der identifizierten und extrahierten Stirnkante. Die Bögen sind regelmäßig parallel zur Längsrichtung orientiert und weisen in Längsrichtung verlaufende Kanten und Strukturen auf, beispielsweise die Außenkanten, eine Rillung oder auch eine Längsschneidkante auf. Die Stirnkante ist typischerweise als eine Querkante ausgebildet, die quer zu solchen Längskanten des Bogens verläuft und daher bei ordnungsgemäßer Ablage auf dem Förderband auch quer zur Längsrichtung des Förderbands orientiert ist. Bei der Analyse, ob die Bögen verdreht sind, wird nunmehr automatisch mithilfe der Bildauswertung insbesondere überprüft, ob die Stirnkante quer zur Längsrichtung verläuft. Hierzu wird beispielsweise die Länge der Stirnkante, also ihre Ausdehnung in Querrichtung mithilfe der automatischen Bildauswertung ausgemessen und mit einem Sollwert verglichen. Der Sollwert ergibt sich aus der (bekannten) Breite des jeweiligen Bogens und der Abbildungsgeometrie der Kamera. Die Breite des Bogens wird dabei vorzugsweise aus der Anlagensteuerung für die Auswertung herangezogen und ausgelesen. Bei einer Verdrehung ist die ausgemessene Kantenlänge geringer als der Sollwert. Anhand der Differenz zum Sollwert wird bevorzugt auch auf den Grad der Verdrehung zurückgeschlossen. Sofern eine Verdrehung identifiziert wird, speziell auf eine Verdrehung, die einen Grenzwert überschreitet, so ergeht insbesondere eine Warnmeldung. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird bei einer Identifikation einer Verdrehung auch der Grad der Verdrehung bestimmt.
Schließlich ist in bevorzugter Ausgestaltung bei der Warp-Erkennung eine automatische Berücksichtigung der zuvor identifizierten Drehung vorgesehen. Nach einer identifizierten Drehung wird daher beispielsweise zunächst eine Bildkorrektur zur Kompensation der Drehung vorgenommen. Hierzu wird beispielsweise das Bild einer Drehung unterzogen, sodass die zuvor gemessene Verdrehung des Bogens kompensiert und insoweit rückgängig gemacht wird. Durch diese Maßnahme wird eine zuverlässige Auswertung der extrahierten Stirnkante ermöglicht.
Im Hinblick auf eine möglichst einfache Ausgestaltung zur Erkennung der Abweichung der Planlage wird auf eine Höhenmessung verzichtet. Bei einer Höhenmessung wird üblicherweise ein Abstand von einem Referenzniveau zu insbesondere mehreren Oberflächen-Bereichen des Bogens vorgenommen. Durch diesen Verzicht ist der gerätetechnische Aufwand geringgehalten.
In bevorzugter Ausgestaltung sind im Bereich des Förderbands mehrere Marker ortsfest angebracht, die mit dem Prüfbereich korreliert sind und diesen insbesondere begrenzen. Mit der Kamera werden insbesondere auch die Marker erfasst, sodass diese im aufgenommenen Bild mit enthalten sind. Bei den Markern kann es sich um passive oder auch um aktive Marker handeln. Aktive Marker weisen aktive Leuchtelemente auf, beispielsweise (LED-) Lichtquellen. Passiven Markern fehlt es an solchen Leuchtelementen. Passive Marker sind beispielsweise farbliche Markierungen oder auch Reflexionselemente. Diese passiven Marker sind beispielsweise nach Art von Folien randseitig des Förderbandes angebracht.
Alternativ oder ergänzend zu den Markern ist der Prüfbereich durch eine definierte Einstellung und Konfiguration, beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Anlage, festgelegt. Hierzu zählt z.B. eine definierte Ausrichtung der Kamera bezüglich der Fördereinrichtung .
Auf Basis der Marker wird weiterhin vorzugsweise ebenfalls mithilfe der automatischen Bildauswertung überprüft, ob der im aufgenommenen Bild abgebildete Prüfbereich entsprechend einer vorgegebenen Soll-Orientierung orientiert ist. Durch diese Maßnahme wird insbesondere eine gerätetechnische Justage, speziell die Justage der Kamera in Relation zum Förderband überprüft. Veränderungen der Kameraposition im Laufe des Betriebs, beispielsweise durch Vibrationen usw. und eine damit einhergehende Dejustage werden daher erkannt. Bevorzugt erfolgt bei Erkennung einer solchen Abweichung des abgebildeten Prüfbereichs von der Soll- Orientierung eine automatische Korrektur. Wird beispielsweise erkannt, dass der abgebildete Prüfbereich gegenüber seiner Soll-Orientierung verdreht oder verzerrt ist, so wird eine entsprechende Bildtransformation vorgenommen, welche diese VerdrehungA/erzerrung rückgängig macht. Dies erfolgt vorzugsweise bevor die Kantenextraktion und deren Analyse durchgeführt werden.
Durch die Anordnung der Kamera schräg vor dem Prüfbereich weisen die aufgenommenen Bilder regelmäßig eine Perspektive, speziell eine sogenannte Fluchtpunktperspektive auf. Hierunter wird verstanden, dass sich in Längsrichtung erstreckende parallele Strukturen in Richtung auf einen gedachten Fluchtpunkt aufeinander zulaufen. In bevorzugter Weiterbildung ist nunmehr vorgesehen, dass - vor der Überprüfung des aufgenommenen Bildes auf eine Abweichung der Bögen von einer Planlage - automatisch eine Korrektur dieser Fluchtpunktperspektive vorgenommen wird. Hierunter wird verstanden, dass das aufgenommene Bild automatisch durch eine entsprechende Bildtransformation dahingehend bearbeitet wird, dass real parallel verlaufende Kanten auch im aufgenommenen Bild parallel zueinander verlaufen. Dies bedeutet insbesondere auch, dass das aufgenommene perspektivische Bild in ein Aufsicht-Bild umgewandelt wird. Eine derartige Korrektur ist insbesondere von besonderer Bedeutung, wenn die auf dem Förderband abgelegten Bögen sich nur über einen Teil der Breite des Förderbands erstrecken und randseitig angeordnet sind. Die Kamera ist allgemein vorzugsweise mittig bezüglich des Förderbands angeordnet. Aufgrund der Anordnung der Kamera vor dem Prüfbereich führt die außermittige Anordnung der Bögen in gewisser Weise zu einer Verzerrung, welche ohne die entsprechende Korrektur der Fluchtpunktperspektive zu Fehlem bei der Kantenerkennung und Kantenauswertung führen kann.
Bei Wellpappenanlage werden häufig mehrere Einzelbögen nebeneinander auf dem Förderband angeordnet. Diese Einzelbögen werden auch als Nutzen bezeichnet. Sie entstehen beispielsweise dadurch, dass ein Bogen in Längsrichtung in unterschiedliche Einzelbögen aufgeteilt wird. In bevorzugter Weiterbildung ist nunmehr vorgesehen, dass eine automatische Erkennung dieser Einzelbögen erfolgt und durchgeführt wird. Hierzu wird mithilfe der automatischen Bildauswertung das aufgenommene Bild im Hinblick auf Längsstrukturen, beispielsweise Schneidkanten oder Rillen, welche in Längsrichtung verlaufen, ausgewertet. Auch hier wird wiederum in bevorzugter Ausgestaltung eine automatische Kantenextraktion durchgeführt.
Bei dieser sind - im Vergleich zu den Stirnkanten - die Helligkeitskontraste häufig weniger ausgeprägt, sodass eine Kantenerkennung schwieriger ist. In bevorzugter Weiterbildung werden daher Informationen aus einer Anlagensteuerung herangezogen, die für die automatische Bildauswertung berücksichtigt werden. Bei diesen Informationen handelt es sich insbesondere um Informationen, wo eine Rillung oder ein Schneiden vorgenommen wird. Speziell wird aus der Anlagensteuerung die Position von Schneidmesser entnommen und für die Bildauswertung berücksichtigt. Hierdurch kann der im Hinblick auf Längsstrukturen zu untersuchende Bildbereich deutlich eingegrenzt werden. Eine weitere Information ist beispielsweise die in der Anlagensteuerung bekannte und hinterlegte Breite eines jeweiligen Einzelbogens.
Befinden sich mehrere solcher Einzelbögen nebeneinander angeordnet auf dem Förderband, so wird vorzugsweise jeder dieser nebeneinander angeordneten Einzelbögen im Hinblick auf eine Abweichung von der Planlage analysiert, wie es zuvor beschrieben wurde. In zweckdienlicher Ausgestaltung wird die Kamera zugleich für ein optisches Über- wachungssystem herangezogen, welches zur optischen, manuellen Überwachung der Wellpappenanlage durch Bedienungspersonal ausgebildet ist. Speziell werden hierzu die von der Kamera aufgenommenen Bilder an einem Überwachungsmoni- tor des Überwachungssystems dargestellt, welcher vom Bedienungspersonal überwacht wird. Hierdurch ist eine optische manuelle Kontrolle der Wellpappenanlage und speziell der Fördereinrichtung insbesondere in Echtzeit ermöglicht. Durch die perspektivische Anordnung der Kamera schräg in Relation zum Förderband ist insgesamt ein guter Überblick über die Fördereinrichtung und die geförderten Bögen ermöglicht.
Für die angestrebte Überprüfung der Bögen im Hinblick auf eine Abweichung von der Planlage weist die Kamera insgesamt eine hohe Auslösung auf, die im Millimeter-Bereich liegt. Hierunter wird verstanden, dass im Bild dargestellte benachbarte Bildpunkte zwei reale Punkte der Fördereinrichtung abbilden und auflösen, die lediglich im Bereich von wenigen Millimetern, insbesondere im Bereich von 1-5 mm voneinander beabstandet sind.
Der Prüfbereich, welcher im Bild abgebildet ist, erstreckt sich typischerweise über die gesamte Breite des Förderbands. Diese liegt typischerweise im Bereich zwischen 100cm und 400cm und insbesondere im Bereich zwischen 250 und 350 cm. Weiterhin weist der Prüfbereich eine Tiefe in Längsrichtung auf, die vorzugsweise kleiner 1 m und insbesondere im Bereich zwischen 40 cm und 75 cm liegt. Je nach Anordnung der Kamera kann die Tiefe auch größer sein.
Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Wellpappenanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 15 ausgebildet. Diese Merkmalskombination stellt eine eigenständige Erfindung dar. Die Einreichung einer Teilanmeldung hierauf bleibt vorbehalten. Die nachfolgend im Zusammenhang mit dieser weiteren Erfindung beschriebenen Aspekte stellen zudem auch bevorzugte Weiterbildungen der zuvor beschriebenen Wellpappenanlage und des zuvor beschriebenen Verfahrens dar. Gemäß diesem Aspekt ist im Bereich des Prüfbereichs eine Einhausung angebracht, welche die Fördereinrichtung, zumindest das Förderband, zumindest teilweise überdeckt und in Querrichtung quer zur Längsrichtung überspannt. Mit Hilfe dieser Einhausung erfolgt eine gezielte Abschattung des Prüfbereichs zur Umgebung hin, sodass der Prüfbereich gegenüber einem Lichteinfall speziell von der Seite oder von oben zumindest teilweise geschützt und abgeschattet ist. Weiterhin ist ein Beleuchtungselement angeordnet, welches den Prüfbereich und speziell die Stirnkante definiert beleuchtet. Durch diese Maßnahme wird die Sichtbarkeit des Prüfbereichs und insbesondere der Stirnkante verbessert, sodass die automatisierte Bildauswertung zuverlässiger und genauer ist.
Ein weiterer Vorteil der Einhausung ist zudem auch darin zu sehen, dass neben einer optischen Abschattung auch ein sonstiger Schutz des Prüfbereichs beispielsweise vor Verschmutzung erreicht ist.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Beleuchtungselement dimmbar, sodass also die Leuchtstärke eingestellt werden kann. Hierdurch wird eine Anpassung der Leuchtstärke an die Umgebungs-Lichtverhältnisse ermöglicht und im Betrieb auch vorgenommen.
Alternativ oder ergänzend ist die Lichtfarbe einstellbar. Hierdurch kann gezielt die Erkennbarkeit von Strukturen im Prüfbereich für die Kamera verbessert werden. So kann speziell bei der Verwendung von passiven Markern durch die Auswahl der Lichtfarbe die Erkennbarkeit der Marker verbessert werden.
Das Beleuchtungselement ist bevorzugt an der Einhausung, insbesondere an einer Innenseite angebracht. Die Einhausung weist allgemein in bevorzugter Ausgestaltung zumindest eine Seitenwand und vorzugsweise zwei Seitenwände sowie eine Oberwand auf. Die Oberwand überspannt das Förderband vorzugsweise über dessen gesamte Breite hinweg. Sie verbindet insbesondere die beiden Seitenwände. Diese sind beispielsweise randseitig an der Fördereinrichtung befestigt. Insgesamt ist die Einhausung - in einer Ansicht mit Blickrichtung in Längsrichtung - L-förmig und vorzugsweise U-förmig ausgebildet. Durch die Anordnung an einer Innenseite und insbesondere an der Innenseite der Oberwand ist eine gezielte Ausleuchtung des durch die Einhausung abgeschatteten Bereiches erreicht.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Beleuchtungselement derart angebracht und / oder abgeschattet, dass das Beleuchtungselement für die Kamera nicht sichtbar ist und/oder dass das vom Belüftungselement abgegebene Licht nicht in die Kamera strahlt. Unter nicht sichtbar wird hierbei verstanden, dass das Beleuchtungselement in dem von der Kamera aufgenommenen Bild nicht erkennbar ist. Zumindest ist das Beleuchtungselement, speziell ein von dem Beleuchtungselement abgegebener Lichtkegel derart ausgerichtet, dass dieser nicht in die Kamera strahlt. Hierdurch wird eine gute Erkennbarkeit des ausgeleuchteten Prüfbereichs gewährleistet, insbesondere ohne dass ein Überstrahlen (hohe Helligkeit) von Teilbereichen im von der Kamera aufgenommenen Bild erfolgt. Um diese Abschattung des Beleuchtungselements in Richtung zur Kamera zu realisieren ist beispielsweise eine Blende angeordnet.
Im Hinblick auf eine möglichst gute Abschattung des Prüfbereichs besteht die Einhausung aus einem optisch nichttransparenten, opaken Material.
Die Einhausung ist bevorzugt lediglich im Bereich des Prüfbereichs ausgebildet, sie erstreckt sich daher nur über ein Teilstück der Fördereinrichtung. Speziell ist sie in Längsrichtung an die Länge des Prüfbereichs angepasst und weiß beispielsweise eine Länge auf, die im Bereich zwischen dem 0,5 -fachen bis zum zweifachen der Länge des Prüfbereichs entspricht. Vorzugsweise entspricht die Länge beispielsweise dem 0,7-1 ,5 fachen der Länge des Prüfbereichs.
Die Höhe der Einhausung liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,2 m bis beispielsweise bis maximal 1 m und liegt vorzugsweise im Bereich kleiner 0,7 m oder auch kleiner 0,5m - bezogen auf die Höhe des Förderbands. Insgesamt ist hierdurch ein vergleichsweise enger Bereich der Fördereinrichtung abgeschattet und damit möglichst gut vor Umgebungslicht geschützt. In bevorzugter Ausgestaltung erstreckt sich das Beleuchtungselement quer zur Längsrichtung und weist mehrere individuell ansteuerbare Bereiche auf. Durch die individuell ansteuerbaren Bereiche können daher gezielt definierte Querbereiche ausgeleuchtet werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn nicht die gesamte Breite der Fördereinrichtung ausgenutzt wird, wenn also die aufliegenden Bögen nicht die gesamte Breite überdecken.
Speziell weist das Beleuchtungselement mehrere Leuchtelemente auf. Bevorzugt werden als Leuchtelemente einzelne LEDs ein gesetzt. Die Leuchtelemente sind entweder individuell oder auch gruppenweise ansteuerbar, um die ansteuerbaren Bereiche auszubilden.
Die zuvor beschriebenen unterschiedlichen Möglichkeiten, beispielsweise die Dimmbarkeit zur Einstellung einer geeigneten Beleuchtungsstärke, die Einstellung der Lichtfarbe (speziell durch die Verwendung von RGB-Leuchtmittel) werden im Betrieb der Anlage, also bei der Durchführung des Verfahrens vorzugsweise auch umgesetzt und einzeln oder in beliebigen Kombinationen durchgeführt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in teilweise stark vereinfachten Darstellungen:
FIG 1 eine Fördereinrichtung als ein Teil einer Wellpappenanlage in einer seitlichen Querschnittsdarstellung,
FIG 2 eine perspektivische Aufsicht auf ein Förderband in Blickrichtung einer Kamera,
FIG 3 eine schematisierte Blockbild-Darstellung von Teilen der Wellpappenanlage,
FIG 4 ein aufgenommenes Bild eines Prüfbereichs mit einer extrahierten Stirnkante sowie
FIG 5 das Ergebnis eines Kurvenfits, welcher den Verlauf der extrahierten Stirnkante wiedergibt. FIG 1 und FIG 2 zeigen in stark vereinfachten Darstellungen als Ausschnitt einer Wellpappenanlage 2 einen Teilbereich einer Fördereinrichtung 4, mittels derer einzelne Bögen 6 aus Wellpappe in einer Förderrichtung gefördert und transportiert werden. Die Förderrichtung definiert zugleich eine Längsrichtung 8 der Fördereinrichtung 4. Die Fördereinrichtung 4 weist ein Förderband 10 auf, welches von einem Bandträger 11 geführt ist.
Die einzelnen Bögen 6 liegen auf dem Förderband 10 auf, und zwar überlappen sie sich in Längsrichtung 8 jeweils um ein Teilstück. Sie liegen daher nach Art von Schuppen aufeinander auf. Diese überlappende Anordnung wird nachfolgend auch als geschuppte Anordnung bezeichnet. Im Betrieb läuft das Förderband 10 kontinuierlich, so dass die Bögen 6 kontinuierlich in Längsrichtung 8 gefördert werden. Das Förderband 10 weist quer zur Längsrichtung 8 eine Breite auf, die typischerweise im Bereich zwischen 100cm und 400cm und insbesondere im Bereich zwischen 250 cm und 350 cm liegt. Dies Breite definiert die maximale Wellpap- pen-Breite, die mit der Wellpappenanlage 2 hergestellt werden kann. Im Ausführungsbeispiel ist die Breite der Bögen 6 deutlich geringer als die Breite des Förderbands 10.
Der Fördereinrichtung 4 ist ein vorgegebener Teilbereich als Prüfbereich 12 zugewiesen. Dieser ist in der Figur 2 durch gestrichelte Linien dargestellt. Es handelt sich bevorzugt um einen rechteckigen Teilbereich der Fördereinrichtung 4, speziell des Förderbands 10. Im Ausführungsbeispiel sind an den Eckpunkten des Prüfbereichs 12 Marker 14 angeordnet und zwar randseitig des Förderbands 10. Beispielsweise sind sie in einem randseitigen Flansch 16 integriert. Sie sind grundsätzlich ortsfest an der Fördereinrichtung 4 montiert. Alternativ hierzu ist der Prüfbereich 12 durch eine definierte Konfiguration und Ausrichtung z.B. der Kamera 22 festgelegt.
Die Fördereinrichtung 4 weist weiterhin allgemein ein Traggerüst 18 (vergleiche FIG 1 ) auf, über das die Fördereinrichtung 4 beispielsweise an einen Boden befestigt ist und welches auch zur mechanischen Halterung des Förderbands 10 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Förderband 10 dargestellt. Häufig weisen jedoch Fördereinrichtungen 4 mehrere Förderbänder 10 auf, die beispielsweise übereinander oder auch nebeneinander angeordnet sind. Typischerweise ist ein jeweiliges Förderband 10 schräg geneigt angeordnet und fördert die Bögen 6 auf ein höheres Niveau. Anschließend zum Förderband 10 ist üblicherweise eine Stapelvorrichtung zur Stapelung der einzelnen Bögen 6 angeordnet
Einem jeweiligen Förderband 10 ist weiterhin ein Kamerasystem 20 zugeordnet, welches zumindest eine Kamera 22 aufweist und im Ausführungsbeispiel durch diese gebildet ist. Die Kamera 22 ist entgegen der Längsrichtung 8 vor dem Prüfbereich 12 und etwas oberhalb des Förderbands 10 positioniert. Die Kamera 22 ist in Richtung zum Prüfbereich 12 orientiert, d.h. ein Erfassungsbereich der Kamera 22 ist auf den Prüfbereich 12 ausgerichtet.
Bei der Kamera 22 handelt es sich vorzugsweise allgemein um eine CCD Kamera mit einem geeigneten CCD-Sensor mit einer geeigneten Pixeldichte. Eine Auflösung der Kamera 22 ist ausreichend hoch. Speziell liegt die Auflösung im Millimeterbereich, d.h. zwei benachbarte Bildpunkte im aufgenommenen Bild I repräsentieren einen realen Abstand (des Prüfbereichs 12) im Bereich von wenigen Millimetern, insbesondere im Bereich von 1 -5 mm
Üblicherweise weist die Fördereinrichtung 4 eine Beleuchtungsvorrichtung 24 mit zumindest einem Beleuchtungselement auf, mit dessen Hilfe zumindest ein Teilbereich und insbesondere der Prüfbereich 12 geeignet beleuchtet wird. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind mehrere Beleuchtungselemente dargestellt. Durch die Ausleuchtung des Prüfbereichs 12 wird sichergestellt, dass die von der Kamera 22 aufgenommenen Bilder I (vergleiche beispielsweise FIG 4) eine für die vorgesehene Bildauswertung ausreichende Qualität aufweisen. Je nach Ausgestaltung der Marker 14, speziell wenn diese als Reflexionselemente oder als lumi- neszierende Elemente ausgebildet sind, wird durch die Beleuchtung auch eine gute Erkennbarkeit der Marker 14 im aufgenommenen Bild I gewährleistet. Beispielsweise ist im Bereich der Kamera 22 ein Beleuchtungselement positioniert und bestrahlt von dort die Marker 14. Als Marker 14 werden bevorzugt jedoch aktive Marker 14 eingesetzt, welche ein Leuchtelement, wie z.B. eine LED aufweisen.
Durch die geschuppte Anordnung der einzelnen Bögen 6 und der Ausleuchtung ist eine Stirnkante 26 eines jeweiligen Bogens 6 gut durch einen hohen Hell-Dunkel- kontrast zu erkennen (vergleiche hierzu insbesondere FIG 2 und FIG 4). In FIG 2 ist weiterhin dargestellt, dass die Bögen 6 in Längsrichtung 8 gerillt und/oder geschnitten sind. Dies ist bei den einzelnen Bögen 6 jeweils durch zwei gestrichelte Schnittlinien 28 dargestellt. Wird ein jeweiliger Bogen 6 vollständig durchtrennt, so liegen mehrere Einzelbögen 6A, 6B, 6C vor, die üblicherweise auch als Nutzen bezeichnet werden. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich - sofern nicht anders angegeben - auf eine Variante, bei der die jeweiligen Bögen 6 lediglich gerillt und gerade nicht in Einzelbögen 6A, 6B, 6C unterteilt sind
Im Normalfall sind die Bögen 6 in Längsrichtung 8 orientiert, d.h. typischerweise sind die Schnittlinien 28 und/oder ihre randseitigen Kanten parallel zur Längsrichtung 8 orientiert.
Bei der Ablage der einzelnen Bögen 6 auf dem Förderband 10 kann es jedoch teilweise auch dazu kommen, dass einzelne Bögen 6 aus dieser Solllage verdreht werden, wie dies anhand eines der Bögen 6 vereinfacht dargestellt ist.
Eine Wellpappenanlage 2 setzt sich allgemein aus mehreren Komponenten zusammen. Mithilfe der Wellpappenanlage 2 wird aus Papierbahnen zunächst eine Endlos-Wellpappe hergestellt, die dann zur Erzeugung der einzelnen Bögen 6 geschnitten wird. Der Aufbau und die Wirkungsweise einer solchen Wellpappenanlage 2 ist grundsätzlich bekannt und typischerweise wie folgt:
Die Papierbahnen werden von einem Abroller abgerollt und den weiteren nachfolgenden Komponenten der Wellpappenanlage 2 zugeführt. Für einen unterbrechungsfreien Betrieb sind beispielsweise sogenannte Splicer vorgesehen, mit deren Hilfe der unterbrechungsfreie Lauf auch bei einem Wechsel von Papierrollen ermöglicht ist. Mithilfe einer sogenannten einseitigen Maschine (Single Facer) wird zunächst eine einseitige Wellpappenbahn erzeugt. Eine der Papierbahnen wird hierbei mithilfe einer geriffelten Walze gewellt und anschließend mit einer ersten Deckbahn an einer Seite verklebt. Diese wird üblicherweise über eine sogenannte Brücke für die Weiterverarbeitung weiteren Maschinen zugeführt, und es wird üblicherweise eine zweite Deckbahn gegenüberliegend zu der ersten Deckbahn auf die gewellte Lage der einseitigen Wellpappenbahn aufgeklebt. Hierzu wird diese typischerweise zunächst einem sogenannten Vorheizer zugeführt. Zum Verkleben ist ein Leimwerk vorgesehen. Um die Qualität und den störungsfreien Betrieb zu ermöglichen sind darüber hinaus bevorzugt Heizvorrichtungen, Zugvorrichtungen und sonstige Bandführungen zur Führung der Papierbahnen und/oder der erzeugten Wellpappenbahn vorgesehen. Der Teilbereich einer Wellpappenanlage bis zur Erzeugung der doppelseitigen Wellpappe wird als das sogenannte Nassende bezeichnet.
Daran schließt sich das Trockenende an. Bei diesem erfolgt eine Bearbeitung und ein Zuschneiden der zuvor erzeugten Endlos-Wellpappenbahn. Typischerweise ist zunächst ein sogenannter Kurzquerschneider vorgesehen, mit dessen Hilfe beispielsweise bei einem Formatwechsel der sogenannte Anfahrabfall entfernt wird. Weiter weist das Trockenende insbesondere nachfolgend zum Kurzquerschneider einen Schneid- und Rillautomat auf, welcher die Wellpappenbahn in Längsrichtung schneidet bzw. zumindest rillt und damit definierte Klickbereiche einfügt.
Schließlich ist nachfolgend ein sogenannter Querschneider angeordnet, welcher die Wellpappenbahn zur Erzeugung der einzelnen Bögen 6 in Querrichtung durchtrennt. Nachfolgend zum Querschneider ist weiterhin das Ablagesystem angeordnet, welches die zuvor beschriebene Fördereinrichtung 4 aufweist. Nachfolgend zur Fördereinrichtung 4 ist typischerweise die Stapelvorrichtung zur Stapelung der einzelnen Bögen 6 angeordnet.
Die spezielle Ausgestaltung der Wellpappenanlage 2 sowie das Verfahren zur Überwachung der Wellpappenanlage insbesondere im Hinblick auf die Überwachung, ob eine Abweichung von der Planlage der einzelnen Bögen 6 vorliegt, wird nachfolgend insbesondere im Zusammenhang mit den FIG 3, FIG 4 sowie FIG 5 näher erläutert:
Gemäß FIG 3 ist die Kamera 22 mit einer Auswerteeinheit 30 verbunden, welche im Ausführungsbeispiel weiterhin mit einer Anlagensteuerung 32 verbunden ist. Diese ist beispielsweise in einem Überwachungsraum 34 angeordnet, welcher mit einer Anzahl von Monitoren 36 ausgebildet ist, die Teil eines manuellen optischen Überwachungssystems 38 sind. Die von der Kamera 22 aufgenommenen Bilder werden auf einem der Monitore 36 insbesondere als Live-Stream dargestellt, so dass die Anlage visuell vom Bedienpersonal überwacht werden kann.
Die Anlagensteuerung 32, die auch auf mehrere Steuereinheiten aufgeteilt sein kann, steuert den Betrieb der Wellpappenanlage 2 und insbesondere auch der Fördereinrichtung 4. Die in FIG 3 getrennt dargestellte Auswerteeinheit 30 kann Teil der Anlagensteuerung sein.
Zur Warp-Erkennung, also zur Auswertung ob bei den Bögen 6 eine Abweichung von einer Planlage vorliegt, werden mittels der Kamera 22 fortlaufend Bilder I (vgl. FIG 4) aufgenommen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Einzelbilder oder auch um einen Stream.
Insgesamt werden von der Kamera 22 Bilder mit einer geeigneten Aufnahmerate (Bildwiederholfrequenz) aufgenommen. Die Aufnahmerate liegt beispielsweise im Bereich von 30 bis 60 Bildern pro Sekunde (30Hz-60Hz). Grundsätzlich können auch Kameras mit höheren oder niedrigeren Aufnahmeraten eingesetzt werden.
Die aufgenommenen Bilder I, also die entsprechenden elektronischen Bilddaten, werden an die Auswerteeinheit 30 übermittelt. Die Auswerteeinheit 30 ist geeignet eingerichtet, um eine automatische Bildauswertung sowie Bildbearbeitung durchzuführen. Hierzu weist die Auswerteeinheit 30 zumindest einen geeigneten Prozessor sowie ein oder mehrere geeignete Algorithmen sowie weiterhin einen Speicher auf. Der Ablauf der Bildbearbeitung und Bildauswertung weist insbesondere folgende
Schritte auf:
In einem Schritt a erfolgt beispielsweise eine erste Bildkorrektur, bei der durch die Kameralinse hervorgerufene Verzerrungen korrigiert werden.
In einem Schritt b erfolgt die Detektion der Marker 14 und die Bestimmung des Prüfbereichs 14 im aufgenommenen Bild I.
In einem weiteren Schritt c erfolgt eine erste Auswertung. So wird beispielsweise überprüft, ob der im aufgenommenen Bild I dargestellte Prüfbereich 14 entsprechend einer Sollorientierung orientiert ist. Sofern dies nicht der Fall ist, erfolgt bevorzugt eine Bildkorrektur, beispielsweise eine Drehung oder Verzerrung des aufgenommenen Bildes I.
Weiterhin wird der identifizierte Prüfbereich 14 bevorzugt extrahiert, beispielsweise indem das Bild I auf den im Bild I identifizierten Prüfbereich 14 zugeschnitten wird.
Schließlich erfolgt in diesem Schritt c vorzugsweise eine Korrektur der Fluchtpunktperspektive. Bei dieser wird insbesondere eine Bildtransformation durchgeführt, sodass die durch die Kameraposition bedingte perspektivische Darstellung in eine Aufsicht transformiert wird.
Bei diesen zuvor genannten Schritten a bis c handelt es sich um vorbereitende Schritte zur Bildaufbereitung im Vorfeld der eigentlichen Warp-Überprüfung, welche in den nachfolgenden Schritten durchgeführt wird:
Im Schritt d wird beispielsweise zunächst allgemein ein jeweiliger Bogen 6 als solcher erfasst und identifiziert. Dies erfolgt beispielsweise durch die Erkennung der dargestellten Stirnkante 26.
Im nachfolgenden Schritt e erfolgt mithilfe eines geeigneten Algorithmus eine Kantenerkennung, sodass der Verlauf der Stirnkante 26 im aufgenommenen Bild I identifiziert und extrahiert wird. Dies ist beispielhaft in FIG 4 anhand der unteren Stirnkante 26 durch die fett dargestellte Linie dargestellt, die also den identifizierten Verlauf der Stirnkante 26 abbildet und damit eine extrahierte Stirnkante 26' bildet.
FIG 4 zeigt allgemein das gemäß den Schritten a bis c aufbereitete Bild I, bei dem ergänzend die extrahierte Stirnkante 26' dargestellt ist.
Im nachfolgenden Schritt f erfolgt wiederum mit Unterstützung von geeigneten Algorithmen die Analyse und Auswertung des identifizierten Verlaufs der Stirnkante 26. Hierzu wird in einem ersten Schritt eine mathematische Approximation der extrahierten Stirnkante 26' vorgenommen, sodass der Verlauf der Stirnkante 26 durch eine mathematische Funktion beschrieben wird. Das Ergebnis dieser mathematischen Approximation ist beispielhaft in der Figur 5 dargestellt. Die durch die mathematische Approximation erhaltene Kurve ist auf der y-Achse um eine Nulllage aufgetragen. Die x-Achse gibt die Ausdehnung der Stirnkante 26 in Querrichtung wieder.
Basierend auf dieser mathematischen Funktion erfolgt nachfolgend eine Funktionsanalyse, um charakteristische Kennwerte für den Verlauf der Stirnkante 26 abzuleiten. Diese charakteristischen Kennwerte sind insbesondere Maximalwerte, Minimalwerte, Abstände zwischen diesen Maximal- und Minimalwerten, Krümmungswerte, ein (beispielsweise gleitender) Mittelwert sowie vorzugsweise auch statistische Kennwerte, wie beispielsweise (Standard-)Abweichung vom Mittelwert. Für die Analyse werden ein oder mehrere dieser Kennwerte herangezogen. Es sind für die unterschiedlichen Kennwerte Sollwerte vorgegeben. Wenn diese überschritten werden, so wird auf eine unzulässige Abweichung von der Planlage erkannt und eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben. Ergänzend oder alternativ werden die den Verlauf charakterisierenden Kennwerte ausgegeben und/oder abgespeichert, insbesondere auch im Zusammenhang mit dem jeweils aufgenommenen, zugrunde liegenden Bild I. Neben dieser Identifizierung und Auswertung der Planlage werden die Bögen 6 bei der automatischen Bildauswertung vorzugsweise zugleich auch auf weitere Eigenschaften oder Fehler auf Basis des mit der Kamera 22 aufgenommenen Bildes I überwacht:
So wird beispielsweise überwacht, ob die Bögen 6 in ihrer jeweiligen Soll-Ausrichtung orientiert sind, d.h. typischerweise ob sie parallel zur Längsrichtung 8 ausgerichtet sind. Die Stirnkante 26 verläuft typischerweise jeweils senkrecht zur Längsrichtung 8. Zur Analyse der Soll-Orientierung wird beispielsweise mithilfe der Bildauswertung die Länge der Stirnkante 26 im Bild I ausgemessen. Ist diese kleiner als eine Solllänge so deutet dies darauf hin, dass der Bogen 6 verdreht ist.
Für den Fall, dass mehrere Einzelbögen 6A, 6B, 6C jeweils nebeneinander angeordnet sind, ist vorzugsweise auch eine automatische Identifizierung der Einzelbögen 6A, 6B, 6C vorgesehen. Weiterhin erfolgt die Analyse und Auswertung des Verlaufs der Stirnkante 26 zur Erkennung einer Abweichung von der Planlage für jeden einzelnen Bogen 6A, 6B, 6C individuell, wie es zuvor im Zusammenhang mit dem Bogen 6 beschrieben wurde.
Zur Identifizierung der Einzelbögen 6A, 6B, 6C wird mittels der Bildauswertung vorzugsweise das aufgenommene Bild I im Hinblick auf die in Längsrichtung 8 orientierten Schnittlinien 28 ausgewertet. Dies erfolgt wiederum mithilfe einer Kantenerkennung. Bevorzugt werden ergänzend über die Anlagensteuerung 32 Zusatzinformationen herangezogen, beispielsweise über die Position von Schnittmessern, mit denen die Schnittlinien 28 eingebracht werden, und/oder über die Breite der jeweiligen Bögen 6 bzw. Einzelbögen 6A, 6B, 6C. Auf Basis dieser Zusatzinformationen wird die Auswertung auf lediglich begrenzte Bildbereiche fokussiert, sodass der Rechenaufwand verringert ist und zugleich die Auswertegüte verbessert.
Im Zusammenhang mit der Figur 2 ist als bevorzugte Weiterbildung aber auch als eine eigenständige Erfindung eine Einhausung 40 im Bereich des Prüfbereichs 12 ausgebildet. Diese Einhausung 40 ist im Ausführungsbeispiel U-förmig ausgebildet und weist zwei Seitenwände 42 sowie eine Oberwand 44 auf, welche die beiden Seitenwände 42 miteinander verbindet. Die Einhausung 40 überspannt die gesamte Breite der Fördereinrichtung 4 im Prüfbereich 12. im Ausführungsbeispiel weist die Einhausung 40 in Längsrichtung 8 eine Länge auf, die der Länge des Prüfbereichs 12 entspricht. An der Innenseite der Oberwand 44 ist ein Beleuchtungselement 46 angeordnet, welches sich quer über das Förderband 10 erstreckt. Das Beleuchtungselement 46 weist als einzelne Leuchtelemente insbesondere einzelne LEDs auf, welche in Querrichtung nebeneinander aufgereiht sind. Bei dem Beleuchtungselement 46 handelt sich daher um eine Art LED- Balken. Das Beleuchtungselement 46 ist dimmbar wird vorzugsweise in Abhängigkeit der aktuellen Lichtsituation im Betrieb auch gedimmt. Weiterhin besteht in bevorzugter Weiterbildung auch die Möglichkeit der Einstellung der Farbe, die bevorzugt im Betrieb auch geeignet gewählt wird um die Erkennbarkeit von gewünschten Strukturen innerhalb des Prüfbereichs 12 im Bild der Kamera klar hervortreten zu lassen. Speziell wird hierdurch die Sichtbarkeit der Stirnkante 26 und/oder auch der Marker 14 verbessert. Das Beleuchtungselement 46 weist einzeln ansteuerbare Bereiche oder Segmente auf, die bevorzugt in Querrichtung nebeneinander angeordnet sind. Bei diesen Bereichen handelt sich insbesondere jeweils um Gruppen von einzelnen LEDs.
Durch diese Ausgestaltung wird der Prüfbereich 12 in Abhängigkeit der aktuellen Anforderungen und Beleuchtungssituation geeignet ausgeleuchtet, wobei hierzu die Intensität und / oder die Farbe geeignet eingestellt werden. Bei der gewünschten Kantenerkennung wird hierdurch insbesondere ein besseres Hervortreten des Schattenwurfs der Stirnkante 26 erreicht. Durch die Einhausung 40 wird der Prüfbereich 12 vor von außen einfallendem Streulicht und sonstigen Störquellen sowie vor einer Verschmutzung geschützt. Ein von dem Beleuchtungselement 46 abgegebener Lichtkegeln ist vorzugsweise schräg in Richtung nach unten orientiert, und zwar insgesamt vorzugsweise derart, dass ein Schattenwurf der Stirnkante 26 möglichst stark hervortritt. Bezugszeichenliste
2 Wellpappenanlage
4 Fördereinrichtung
6 Bogen
6 A, B, C Einzelbogen
8 Längsrichtung
10 Förderband
11 Bandträger
12 Prüfbereich
14 Marker
16 Flansch
18 Traggerüst
20 Kamerasystem
22 Kamera
24 Beleuchtungsvorrichtung
26 Stirnkante
26' extrahierte Stirnkante
28 Schnittlinie
30 Auswerteeinheit
32 Anlagensteuerung
34 Überwachungsraum
36 Monitor
38 manuelles Überwachungssystem
40 Einhausung
42 Seitenwand
44 Oberwand
46 Beleuchtungselement
I aufgenommenes Bild

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Überwachung einer Planlage von Bögen (6) aus Wellpappe in einer Wellpappenanlage (2), wobei a) die Bögen (6) auf einem sich in einer Längsrichtung (8) erstreckendem Förderband (10) teilweise übereinanderliegend platziert sind, so dass eine Stirnkante (26) eines vorlaufenden Bogens (6) auf einem nachlaufenden Bogen (6) aufliegt, b) ein definierter Bereich einer Fördereinrichtung (4) der Wellpappenanlage (2) als Prüfbereich (12) vorgegeben ist, c) zumindest eine Kamera (22) vorgesehen ist, mit der Bilder (I) vom Prüfbereich (12) aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, dass d) die Kamera (22) in Längsrichtung (8) betrachtet vorlaufend zum Prüfbereich (12) positioniert ist und schräg in Richtung zum Prüfbereich (12) und damit auf die Stirnkante (26) eines sich im Prüfbereich (12) befindlichen Bogens (6) orientiert ist, e) auf Basis zumindest eines der aufgenommenen Bilder (I) mittels einer automatischen Bildauswertung der Verlauf der Stirnkante (26) im Hinblick auf eine Abweichung von einer Planlage des Bogens (6) analysiert wird.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifikation der Stirnkante (26) eine Kantenextraktion durchgeführt wird und eine extrahierte Stirnkante (26‘) erhalten wird.
3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der extrahierten Stirnkante (26‘) im Hinblick auf die Abweichung von einer Planlage ausgewertet wird.
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung die extrahierte Stirnkante (26‘) mit einem Kurvenfit approximiert wird und eine dabei enthaltene mathematische Funktion im Hinblick auf eine Abweichung von einer Planlage ausgewertet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bögen (6), insbesondere auf Basis einer Auswertung der Stirnkante (26), im Hinblick auf eine Verdrehung überprüft werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Ausmessung eines Abstands von Oberflächen-Berei- chen des jeweiligen Bogens (6) in Bezug auf eine Referenzhöhe verzichtet ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Förderbands (10) Marker (14) ortsfest angebracht sind, die mit dem Prüfbereich (12) korreliert sind, wobei mit der Kamera (22) auch die Marker (14) erfasst werden, so dass diese im aufgenommenen Bild (I) enthalten sind.
8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Marker (14) im aufgenommenen Bild (I) ausgewertet wird und überprüft wird, ob der im aufgenommenen Bild (I) abgebildete Prüfbereich (12) entsprechend einer vorgegebenen Sollorientierung orientiert ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass infolge der Anordnung der Kamera (22) schräg vor dem Prüfbereich (12) das aufgenommene Bild (I) eine Fluchtpunktperspektive aufweist und dass automatisch eine Korrektur der Fluchtpunktperspektive vorgenommen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelbögen (6A, 6B, 6C) nebeneinander auf dem Förderband (10) angeordnet sind und eine automatische Einzelbogen-Erkennung durchgeführt wird, wobei hierzu vorzugsweise Längsstrukturen ausgewertet werden und insbesondere auch Informationen aus einer Anlagensteuerung (32) herangezogen werden.
11 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelbögen (6A, 6B, 6C) nebeneinander auf dem Förderband (10) angeordnet sind und für jeden Einzelbogen (6A, 6B, 6C) überprüft wird, ob eine Abweichung von der Planlage vorliegt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (22) zugleich für ein optisches Überwachungssys- tem (38) zur optischen manuellen Überwachung durch Bedienpersonal herangezogen wird, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (22) eine Auflösung im Millimeter-Bereich aufweist. Wellpappenanlage (2), bei der
- zumindest eine sich in einer Längsrichtung (8) erstreckende Fördereinrichtung (4) zur Förderung von Bögen (6) aus Wellpappe angeordnet ist, wobei die Bögen (6) im Betrieb auf dem Förderband (10) teilweise übereinanderliegend platziert sind, so dass eine Stirnkante (26) eines vorlaufenden Bogens (6) auf einem nachlaufenden Bogen (6) aufliegt,
- ein definierter Bereich der Fördereinrichtung (4) als Prüfbereich (12) vorgegeben ist,
- zumindest eine Kamera (22) angeordnet ist, die zur Aufnahme von Bildern (11 ) des Prüfbereichs (12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Kamera (22) in Längsrichtung (8) betrachtet vorlaufend zum Prüfbereich (12) positioniert ist und schräg in Richtung zum Prüfbereich (12) und damit auf die Stirnkante (26) eines sich im Prüfbereichs (12) befindlichen Bogens (6) orientiert ist,
- eine Auswerteeinheit (26) angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, auf Basis zumindest eines der aufgenommenen Bilder (I) mittels einer automatischen Bildauswertung den Verlauf der Stirnkante (26) im Hinblick auf eine Abweichung von einer Planlage des Bogens (6) zu analysieren. Wellpappenanlage (2), insbesondere nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der - zumindest eine sich in einer Längsrichtung (8) erstreckende Fördereinrichtung (4) zur Förderung von Bögen (6) aus Wellpappe angeordnet ist,
- ein definierter Bereich der Fördereinrichtung (4) als Prüfbereich (12) vorgegeben ist,
- zumindest eine Kamera (22) angeordnet ist, die zur Aufnahme von Bildern (11 ) des Prüfbereichs (12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Kamera (22) auf den Prüfbereich (12) ausgerichtet ist, zur Aufnahme von Bildern, die den Prüfbereich zeigen,
- im Bereich des Prüfbereichs (12) eine die Fördereinrichtung (4) überdeckende Einhausung (40) angebracht ist, wobei ein Beleuchtungselement (46) angeordnet ist, das zumindest einen Teil des Prüfbereichs (12) ausleuchtet.
16. Wellpappenanlage (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der ein oder mehrere der folgenden Merkmale verwirklicht ist / sind: a) das Beleuchtungselement (46) ist dimmbar und / oder die Lichtfarbe ist einstellbar, b) ein von dem Beleuchtungselement (46) ausgehender Lichtkegel ist schräg in Richtung zum Prüfbereich (12) orientiert, c) das Beleuchtungselement (46) ist an einer Innenseite der Einhausung (40) angebracht, d) die Einhausung (40) weist zumindest eine Seitenwand (42), vorzugsweise zwei Seitenwände (42) und eine Oberwand (44) auf, e) das Beleuchtungselement (46) ist derart angebracht und/oder abgeschattet, dass das Beleuchtungselement (46) für die Kamera (22) nicht sichtbar ist und/oder das vom Beleuchtungselement (46) abgegebene Licht nicht in die Kamera (22) strahlt, f) die Einhausung (40) aus einem opaken Material ist, g) die Einhausung (40) nur im Bereich des Prüfbereichs (12) ausgebildet ist und in Längsrichtung (8) eine insbesondere an die Länge des Prüfbereichs (12) angepasste Länge aufweist, beispielsweise im Bereich von dem 0,5-fachen bis zum 2-fachen der Länge des Prüfbereichs (12), h) das Beleuchtungselement (46) sich quer zur Längsrichtung (8) erstreckt und mehrere individuell ansteuerbare Bereiche aufweist, insbesondere eine Vielzahl von einzelnen LEDs, die vorzugsweise einzelweise oder gruppenweise ansteuerbar sind.
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