-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bereitstellung eines Materialbands, insbesondere eines Cordbands, umfassend:
- eine Abwickeleinrichtung zum Abwickeln eines in Form einer Rolle aufgenommenen Materialbands, umfassend eine erste und eine separate zweite Aufnahme zum Aufnehmen jeweils einer Rolle des Materialbands, wobei die erste und die zweite Aufnahme jeweils reversibel von einer Nichtarbeitsposition, in der eine Rolle aufgenommen oder vorbereitet wird, und einer Arbeitsposition, in der die Rolle abgewickelt wird, bewegbar sind,
- eine der Abwickeleinrichtung nachgeschalteten Transporteinrichtung zum Aufnehmen des abgewickelten Materialbands,
- eine Einrichtung zum Verbinden eines hinteren Endes des auf der Transporteinrichtung befindlichen abgewickelten Materialbands an ein vorderes Ende des abzuwickelnden Materialbands,
- eine Positionserfassungseinrichtung umfassend eine Sensoreinrichtung zur Erfassung von Sensorinformationen, die die Position des abzuwickelnden Bandmaterials in der ersten und der zweiten Aufnahme beschreiben, sowie eine Steuerungseinrichtung zur Erfassung von Positionsinformationen anhand der Sensorinformationen, wobei in Abhängigkeit der Positionsinformationen die Position des abzuwickelnden Materialbands relativ zum abgewickelten Materialband ausrichtbar ist.
-
Eine solche Einrichtung zur Bereitstellung eines Bandmaterials wird in der band- oder bahnverarbeitenden Industrie, beispielsweise der Reifenindustrie eingesetzt. Bei dem Bandmaterial handelt es sich beispielsweise um ein Cordband, in der Regel ein klebriges Bandmaterial, beispielsweise in Form eines Textilcords oder Stahlcords. Die Einrichtung dient dazu, ein Materialband, das üblicherweise zu einer Rolle gewickelt als Ausgangsband vorgehalten wird, abzuwickeln und für nachgeschaltete Bearbeitungsprozesse bereitzustellen. Für die Verarbeitung wird das Materialband abgewickelt, also abgerollt, durch den Produktionsprozess geführt und am Ende der Anlage wieder aufgerollt. Eine solche Einrichtung ist beispielsweise in
DE 20 2013 103 530 U1 beschrieben.
-
Die Einrichtung selbst umfasst eine Abwickeleinrichtung zum Abwickeln des in Form einer Rolle aufgenommenen Materialbands. Das Materialband ist regelmäßig auf einem Spulenkern aufgewickelt, über welchen es in einer Aufnahme der Abwickeleinrichtung aufgenommen ist, wobei die Aufnahme das Drehen der Rolle zum Abwickeln des Bands erlaubt. Die Abwickeleinrichtung umfasst eine erste und eine separate zweite Aufnahme zum Aufnehmen jeweils einer Rolle des Materialbands, wobei die beiden Aufnahmen versetzt zueinander angeordnet sind. Jede Aufnahme ist jeweils reversibel von einer Nichtarbeitsposition, in der eine Rolle aufgenommen oder vorbereitet wird, und einer Arbeitsposition, in der die Rolle abgewickelt wird, bewegbar. In der Nichtarbeitsposition kann in die jeweilige Aufnahme eine neue Rolle aufgenommen, also eingebracht bzw. vorbereitet werden, wobei unter dem Begriff "vorbereiten" verstanden wird, dass das freie Ende des neuen Materialbands in eine bestimmte Position gebracht wird, da es, worauf nachfolgend eingegangen wird, mit dem hinteren Ende des vorher vollständig oder abgeschnittenen abgewickelten Materialbands zu verbinden ist. In der Arbeitsposition hingegen wird das Band abgewickelt. Beide Aufnahmen sind zwischen der Nichtarbeitsposition und der Arbeitsposition reversibel bewegbar, d. h., dass jeweils eine Aufnahme in der Nichtarbeitsposition ist und beladen werden kann, während die andere Aufnahme in der Arbeitsposition ist und das Band abgewickelt wird.
-
Der Abwickeleinrichtung ist eine Transporteinrichtung zum Aufnehmen des abgewickelten Materialbands nachgeschaltet. Diese Transporteinrichtung umfasst üblicherweise eine Rollenanordnung, die als Abzugs- und Führungsrolle dienen. Über die Transporteinrichtung wird einerseits das Materialband aktiv bewegt, sodass die Rolle abgewickelt wird, andererseits wird das Materialband hierüber zu einer nachgeschalteten Bearbeitungseinheit transportiert.
-
Weiterhin vorgesehen ist eine Einrichtung zum Verbinden eines hinteren Endes des auf der Transporteinrichtung befindlichen, abgewickelten Materialbands an ein vorderes Ende des abzuwickelnden Materialbands. Diese Verbindungeinrichtung, bei der es sich im Falle eines klebrigen Cordbands, wie es wie beschrieben in der Reifenindustrie verwendet wird, um eine Spleißeinrichtung handelt, dient dazu, das hintere Ende des abgewickelten Bands mit dem vorderen Ende des abzuwickelnden Bands zu verbinden, sodass die beiden Bänder unterschiedlicher Rollen mit einander verbunden werden und mithin sich ein Endlosband ergibt.
-
Ferner ist eine Positionserfassungseinrichtung umfassend eine Sensoreinrichtung zur Fassung von Sensorinformationen, die die Position des abzuwickelnden Bandmaterials in der ersten und der zweiten Aufnahme beschreiben, sowie eine Steuerungseinrichtung zur Erfassung von Positionsinformationen anhand der Sensorinformationen, wobei in Abhängigkeit der Positionsinformationen die Position des abzuwickelnden Materialbands relativ zum abgewickelten Materialband ausrichtbar ist. Wie beschrieben, werden die beiden Enden des abgewickelten sowie des abzuwickelnden Materialbands in der Verbindungseinrichtung, also der Spleißeinrichtung miteinander verbunden. Hierzu sind die beiden Enden und damit letztlich die Ränder bezüglich einander auszurichten, um zu vermeiden, dass es beim Verbinden zu einem nicht gewollten Querversatz der beiden Bandenden zueinander kommt, was dazu führen würde, dass das nachfolgend abgewickelte Band in einer nicht gewünschten Querposition der nachgeschalteten Verarbeitungseinheit zugeführt wird. Ein solcher Versatz kann gegeben sein, da, wie beschrieben, das Materialband auf einen Spulenkern oder Rollenkern gewickelt ist, über den es in der Aufnahme aufgenommen und gelagert ist. Es kann nun vorkommen, dass das Band außermittig auf den Spulenkern gewickelt wird, das heißt, dass sich dort ein Querversatz von wenigen Millimetern bis Zentimetern ergibt. Da der Spulenkern stets in der gleichen Position der jeweiligen Aufnahme aufgenommen wird, ergibt sich folglich, was die Zuführung angeht, ein Querversatz, mit dem das abzuwickelnden Band folglich mit dem abgewickelten Band verbunden werden würde. Um diesen Querversatz auszugleichen, ist die Positionserfassungseinrichtung vorgesehen, die mittels einer Sensoreinrichtung Sensorinformationen erfasst, anhand welcher eine zugeordnete Steuerungseinrichtung Positionsinformationen zum abzuwickelnden Band erfasst. Basierend auf diesen Positionsinformationen kann sodann eine entsprechende Korrektur bezüglich der Arbeitsposition vorgenommen werden, d. h., dass das abzuwickelnde Band diesbezüglichen in seiner finalen Position entsprechend korrigiert wird, sodass die beiden Enden bezüglich einander ausgerichtet sind.
-
Bei einer bekannten Einrichtung werden mittels geeigneter Optiken die äußeren Bandkanten der neuen Materialrolle, die sich bereits in der Arbeitsposition befindet, erfasst, wozu die Optiken entsprechend zu positionieren sind. Nach erfassen der Bandkanten ist in der Arbeitsposition die aktuelle Ist-Position des neuen Materialbands bekannt. Mittels der Optiken werden auch die Bandkanten des abgewickelten Bands erfasst, sodass folglich überprüft werden kann, inwieweit ein Querversatz gegeben ist. Ist dies der Fall, so wird die tatsächliche Arbeitsposition entsprechend korrigiert, d. h., dass die Abwickeleinrichtung entsprechend nachjustiert wird. Dies geschieht durch lineares Verschieben der Aufnahmen. Die Abwickeleinrichtung kann als Shuttleeinrichtung ausgeführt sein, bei der die beiden Aufnahmen an einem Trägerrahmen angeordnet sind, der linear bewegbar ist, sodass die beiden Aufnahmen durch, bezüglich der Abwickelrichtung, Querverschieben zwischen der Nichtarbeitspositionen der Arbeitsposition bewegt werden können. In einem solchen Fall wird im Rahmen der Korrektur der Arbeitsposition folglich durch eine geringe Querverschiebung die Ausrichtung bzw. Nachführung vorgenommen. Eine andere Ausgestaltung einer Abwickeleinrichtung ist die eine Dreheinrichtung. Hier sind beide Aufnahmen auf einem um eine Drehachse drehbaren Drehrahmen angeordnet, das heißt, sie werden durch eine Drehbewegung zwischen der Nichtarbeitspositionen der Arbeitsposition bewegt. Der Drehrahmen ist darüber hinaus aber auch insgesamt linear bewegbar gelagert. Ist eine Korrektur einer zunächst eingenommenen Arbeitsposition erforderlich, so erfolgt dies durch eine geringe Querverschiebung des Drehrahmens und mit ihm er Aufnahmen je nach gegebenem Versatz.
-
Zwar lässt sich hierüber eine Korrektur bzw. Nachjustierung erreichen, jedoch ist dieser Vorgang aufwendig, da zunächst die ursprüngliche Arbeitsposition angefahren werden muss, wonach die Optiken entsprechend zu positionieren sind und die Sensorinformationen aufgenommen und ausgewertet werden müssen, wonach erst eine etwaige Nachjustierung erfolgt. Damit ist naturgemäß auch ein hoher Zeitaufwand verbunden.
-
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine verbesserte Einrichtung zur Bereitstellung eines Bandmaterials anzugeben.
-
Zur Lösung des Problems ist bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels der Sensoreinrichtung die Sensorinformationen während der Bewegung der ersten und der zweiten Aufnahme von der Nichtarbeitsposition in die Arbeitsposition erfassbar sind und die Steuerungseinrichtung zur Ermittlung der Positionsinformationen und zur Steuerung der Stellmittel von Stellmitteln zum Bewegen der ersten und der zweiten Aufnahme quer zu der Transportrichtung der Transporteinrichtung in Abhängigkeit der Positionsinformationen derart eingerichtet ist, dass die erste und die zweite Aufnahme am Ende der Bewegung in die Arbeitsposition derart positioniert ist, dass das Ende des abzuwickelnden Materialbands zum Ende des abgewickelten Materialbands ausgerichtet ist.
-
Bei der erfindungsgemäßen Bereitstellungseinrichtung wird die Erfassung der relevanten Positionsinformationen zum neuen, nachfolgend abzuwickelnden Band bereits während seiner Verbringung von der Nichtarbeitsposition in die Arbeitsposition ermittelt. Die Sensoreinrichtung ist derart angeordnet und eingerichtet, dass während der Bewegung der jeweiligen ersten bzw. zweiten Aufnahme von der Nichtarbeitsposition, also nachdem die neue Bandrolle in die Aufnahme eingebracht wurde, in die Arbeitsposition zum Abwickeln derselben die Sensorinformationen aufzunehmen, die eine Bestimmung bzw. Charakterisierung der Position des Bands in der Aufnahme erlauben, also letztlich die Ermittlung der Ist-Position des Bandwickels auf dem Spulenkern und damit in der Aufnahme. Die Steuerungseinrichtung ist nun in der Lage, anhand dieser Sensorinformationen während der Bewegung in die Arbeitsposition bereits die exakten Positionsdaten der Arbeitsposition, in welche die Aufnahme zu bringen ist, zu bestimmen und die Stellmittel, über die die Aufnahme quer zur Transportrichtung des Materialbands beim Abwickeln bewegt wird, entsprechend anzusteuern, sodass die finale Arbeitsposition unmittelbar angefahren wird. D. h., dass im Rahmen einer einzigen Bewegung aus der Nichtarbeitsposition in die Arbeitsposition die neue Bandrolle und damit deren zu verbindendes Ende exakt in der finalen Verbindungspositionen zum Verbinden mit dem Ende des abgewickelten Bands und damit in einer exakt ausgerichteten Position ist. Ein unspezifisches Anfahren einer Arbeitsposition und eine nachfolgende Positionskorrektur findet daher nicht statt.
-
Die erfindungsgemäße Einrichtung erlaubt daher ein wesentlich effizienteres und schnelleres Bereitstellen einer neuen Materialbandrolle, die exakt ausgerichtet ist, sodass quasi unmittelbar mit Einfahren in die Arbeitsposition das Verbinden der beiden Enden erfolgen kann, gefolgt vom Abwickeln des neuen Bands. D. h., dass ein nur äußerst kurz unterbrochener Zuführprozess gegeben ist.
-
Die Sensoreinrichtung selbst weißt zweckmäßigerweise wenigstens einen ersten Sensor und wenigstens einen zweiten Sensor auf, von denen der erste Sensor im Bewegungsweg der einen Aufnahme und der zweite Sensor im Bewegungsweg der anderen Aufnahme angeordnet ist. Es kommen also wenigstens zwei separate Sensoren zum Einsatz, wobei der eine Sensor der einen Aufnahme und der andere Sensor der anderen Aufnahme zugeordnet ist. Beide sind im jeweiligen Bewegungsweg der Aufnahme positioniert, was bedeutet, dass sie an einer Position sind, an der die Aufnahme und mit dieser natürlich die Materialbandrolle vorbeibewegt wird, sodass die entsprechenden Sensorinformationen, insbesondere zur Position der Längskanten des Bands, beim Vorbeibewegen des Bands am jeweiligen Sensor erfasst werden. Die Sensoren sind natürlich in einer Position angeordnet, in der das Band möglichst nah an ihnen vorbei bewegt wird.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung wenigstens einen dritten Sensor umfasst, der der Transporteinrichtung zugeordnet ist und mittels dem Sensorinformationen, die Positionsinformationen, die die Position des Endes des abgewickelten Bandmaterials in oder an der Transporteinrichtung beschreiben, erfasst, wobei die Steuerungseinrichtung zur Ermittlung von weiteren Positionsinformationen anhand der Sensorinformationen und zur Steuerung der Stellmittel der ersten und der zweiten Aufnahme in Abhängigkeit der weiteren Positionsinformationen eingerichtet ist. Dieser dritte Sensor, der Teil der Erfassungseinrichtung ist, ist der Transporteinrichtung zugeordnet. Mittels ihm können entsprechende Informationen zum Ende des abgewickelten Bands erfasst werden, sodass die Steuerungseinrichtungen in der Lage ist, die Ist-Position des gehenden Bandendes zu erfassen, wobei diese Ist-Position letztlich die Soll-Position darstellt, bezüglich welcher das Ende des neuen, kommenden Bands respektive die Aufnahme ausgerichtet wird. Die Steuerungseinrichtung, die entsprechende Positionsinformationen auch zum abgewickelten, gehenden Band bestimmt, ist nun dazu eingerichtet, auch diese Positionsinformationen in die Steuerung der Stellmittel, über die die Bewegung der jeweiligen Aufnahme gesteuert wird, einfließen zu lassen, also entsprechende Steuerparameter für diese Stellmittel sowohl unter Berücksichtigung der Positionsinformation zum neuen, abzuwickelnden Band als auch der Positionsinformationen zum alten, abgewickelten Band zu ermitteln.
-
In einer einfachen Alternative kann auf einen solchen dritten Sensor auch verzichtet werden, da einerseits die Kantenposition des abgewickelten Bands ursprünglich, als dieses noch in der Aufnahme war und erst bereitgestellt wurde, vermessen wurde und davon auszugehen ist, dass sich die Position des Endes des abgewickelten Bands nicht von der Position des Anfangs dieses Bands unterscheidet. Das heißt, dass die jeweilige Aufnahme bezüglich der vormals erfassten Position des früheren Bands ausgerichtet werden kann. Gleichwohl kann es auch beim Aufwickeln des Bands zur Materialrolle zu leichten Wickelungenauigkeiten kommen oder das Band beim Abwickeln leicht versetzt werden, so dass am Bandende ein Versatz um wenige Millimeter oder Zentimeter nicht unbedingt ausgeschlossen werden kann, weshalb die Erfassung der aktuellen Position des Endes des abgewickelten Bands zweckmäßig ist.
-
Kommt ein solcher dritter Sensor zum Einsatz, so erfasst dieser zweckmäßigerweise die gesamte Breite des abgewickelten Materialbands. Dies ist insofern zweckmäßig, als beide Längskanten mit dem Sensor erfasst werden können. Der Sensor selbst ist natürlich positionsfest, wie auch das Bandende positionsfest ist, also sich zumindest nicht quer bewegt.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass mittels der Steuerungseinrichtung als Positionsinformation die Position einer oder beider Längskanten des abzuwickelnden Materialbands und/oder als weitere Positionsinformation die Position einer oder beider Längskanten des abgewickelten Materialbands ermittelbar ist, basierend auf welcher Positionsinformation die Stellmittel ansteuerbar sind. Es erfolgt also eine Erfassung wenigstens einer Längskante des abzuwickelnden Bands, wobei, wenn die Bandbreite bekannt ist, damit automatisch auch die Position der zweiten Längskante bekannt ist. Natürlich kann seitens der Strahlungseinrichtung auch die Position beider Längskanten ermittelt werden, da beide ja durch den Erfassungsbereich des Sensors bewegt werden. Die Längskantenposition ist in jedem Fall die Basis für die nachfolgende Ermittlung der entsprechenden Steuerinformationen, über die die Stellmittel angesteuert werden, um in einer einzigen Bewegung die finale Arbeitsposition anzufahren. Zum abgewickelten, also gehenden Band sind entweder die Positionsinformationen zu der oder den Längskanten vom früheren Arbeitszyklus her bekannt, oder sie werden, wie beschrieben, über den dritten Sensor erfasst. In jedem Fall kann auf Basis der Längskanteninformation eine Ausrichtung der beiden Bänder respektive Enden bezüglich wenigstens einer Längskante der beiden Bänder erfolgen, wenn die Bänder nominell eine gleiche Breite haben.
-
Eine alternative Ausgestaltung sieht demgegenüber vor, dass die Steuerungseinrichtung zur Ermittlung der Mittenposition des abzuwickelnden Materialbands als Positionsinformation anhand der Position der Längskanten des abzuwickelnden und/oder der Mittelposition des abgewickelten Materialbands als weitere Positionsinformation anhand der Position der Längskanten des abgewickelten Materialbands sowie zur Steuerung der Stellmittel derart, dass die Mitte des abzuwickelnden Bands mit der Mitte des abgewickelten Bands fluchtet, eingerichtet ist. Gemäß dieser Ausgestaltung erfolgt keine Ausrichtung der beiden Bände respektive Bandenden zueinander in Bezug auf eine Längskante, sondern in Bezug auf die jeweilige Bandmitte. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dahingehend von Vorteil, als einerseits die Ist-Breite der beiden, nominell gleich breiten Bänder durchaus geringfügig variieren kann, und als andererseits durchaus ein schmäleres Band mit einem breiteren Band zu verbinden sein kann, wenn eine bewusste Breitenänderung gegeben ist. Werden in diesem Fall die beiden Enden bzw. Bänder bezüglich der jeweiligen Mitte ausgerichtet, so ist sichergestellt, dass das neue Band in einer vergleichbaren Position der Transporteinrichtung zugeführt und über diese weitertransportiert wird. Die Basis für die Ermittlung der Mitte des neuen, abzuwickelnden Bands ist die vorherige Bestimmung der Position beider Längskanten, woraus sich die exakte Breite und damit auch die Mitte errechnen lässt. Die Mitte des abgewickelten Bands kann aus den ursprünglich aufgenommenen Längskantenpositionsdaten oder aus den neu erfassten Positionsdaten zu den Längskanten des Endes in gleicher Weise ermittelt werden. Dies wird mit der gemeinsame Steuerungseinrichtungen vorgenommen.
-
Wie beschrieben, sind die beiden Enden miteinander zu verbinden, wozu die Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, also eine geeignete Spleißeinrichtung umfassend eine Vorbereitungs- und eine Spleißleiste. Üblich ist es, das vorlaufende Ende des abzuwickelnden Bands, das an das nachlaufende Ende des abgewickelten Bands anzuspleissen ist, bereits in der Nichtarbeitsposition, die auch als Vorbereitungsposition bezeichnet werden kann, an einer Vorbereitungsleiste zu fixieren. Im Falle einer Shuttleausführung der Abwickeleinrichtung ist jeder Aufnahme eine separate Vorbereitungsleiste zugeordnet, im Falle einer Drehrahmenausführung der Abwickeleinrichtung kann ebenfalls jeder Aufnahme eine separate Vorbereitungsleiste zugeordnet sein, bevorzugt jedoch ist eine schwenkbare Vorbereitungsleiste vorgesehen, die bei einander entgegengesetzt angeordneten Aufnahmen durch Verschwenken der jeweils in der Nichtarbeitsposition befindlichen Aufnahme zugeordnet werden kann. Jedenfalls ist das Ende des neuen Materialbands an dieser Vorbereitungsleiste fixiert. Es ist aber so positioniert, dass dieses Ende am jeweils zugeordneten Sensor vorbei transportiert wird, d. h., dass der erste und der zweite Sensor unterhalb der Ebene, in der die Vorbereitungsleiste an ihnen vorbei bewegt wird, positioniert sind. Dies stellt sicher, dass zwangsläufig das Bandende durch den Erfassungsbereich des jeweiligen Sensors bewegt wird.
-
Wie beschrieben, sind zwei grundlegend unterschiedliche Ausgestaltungen der Abwickeleinrichtung denkbar, nämlich eine Shuttleausführung oder eine Drehrahmenausführung. Im Falle einer Shuttleausführung sind die beiden Aufnahmen an einem gemeinsamen Trägerrahmen oder an separaten Trägerrahmen angeordnet, der oder die auf Linearführungen in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung der Transporteinrichtung über Stellmittel bewegbar sind, wobei der erste und der zweite Sensor zu beiden Seiten der Transporteinrichtung versetzt angeordnet sind. Über den gemeinsamen Trägerrahmen oder die beiden separaten Trägerrahmen sind die beiden Aufnahmen linear und senkrecht zur Transportrichtung des Bands verschiebbar, können also durch wechselseitiges Bewegen in die entsprechende Position verbracht werden, wobei die beiden Nichtarbeitspositionen voneinander beabstandet sind und die Arbeitsposition dazwischen liegt. Hierzu ist der oder sind die Trägerrahmen auf entsprechenden Linearführungsmittel linear beweglich gelagert, wobei die Stellmittel die Linearbewegung erwirken. Die Bewegung erfolgt beispielsweise über einen oder mehrere geeignete, über Servomotore gesteuerte Spindeltriebe o. ä. Die beiden Sensoren sind zu beiden Seiten der Transporteinrichtung versetzt angeordnet, also an einer Position, an der die jeweilige Materialbandrolle über ihre gesamte Breite vorbeibewegt wird, sodass der jeweilige Sensor problemlos beide Längskanten erfassen kann.
-
Im Falle einer Drehrahmenausführung sind die Aufnahmen an einem gemeinsamen, über Antriebsmittel um eine Drehachse drehbaren Drehrahmen angeordnet sind, wobei der erste und der zweite Sensor auf einer Kreisbahn um die Drehachse angeordnet. Zur Bewegung zwischen den beiden Positionen rotiert folglich der Drehrahmen und mit ihm beide Aufnahmen, wobei die eine Aufnahme aus der Nichtarbeitspositionen in die Arbeitsposition und die andere aus der Arbeitsposition in die Nichtarbeitsposition bewegt wird. Die beiden Aufnahmen bewegen sich folglich entlang einer Kreisbahn, weshalb der erste und der zweite Sensor auf einer entsprechenden Kreisbahn um die Drehachse angeordnet sind. Auch hier wird über diese entsprechende Positionierung sichergestellt, dass das abzuwickelnde Band durch den Erfassungsbereich des jeweiligen Sensors hindurch bewegt wird, sodass beide Längskanten erfasst werden können. Zum Bewegen des Drehrahmen samt der Aufnahmen ist bevorzugt ein Zahnradantrieb vorgesehen, mit einem oder mehreren geeigneten Servoantrieben, die die exakte Ermittlung der Position der jeweiligen Aufnahme längs der Bewegungsbahn erlauben, also die exakte Winkelstellung des Drehrahmens und damit der Aufnahme, sodass die aufgenommenen Sensorinformationen und damit die ermittelten Positionsdaten auch einem exakten Winkel und damit einer exakten Position auf der Kreisbahn zugeordnet werden können.
-
Dabei sind bevorzugt die beiden Aufnahmen um 180° versetzt zueinander am Drehrahmen angeordnet, sie liegen also einander gegenüber. In diesem Fall ist die Bewegung zum wechselnden Verbringen der Aufnahmen zweckmäßigerweise eine Bewegung um 180° mit jeweils wechselnder Bewegungsrichtung, d. h., dass keine 360° Rotation erfolgt.
-
Bei einer solchen um 180° versetzten Anordnung der Aufnahmen ist es zweckmäßig, wenn der erste und der zweite Sensor um 180° versetzt zueinander an 90°-Positionen zwischen der Nichtarbeitsposition und der Arbeitsposition angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung ist die Nichtarbeitsposition für beide Aufnahmen identisch, ebenso, bis auf einen etwaigen Korrekturversatz, die Arbeitsposition. Werden nun die beiden Sensoren in der 90°-Position angeordnet, die eine bezogen auf die eine Drehrichtung, die andere bezogen auf die andere Drehrichtung, so ist dies dahingehend von Vorteil, als in dieser Position die beiden Längskanten der Rolle die gleiche Geschwindigkeit besitzen, wenn sie am Sensor vorbeibewegt werden, während sie bei einer Positionierung näher zu einer Arbeitsposition oder zur Nichtarbeitsposition aufgrund des Abbremsens der Bewegung oder der Beschleunigung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch den Erfassungsbereich des übrigen Sensors laufen würden. Die erfindungsgemäß vorgesehene 90°-Positionierung erleichtert daher die Positionsermittlung.
-
Neben der Einrichtung betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zur Bereitstellung eines Materialbands, insbesondere eines Cordbands, umfassend:
- eine Abwickeleinrichtung zum Abwickeln eines in Form einer Rolle aufgenommenen Materialbands, umfassend eine erste und eine separate zweite Aufnahme zum Aufnehmen jeweils einer Rolle des Materialbands, wobei die erste und die zweite Aufnahme jeweils reversibel von einer Nichtarbeitsposition, in der eine Rolle aufgenommen oder vorbereitet wird, und einer Arbeitsposition, in der die Rolle abgewickelt wird, bewegbar sind,
- eine der Abwickeleinrichtung nachgeschalteten Transporteinrichtung zum Aufnehmen des abgewickelten Materialbands,
- eine Einrichtung zum Anspleißen eines hinteren Endes des auf der Transporteinrichtung befindlichen abgewickelten Materialbands an ein vorderes Ende des abzuwickelnden Materialbands,
- eine Positionserfassungseinrichtung umfassend eine Sensoreinrichtung zur Erfassung von Sensorinformationen, die die Position des abzuwickelnden Bandmaterials in der ersten und der zweiten Aufnahme beschreiben, sowie eine Steuerungseinrichtung zur Erfassung von Positionsinformationen anhand der Sensorinformationen, wobei in Abhängigkeit der Positionsinformationen die Position des abzuwickelnden Materialbands relativ zum abgewickelten Materialband ausrichtbar ist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Sensoreinrichtung die Sensorinformationen während der Bewegung der ersten und der zweiten Aufnahme von der Nichtarbeitsposition in die Arbeitsposition erfasst werden und die Steuerungseinrichtung die Positionsinformationen derart ermittelt und Stellmittel zum Bewegen der ersten und der zweiten Aufnahme quer zu der Transportrichtung der Transporteinrichtung in Abhängigkeit der Positionsinformationen derart steuert, dass die erste und die zweite Aufnahme am Ende der Bewegung in die Arbeitsposition derart positioniert ist, dass das Ende des abzuwickelnden Materialbands zum Ende des abgewickelten Materialbands ausgerichtet ist.
-
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einem ersten Sensor und einem zweiten Sensor verwendet wird, von denen der erste Sensor im Bewegungsweg der ersten Aufnahme und der zweite Sensor im Bewegungsweg der zweiten Aufnahme angeordnet ist.
-
Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn wenigstens ein dritter Sensor verwendet wird, der der Transporteinrichtung zugeordnet ist und mittels dem Sensorinformationen, die Positionsinformationen, die die Position des Endes des abgewickelten Bandmaterials in oder an der Transporteinrichtung beschreiben, erfasst werden, wobei die Steuerungseinrichtung weitere Positionsinformationen anhand der Sensorinformationen ermittelt und die Stellmittel der ersten und der zweiten Aufnahme in Abhängigkeit der weiteren Positionsinformationen steuert.
-
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mittels der Steuerungseinrichtung als Positionsinformation die Position einer oder beider Längskanten des abzuwickelnden Materialbands und/oder als weitere Positionsinformation die Position einer oder beider Längskanten des abgewickelten Materialbands ermittelt werden, basierend auf welcher Positionsinformation die Stellmittel angesteuert werden.
-
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Steuerungseinrichtung die Mittenposition des abzuwickelnden Materialbands als Positionsinformation anhand der Position der Längskanten des abzuwickelnden und/oder der Mittelposition des abgewickelten Materialbands als weitere Positionsinformation anhand der Position der Längskanten des abgewickelten Materialbands ermitteln und die Stellmittel derart steuern, dass die Mitte des abzuwickelnden Bands mit der Mitte des abgewickelten Bands fluchtet.
-
Die Erfindung sieht in weitere Ausgestaltung vor, dass das vorlaufende Ende des abzuwickelnden Bands während der Bewegung an einer Vorbereitungsleiste der ersten oder der zweiten Aufnahme angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Sensor die Sensorinformationen in einer Ebene, die unterhalb der Ebene, in der die Vorbereitungsleiste an ihnen vorbeibewegt wird, liegt, erfasst.
-
Bei einer Ausgestaltung der Abwickeleinrichtung als Shuttleeinrichtung kann vorgesehen sein, dass die beiden Aufnahmen an einem gemeinsamen Trägerrahmen oder an separaten Trägerrahmen angeordnet sind, der oder die auf Linearführungen in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung der Transporteinrichtung über die Stellmittel bewegt wird, wobei der erste und der zweite Sensor zu beiden Seiten der Transporteinrichtung versetzt angeordnet sind.
-
Schließlich kann bei einer Ausgestaltung der Abwickeleinrichtung als Drehrahmen Einrichtung vorgesehen sein, dass die Aufnahmen an einem gemeinsamen über Antriebsmittel um eine Drehachse drehbaren und über die Stellmittel quer zu der Transportrichtung der Transporteinrichtung bewegbaren Drehrahmen angeordnet sind, der zum Bewegen der Aufnahmen gedreht wird, wobei der erste und der zweite Sensor auf einer Kreisbahn um die Drehachse angeordnet sind.
-
Sämtliche zur erfindungsgemäßen Einrichtung beschriebenen Merkmale gelten gleichermaßen auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine Prinzipdarstellung einer Einrichtung zur Bereitstellung eines Materialbands, insbesondere eines Cordbands,
- Fig. 2
- eine Prinzipdarstellung einer Rolle eines Materialbands mit mittig gewickeltem Band,
- Fig. 3
- eine Prinzipdarstellung einer Rolle eines Materialbands mit außermittig gewickeltem Band,
- Fig. 4
- eine Prinzipdarstellung einer Rolle mit einem abzuwickelnden Materialband sowie des Endes eines bereits abgewickelten Materialbands, wobei beide Materialbändern miteinander zu verbinden sind,
- Fig. 5
- eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung in Form einer Shuttleeinrichtung mit Linearbewegung zum Bewegen der Aufnahmen und Wechseln der Materialbandrollen, mit mittig gewickelten Materialbändern,
- Fig. 6
- eine Prinzipdarstellung entsprechend Fig. 5, jedoch mit außermittig gewickelten Materialbändern,
- Fig. 7
- eine Prinzipdarstellung entsprechend Fig. 5, jedoch mit schmäleren Materialbändern, die an ein breiteres Materialband anzubinden sind,
- Fig. 8
- eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung in Form einer Drehrahmeneinrichtung mit rotativer Bewegung zum Bewegen der Aufnahmen und wechseln der Materialbandrollen, mit mittig gewickelten Materialbändern,
- Fig. 9-14
- Prinzipdarstellungen zur Erläuterung des Wechsel- und Verbindungsvorgangs,
- Fig. 15-19
- Prinzipdarstellungen der Bewegung einer Aufnahme mit außermittig gewickeltem Materialband in die Arbeitsposition unter Darstellung der Erfassung des Materialbands über den zugeordneten Sensor sowie Korrektur der Arbeitsposition, und
- Fig. 20 - 22
- Prinzipdarstellungen der Bewegung beider Aufnahmen mit mittig gewickeltem Materialband zum Austauschen einer abgewickelten Materialbandrolle gegen eine neue Materialbandrolle.
-
Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1 zur Bereitstellung eines Bandmaterials, insbesondere eines Cordbands. Die Einrichtung 1 umfasst eine Abwickeleinrichtung 2 zum Abwickeln eines in Form einer Rolle 3 aufgenommenen Materialbands 4, wobei die Abwickeleinrichtung 2 separate Aufnahmen aufweist, die jeweils der Aufnahme einer Rolle 3 dienen. In Fig. 1 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nur eine Aufnahme mit einer Rolle 3 gezeigt, auf den konkreten Aufbau wird nachfolgend eingegangen. In jedem Fall kann jede Aufnahme respektive jeweils eine Rolle 3 in eine Fig. 1 gezeigte Arbeitsposition gebracht werden, in welcher das Materialband 4 von der Rolle 3 abgewickelt werden kann. Das Materialband 4 wird von der Rolle 3 auf eine der Abwickeleinrichtung 2 nachgeschalteten Transporteinrichtung 5 gebracht, bei der es sich um eine entsprechende Rollenanordnung handelt, über die das Materialband 4 gefördert und auch abgewickelt wird. Der Transporteinrichtung 5 nachgeschaltet ist eine Materialunterstützung 6, auf der das Materialband 4 weiter zur nachgeschalteten Bearbeitungseinrichtung transportiert wird. Die gesamte Einrichtung 1 ist um eine vertikale Drehachse 7 drehbar, sodass der Winkel, unter dem das Materialband 4 der nachgeschalteten Bearbeitungseinrichtung zugeführt wird, variiert werden kann. Bei dieser Bearbeitungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Schneideinrichtung handeln, mittels der von dem Materialband 4 entsprechende Abschnitte abgeschnitten werden, die nachfolgend weiter prozessiert werden. Zur Ermöglichung dieser Winkelverstellung ist eine Antriebseinrichtung 8 vorgesehen, mittels welcher die gesamte Einrichtung 1 längs einer Bogenbahn um die Drehachse 7 bewegt werden kann, wozu die Einrichtung 1 über geeignete Lagermittel 9 entsprechend beweglich gelagert ist.
-
Vorgesehen ist des Weiteren eine Positionserfassung 10 umfassend eine Sensorvorrichtung 11 sowie eine Steuerungseinrichtungen 12, über die darüber hinaus auch der gesamte Betrieb der Betriebselemente der Einrichtung 1, also aller Stellmittel, Antriebsmittel etc., gesteuert werden kann. Mittels der Sensorvorrichtung 12, die wenigstens zwei Sensoren, von denen jeder im Bewegungsweg einer der nachfolgend beschriebenen Aufnahmen angeordnet ist, werden Sensorinformationen erfasst, anhand welcher die Steuerungseinrichtungen entsprechende Positionsinformationen zu dem Bandmaterial 4, das, wenn eine vorherige Rolle 3 abgewickelt wurde, in die in Fig. 1 gezeigte Arbeitsposition gebracht wird und an das Ende des abgewickelten Bands anzubinden ist, erfasst werden. Basierend auf diesen Positionsinformationen steuert die Steuerungseinrichtungen sodann die entsprechenden Stellmittel, über die die jeweilige, die neue Rolle 3 transportierende Aufnahme in die Arbeitsposition bewegt wird. Dieser Vorgang wird nachfolgend näher beschrieben.
-
Wie beschrieben, sind, wenn eine neue Rolle 3 in die Arbeitsposition gebracht wurde, das vorlaufende Ende des neuen Bandmaterials 4 und das nachlaufende Ende des vorherigen, abgewickelten Bandmaterials 4 miteinander zu verbinden, vorzugsweise zu verspleißen. Hierzu ist eine entsprechende Einrichtung 13 zum Verbinden der beiden Enden vorgesehen, bei welcher Einrichtung 13 es sich bevorzugt um eine Spleißeinrichtung handelt. Diese umfasst eine Vorbereitungs- und eine Spleißleiste, wobei an der Vorbereitungsleiste das Ende des neuen, abzuwickelnden Materialbands 4 und an der Spleißleiste das Ende des abgewickelten Materialbands 4 angeordnet ist. Durch Verfahren der Spleißleiste werden die beiden Enden miteinander verspleißt.
-
Wie beschrieben, dient die Positionserfassungseinrichtung 10 umfassend die Sensoreinrichtung 11 dazu, Sensorinformationen, die die Position des abzuwickelnden Bandmaterials respektive dessen Endes beschreiben, zu erfassen. Die Steuerungseinrichtung 12 ist basierend auf diesen Sensorinformationen in der Lage, die Position der beiden Längskanten des neuen Materialbands 4 und gegebenenfalls die Mitte des neuen Materialbands 4 zu ermitteln und gestützt hierauf die Stellmittel, über die die jeweilige Aufnahme mit dem neuen Materialband 4 bewegt wird, anzusteuern. Dabei erfolgt die Erfassung der Sensorinformationen während der Bewegung der jeweiligen Aufnahme und damit des neuen Materialbands 4 von den Nichtarbeitspositionen in die Arbeitsposition, ebenso wie die Ermittlung der Positionsdaten und darauf gestützt der Steuerparameter, über die die Stellmittel des Aufnahmeantriebs gesteuert werden, sodass das neue Materialband mit Einlaufen in die Arbeitsposition exakt bezüglich des Endes der abgewickelten Materialband 4 ausgerichtet ist und keine Nachkorrektur folgen muss.
-
Eine entsprechende Positionserfassung und Längskantenermittlung kann erforderlich sein, da, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, die jeweiligen Rollen nicht unbedingt identisch gewickelt sein müssen. Fig. 2 zeigt eine erste Rolle 3 umfassend einen Spulenkern 14, auf den das Materialband 4 mittig aufgewickelt ist. Demgegenüber zeigt Fig. 3 eine Rolle 3 mit einem Spulenkern 14, auf den das Materialband 4 außermittig gewickelt ist. Wie Fig. 4 jedoch zeigt, sind die beiden Materialbändern 4, also das neue, abzuwickelnden Materialband 4 sowie das gehende, abgewickelte Materialband 4, exakt bezüglich einander auszurichten, entweder bezüglich der jeweiligen Längskanten oder der jeweiligen Mitten. Das abzuwickelnde Materialband ist in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 4a gekennzeichnet, das abgewickelte Materialband mit dem Bezugszeichen 4b. Das abzuwickelnde Materialband 4a weist zwei Längskanten 15a, 16a und eine Bandmitte 17a auf, während das abgewickelte Materialband 4b zwei Längskanten 15b, 16b und eine Bandmitte 17b aufweist. Im gezeigten Beispiel sind beide Materialbänder 4a, 4b gleich breit, idealerweise fluchten die Längskanten 15a, 15b und 16a, 16b sowie die beiden Mitten 17a, 17b miteinander. Im Beispiel ist das Materialband 4a mittig auf den Spulenkern 14a gewickelt. Es ist also eine Rolle 3 gemäß Fig. 2 vorgesehen. Wäre jedoch eine Rolle 3 gemäß Fig. 3 vorgesehen, so würden, bei gleicher Positionierung der Aufnahme und damit der Rolle 3, die Längskante 15a seitlich versetzt auf dem Spulenkern 14 positioniert sein und damit, bei gleicher Positionierung der Aufnahme und damit der Rolle 3 in der Arbeitsposition, zur Längskante 15b quer zur Transportrichtung T versetzt sein, gleiches gilt natürlich auch für die Längskanten 16a, 16b und die Mitten 17a, 17b. Dieser Querversatz ist auszugleichen, wozu die Positionserfassung des Materialbands 4a respektive der Längskanten 15a,16a, dient, basierend auf welcher Positionserfassung die Aufnahme unmittelbar während ihrer Bewegung aus den Nichtarbeitspositionen in die Arbeitsposition exakt in die bezüglich des Endes des abgewickelten Materialbands 4b ausgerichtete Position bewegt wird.
-
Es kann vorkommen, dass das Materialband 4 während des Abwickelprozesses, also nach erfolgtem Anspleißen des Materialbandbeginns, nach einer gewissen Zeit verlaufen kann. Dies rührt daher, dass das Materialband 4 in einem vorherigen Prozess schief auf den Spulenkern 14 (vom Kalander kommend) aufgewickelt wurde bzw. durch schiefes Anbringen des Materialbandbeginns an der Vorbereitungsleiste durch den Bediener. Das Materialband 4 wird folglich beim Abwickeln ebenfalls minimal schief in Richtung der Abwickeleinrichtung 2 gefördert. Um dies im Folgeprozess zu kompensieren, ist es zweckmäßig, die Rolle 3 auf die Mitte der Abwickeleinrichtung 2 auszurichten. D.h., dass die Mitte 17a des Materialbands 4 nicht auf die Bandmitte 17b des abgewickelten Materialbands 4b ausgerichtet wird, sondern auf die Mitte der Abwickeleinrichtung 2. Zwar haben dann die Mitten 17a und 17b einen geringen Versatz zueinander, welcher sich beim Folgeprozess jedoch ausgleicht. Über die Steuerungseinrichtung 12 kann diese weiteren Versatzmöglichkeiten in der Positionierung beim Wechsel von einer Nichtarbeitsposition in eine Arbeitsposition berücksichtigt werden.
-
Fig. 5 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Erläuterung eines Rollenwechsel. Gezeigt ist eine erste Aufnahme 18, auf der eine erste Rolle 3a mit einem Materialband 4a aufgewickelt ist. Diese erste Aufnahme 18 ist in zwei Positionen gezeigt, nämlich einer Nichtarbeitsposition, die gestrichelt gezeigt ist, sowie einer Arbeitsposition, die durchgezogen gezeichnet ist und in der sie sich benachbart zum nachlaufende Ende 19 des bereits zu Fig. 4 beschriebenen Materialbands 4b befindet. Der Doppelpfeil P1 zeigt diese reversible lineare Verschiebebewegung an. Gezeigt ist ferner eine zweite Aufnahme 20, auf der eine weitere Rolle 3c mit einem weiteren Materialband 4c aufgenommen ist. Diese zweite Aufnahme 20 befindet sich in einer Nichtarbeitsposition, die auch Vorbereitungsposition genannt werden kann, in welcher eine zu einem späteren Zeitpunkt in die Arbeitsposition zu bringende Rolle 3c aufgenommen und derart vorpositioniert wird, dass ihr freies Ende, das an das Ende 19 des Materialbands 4b über die Verbindungeinrichtung 13 anzuspleißen ist, in einer definierten Position ist, also wie beschrieben an der der Aufnahme 20 zugeordneten Vorbereitungsleiste angeordnet ist.
-
Die beiden Aufnahmen 18, 20 sind an einem hier nur gestrichelt dargestellten, gemeinsamen Trägerrahmen 21 angeordnet, der über geeignete Linearführungen linear und senkrecht zur Transportrichtung T über entsprechende Stellmittel 22 wie beispielsweise einen über einen Servomotor gesteuerten Spindeltrieb linear verschiebbar ist. Die Ansteuerung der Stellmittel 22 erfolgt über die Steuerungseinrichtungen 12 als Teil der Positionserfassungseinrichtung 10, Teil welcher auch die hier gezeigten beiden Sensoren 23, 24 sind.
-
Die beiden Sensoren 23, 24 befinden sich seitlich benachbart zur Transporteinrichtung 5, auf der das Materialband 4 liegt. Der jeweilige Erfassungsbereich 25, 26, wie durch den jeweiligen Pfeil dargestellt, ist zu den Aufnahmen 18, 20 gerichtet. Die Anordnung ist dabei derart, dass eine aus der jeweiligen Nichtarbeitsposition in die Arbeitsposition zu bewegende Rolle respektive das jeweilige Bandmaterial durch den Erfassungsbereich 25, 26 des jeweiligen Sensors 23, 24 bewegt wird, sodass der Sensor 23 die beiden Längskanten 15a, 16a der Rolle 3a im gezeigten Beispiel gemäß Fig. 5 erfassen kann, ebenso wie der Sensor 24 die beiden Längskanten 15c, 16c der weiteren, in der zweiten Aufnahme 20 befindlichen Rolle 3c beim Bewegen in die Arbeitsposition erfassen kann. Die Position der Sensoren 23, 24 ist dabei derart, dass die Sensorinformationen während der Bewegung der jeweiligen Aufnahme und damit der jeweiligen Rolle 3a, 3c erfolgt und abgeschlossen ist, bevor die Arbeitsposition erreicht wurde. Die Sensorinformationen werden seitens der Steuerungseinrichtungen 12 ausgewertet und die entsprechenden Positionen der Längskanten sowie auch der Bandmitten ermittelt und gestützt hierauf entsprechende Steuerparameter für die Stellmittel 22 ermittelt, die damit derart angesteuert werden, dass die noch laufende Bewegung der jeweiligen Aufnahme 18, 20 so gesteuert, dass exakt die ermittelte Arbeitsposition angefahren wird, in der das vorlaufende Ende 27 des neuen, abzuwickelnden Materialbands 4a bezüglich des positionsfesten, nachlaufenden Endes 19 des abgewickelten Materialbands 4b ausgerichtet ist. Die jeweilige Aufnahme 18, 20 stoppt also nur einziges Mal in exakt der ermittelten, ausgerichteten Arbeitsposition, eine weitere Korrektur der Position ist nicht erforderlich, da bereits eine exakte Bandausrichtung gegeben ist.
-
Fig. 5 zeigt ferner die optionale Möglichkeit, dass der Transporteinrichtung 5 ein dritter Sensor 28 zugeordnet ist, der die Längskanten 15b, 16b des Materialbands 4b und damit die exakte Position des Endes 19 des Materialbands 4b erfasst. Diese Sensorinformationen werden ebenfalls der Steuerungseinrichtungen 12 gegeben, die die entsprechenden Positionsinformationen zu den Längskanten 15b, 16b respektive der Mitte 17b ermittelt, also letztlich die Ist-Position des Endes 19, bezüglich welcher Ist-Position das Ende 27 des Materialbands 4a bzw. 4c auszurichten ist. Diese Ist-Position des Endes 19 stellt folglich die Soll-Position dar, bezüglich welcher die Ausrichtung der Bewegung derjenigen Aufnahme 18, 20 und damit der jeweiligen Rolle 3a, 3c erfolgen soll.
-
In gleicher Weise erfolgt die Vermessung der Rolle 3c, wenn diese in die Arbeitsposition gebracht werden soll, was der Fall ist, wenn das Materialband 4a vollständig abgewickelt ist. In diesem Fall verfährt der Trägerrahmen 21 in die entgegengesetzte Richtung, die Aufnahme 18 wird aus der Arbeitsposition in die Nichtarbeitsposition bewegt, während die Aufnahme 20 aus der Nichtarbeitspositionen die Arbeitsposition bewegt wird. Dabei durchlaufen beide Längskanten 15c, 16c den Erfassungsbereich 26 des Sensors 24, sodass wiederum entsprechende kantenbezogene Sensorinformationen aufgenommen werden, die seitens der Steuerungseinrichtungen 12 zu Ermittlung der Positionsinformationen zu den Längskanten 15c, 16c bzw. der Mitte 17c erfasst werden und die entsprechenden Steuerparameter für die Stellmittel 22 ermittelt werden, sodass auch die Rolle 3c exakt in die ausgerichtete Arbeitsposition bewegt wird. In dieser kann dann über die gezeigte Verbindungeinrichtung 13 die Verbindung der jeweiligen Enden erfolgen.
-
Fig. 5 zeigt die Einrichtung 1 respektive den Vorgang mit jeweils mittig auf den Spulen gewickelten Materialbändern 4a und 4c. Fig. 6 hingegen zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung 1, wobei hier das Materialband 4a außermittig auf den Spulenkern 14 gewickelt ist, gleiches gilt exemplarisch für das Materialband 4c. Wiederum ist angenommen, dass die erste Aufnahme 18 aus der Nichtarbeitsposition, die gestrichelt gezeigt ist, mit der Rolle 3a und dem Materialband 4a in die Arbeitsposition, die durchgezogen gezeigtes, bewegt wird, wie durch den Pfeil P1 dargestellt. Beim Durchlaufen durch den Erfassungsbereich 25 des Sensors 23 werden wiederum die beiden Längskanten 15a, 16a erfasst, die Steuerungseinrichtungen 12 ermittelt wiederum die entsprechende Positionsinformationen, ebenso wie z.B. zeitgleich die Positionsinformationen basierend auf den Sensorinformationen des dritten Sensors 28 ermittelt werden können. Um nun die Längskanten 15a, 16a fluchtend mit den Längskanten 15b, 16b des Materialbands 4b auszurichten, ebenso die beiden Mitten 17a, 17b, muss zwangsläufig die Aufnahme 18 etwas anders positioniert werden als beim Ausgangsbeispiel gemäß Fig. 5. Denn aufgrund der außermittigen Wicklung und dem hieraus sich ergebenden Querversatz 30 bezogen auf eine mittige Wicklung ist der sich ergebende Querversatz 29, wie in Fig. 6 gezeigt, der bei einer Positionierung in derselben Position wie zu Fig 5 beschrieben gegeben wäre, auszugleichen. D. h., die Aufnahme 18 muss eine etwas andere Position als Arbeitsposition anfahren als im Beispiel gemäß Fig. 5. In dieser zur Arbeitsposition gemäß Fig. 5 versetzten Arbeitsposition gemäß Fig. 6 sind jedoch wiederum die Längskanten 15a, 16a mit den Längskanten 15b, 16b fluchtend angeordnet, ebenso die Mitten 17a, 17b, nachdem hier die beiden Materialbändern 4a, 4b gleich breit sind.
-
In entsprechender Weise wird verfahren, wenn die zweite Aufnahme 20 in die Arbeitsposition gebracht werden soll, auch deren Materialband 4c ist außermittig gewickelt, sodass auch hier eine, verglichen mit der Arbeitsposition gemäß Fig. 5, etwas andere Arbeitsposition angefahren werden muss.
-
Fig. 7 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1, deren Aufbau identisch zu den vorbeschriebenen Einrichtungen 1 ist. Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß Fig. 5 sind hier die beiden Materialbändern 4a, 4c deutlich schmäler als das bereits abgewickelte Materialband 4b. Im gezeigten Beispiel soll keine Mittenausrichtung erfolgen, sondern eine Ausrichtung bezüglich einer Längskante, hier der Längskante 16a zur Längskante 16b. Die erste Aufnahme 18 mit der ersten Rolle 3a und dem Materialband 4a wird wieder aus der gestrichelt gezeigten Nichtarbeitsposition gemäß Pfeil P1 bewegt. Hierbei wird das Materialband 4a durch den Erfassungsbereich 25 des Sensors 23 bewegt, der Sensor erfasst wiederum die beiden Längskanten 15a, 16a. Ebenso erfasst der optionale dritte Sensor 28 die Längskanten 15b, 16b. Die Steuerungseinrichtung 12 ermittelt nun die Positionsinformationen der Längskanten 15a, 16a, 15b, 16b und damit die Steuerparameter, über die die Stellmittel 22 zum Bewegen des Trägerrahmens 21 anzusteuern sind, sodass die beiden Längskanten 16a, 16b miteinander fluchten.
-
Wie Fig. 7 ferner zeigt, sind die beiden Materialbändern 4a, 4c darüber hinaus auch außermittig auf den Spulenkern 14 gewickelt wie durch den Querversatz 30 dargestellt. Auch dieser Querversatz 30 wird ausgeglichen, sodass insgesamt der sich ergebende Querversatz 29 über die entsprechende Steuerparameter ermittelt und eingestellt wird und im Ergebnis trotz schmälerem Materialband 4a und außermittiger Wicklung eine Arbeitsposition angefahren wird, in der die beiden Längskanten 16a, 16b miteinander fluchten.
-
Fig. 8 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1, bei der die beiden Aufnahmen 18, 20 an einem um eine Drehachse 31 drehbaren, in Fig. 8 nicht näher gezeigten Drehrahmen angeordnet sind. Gezeigt sind wieder die beiden Aufnahmen 18, 20, auf denen jeweils eine Rolle mit einem Materialband 4a beziehungsweise 4c aufgenommen ist. Die Aufnahme 18 befindet sich in der Arbeitsposition, d. h., dass das Ende 27 mit dem Ende 19 des abgewickelten Materialbands 4b zu verspleißen ist oder bereits verspleißt ist. Die Aufnahme 20 mit dem Materialband 4c hingegen ist in der Nichtarbeits- oder Vorbereitungsposition. Um die beiden Aufnahmen 18, 20 zu tauschen, also die erste Aufnahme 18 aus der Arbeitsposition in die Nichtarbeitsposition zum Aufnehmen einer neuen Rolle zu bewegen und gleichzeitig die zweite Aufnahme 20 mit der neuen, abzuwickelnden Materialband in die Arbeitsposition bewegen, erfolgt die Rotation der gesamten Abwickeleinrichtung 2, wie durch den Doppelpfeil P2 dargestellt, um die Drehachse 31. Die Aufnahmen 18, 20 und damit die Materialbändern 4a, 4c bewegen sich folglich auf einer angedeuteten Kreisbahn 32.
-
Gezeigt sind auch hier die beiden Sensoren 23, 24 mit den jeweiligen Erfassungsbereichen 25, 26, die benachbart zu der Kreisbahn 32 angeordnet sind, derart, dass die jeweiligen Längskanten 15a, 16a beim Bewegen durch den Erfassungsbereich 25 des ersten Sensors 23 bewegt werden, während die Längskanten 15c, 16c durch den Erfassungsbereich 26 des zweiten Sensors 24 bewegt werden. Hierbei werden wiederum die entsprechenden Sensorinformationen, die die Kantenposition beschreiben, erfasst und seitens der Steuerungseinrichtungen 12 ausgewertet und entsprechende Steuerparameter für die Ansteuerung eines Antriebsmittels 33, über das der nicht mehr gezeigte Drehrahmen gedreht wird, gesteuert wird. Bei dem Antriebsmittel 33 handelt es sich beispielsweise um einen Servomotor, der ein Zahnrad antreibt, dass mit einem Zahnkranz oder Zahnsegment des Trägerrahmens kämmt. Die Bewegung des Drehrahmens ist eine wechselnde Bewegung um 180°, sodass jede Aufnahme 18, 20 am jeweiligen zugeordneten Sensor 23, 24 vorbei bewegt wird.
-
Vorgesehen ist natürlich auch hier eine entsprechende Transporteinrichtung 5, auf der das abgewickelte Materialband 4b ruht, ebenso wie ein optional vorgesehener dritter Sensor 28. Gezeigt ist ferner die Verbindungeinrichtung 13, also die Spleißeinrichtung, die zum Verbinden der entsprechenden Enden 27 des Materialbands 4a und 19 des Materialbands 4b dient.
-
Die Fig. 9-14 zeigen exemplarisch den Vorgang eines Rollenwechsel. Fig. 9 zeigt die Situation, in der die in der ersten Aufnahme 18 befindliche Rolle komplett abgewickelt wurde, das Ende 19 des Materialbands 4b hängt frei. Die zweite Aufnahme 20 ist mit einer neuen Rolle 3c mit dem Materialband 4c belegt, wobei das Ende 27 des Materialbands bereits an einer Vorbereitungsleiste 34 fixiert ist. Gezeigt ist hier der Drehrahmen 35, der über die Antriebsmittel 33 um die Vertikalachse 31 gedreht werden kann und über Stellmittel 39, z.B. einen Spindeltrieb mit antreibendem Servomotor, linear und quer zur Transportrichtung T verschoben werden kann.
-
Soll nun das Materialband 4c bereitgestellt werden, so wird der Drehrahmen 35 gedreht, was dazu führt, dass beide Aufnahmen 18, 20 um die Drehachse 31 längs der Kreisbahn 32 bewegt werden. Hierbei läuft das Materialband 4c durch den Erfassungsbereich des Sensors 24, der wiederum die Sensorinformationen erfasst, gestützt auf welche sodann die Steuerungseinrichtungen 12 die exakte Arbeitsposition, in die die zweite Aufnahme 20 zu bringen ist, ermittelt und die Bewegung des Drehrahmens entsprechend steuert. Diese Arbeitsposition ist in Fig. 10 gezeigt, in der ersichtlich die zweite Aufnahme 20 und damit das Materialband 4c in der Arbeitsposition ist. Ersichtlich ist das Ende 27 benachbart zum Ende 19 angeordnet, sodass die Verbindungeinrichtung 13 die beiden Enden verspleißen kann. Gezeigt ist eine bewegliche Spleißleiste 36, die gegen die feststehende Vorbereitungsleiste 34 bewegt wird, wie Fig. 11 und der dortige Pfeil P3 zeigen. Die beiden Materialbändern 4c und 4b sind nun fest verbunden, sodass nach Öffnen der Verbindungseinrichtung 13, also Zurückfahren der Spleißleiste 36 (siehe Figur 12, Pfeil P4) und damit verbundenem Freigeben des Materialbands 4c bei fortgesetztem Transportbetrieb über die Transporteinrichtung 5 und ihre Abzugsrollen das Bandmaterial 4c abgewickelt wird.
-
Die Fig. 10 - 12 zeigen ferner, dass die erste Aufnahme 18 jeweils in der Nichtarbeitsposition ist, eine neue Rolle ist noch nicht aufgenommen. Diese wird gemäß Fig. 13 in Form der Rolle 3a mit der Materialband 4a bereitgestellt und in der zweiten Aufnahme 18 aufgenommen. Nach Aufnehmen der Rolle 3a wird die Vorbereitungsleiste 34, die an einem Schwenkbügel 37 angeordnet ist, wie durch den Pfeil P5 gezeigt umgeschwenkt und in die in Fig. 14 gezeigte Stellung gebracht, in der sie der ersten Aufnahme 18 zugeordnet ist. Diese Position kann sodann wiederum die freie, vorlaufende Kante des neuen Materialbands 4a an der Vorbereitungsleiste 34 befestigt werden, sodass die Vorbereitung abgeschlossen ist. Ist das Materialband 4c schließlich abgewickelt, so beginnt ein neuer Zyklus und der Drehrahmen 35 rotierend erneut, bis die erste Aufnahme 18 wieder in der Arbeitsposition ist, verbunden natürlich mit einer entsprechenden Positionserfassung und Ansteuerung des Stellmittels 39 des Drehrahmens für den etwaigen unmittelbaren Versatzausgleich.
-
Die Fig. 15 - 22 zeigen einen Wechselvorgang der Rolle. Es wird angenommen, dass in Fig. 15 die zweite Aufnahme 20 mit einer Rolle 3c mit einem Bandmaterial 4c aus der Nichtarbeitsposition in die Arbeitsposition bewegt wird, aus Übersichtlichkeitsgründen ist die erste Aufnahme nicht gezeigt. Wie die Figur zeigt, ist das Materialband 4c außermittig auf den Spulenkern 14 gewickelt, das heißt, dass ein Querversatz 30 gegeben ist. Mit fortschreitender Bewegung in Richtung des Pfeils P6 läuft die eine Längskante 15c des Bandendes, das an der nicht näher gezeigten Vorbereitungsleiste 34 angeordnet ist, in den Erfassungsbereich 26 des Sensors 24 ein, sodass ein erster Messpunkt gegeben ist. Die Erfassung der Längskante 15c, also des ersten Messpunkts erfolgt in einer bestimmten Drehposition des Drehrahmens 35, die seitens des Stellmittels 33, also z.B. des Servomotors abgegriffen werden kann, sodass die Erfassung der Längskante 15c einer bestimmten Rahmenposition längs des Drehweges zugeordnet werden kann.
-
Bei fortschreitender Bewegung läuft die zweite Längskante 16c des an der Vorbereitungsleiste 34 fixierten Endes in den Erfassungsbereich 26 des Sensors 24, sodass dort ein zweiter Messpunkt gegeben ist, dem wiederum eine entsprechende Winkelposition des Drehrahmens 35 zugeordnet ist. Es sind demzufolge entsprechende Messpunkte in Korrelation zu einer jeweiligen Drehrahmenposition gegeben, wobei die Messpunkte den spezifischen gegebenen Querversatz 30 abbilden, da sie, bezogen auf eine mittige Anordnung des Materialbands 4b, zu einem etwas früheren Zeitpunkt erfasst werden, also zu etwas anderen Winkelpositionen des Drehrahmens. Umgekehrt wäre dies der Fall, wäre der Querversatz 30 zur anderen Richtung gegeben. Anhand der jeweils erfassten Drehrahmenpositionen kann die Steuerungseinrichtung 12 exakt ermitteln, wann die Drehbewegung zu beenden ist, was dann der Fall ist, wenn die beiden Längskanten oder Längsmitten, die bezüglich einander auszurichten sind, parallel zueinander verlaufen. Der Querversatzausgleich erfolgt durch das Querverschieben des Drehrahmens 35 im Rahmen der nachfolgend beschriebenen Korrekturfahrt.
-
In jeden Fall ermittelt nun die Steuerungseinrichtungen 12 den entsprechenden Querversatz 30, nachdem die Sensorinformationen zu beiden Längskanten vorliegen, worauf hin, siehe Fig. 17, der gesamte Drehrahmen 35 mitsamt beiden Aufnahmen 18, 20 linear verschoben wird, wie durch den Pfeil P7 gezeigt, d. h., dass eine Korrekturfahrt beginnt. Diese Korrekturfahrt wird anhand der parallel zur Transportrichtung T verlaufenden Mittellinie 38, die durch die Drehachse 31 läuft, sowie der Mitte 17b des abgewickelten Materialbands 4b ersichtlich. Während zu Beginn der Korrekturfahrt, siehe Fig. 17, die Mittellinie 38 noch unterhalb der Linie der Mitte 17b verläuft, wird durch die zunehmende Linearbewegung des Drehrahmens 35 und damit der Aufnahme 20 die Mittellinie 38 verschoben, wie bereits Fig. 18 zeigt, bis die in Fig. 19 gezeigte Arbeitsposition erreicht ist, in der der ermittelte Querversatz 30 exakt ausgeglichen ist und die Längskanten 15c, 16c mit den Längskanten 15b, 16b fluchten. Natürlich kann im Rahmen der Korrekturfahrt auch eine etwaige Erfassung der Position der Längskanten 15b, 16b über den dritten Sensor 28 berücksichtigt werden.
-
Ist, wie im Beispiel nach Fig. 20 gezeigt, das Bandmaterial 4c abgewickelt, so ist die hier zusätzlich gezeigte erste Aufnahme 18, in der ein neues Bandmaterial 4a aufgenommen ist, dessen Ende 27 bereits an der nicht näher gezeigten Vorbereitungsleiste 34 fixiert ist, in die Arbeitsposition zu bringen. Die Fig. 21 und 22 zeigen die diesbezügliche Bewegung. Es setzt eine Schwenkbewegung ein, wie durch den Pfeil P8 dargestelltes, jedoch in die entgegengesetzte Richtung verglichen mit dem Pfeil P6. Hierbei läuft zu einem bestimmten Zeitpunkt die Längskante 15a den Erfassungsbereich 25 des ersten Sensors 23, wobei diesem Messzeitpunkt wiederum eine entsprechende spezifische Stellung des Drehrahmens zugeordnet ist. Ersichtlich ist das Materialband 4a mittig gewickelt, sodass, relativ gesehen, der Erfassungszeitpunkt der Längskante 15a etwas später und zu einer anderen, weiter vorgerückten Position des Drehrahmens 35 erfolgt, verglichen mit der Erfassung der Längskante 15c gemäß Fig. 15 und dem dort außermittig gewickelten Materialband 4c. Bei fortgesetzter Bewegung läuft auch hier die zweite Längskante 16a in den Erfassungsbereich 25 des Sensors 23, wobei auch diesem Erfassungszeitpunkt eine spezifische Drehrahmenposition zugeordnet wird. Die Steuerungseinrichtungen ist nun in der Lage, einerseits exakt die finale Drehrahmenposition zu ermitteln, in der die miteinander in Bezug zu bringenden Längskanten des Materialbands 4a und des Materialbands 4b respektive die Bandmitten parallel zueinander verlaufen, wie sie auch in der Lage ist, einen etwaigen Versatz zu ermitteln, der darin resultiert, dass wiederum der gesamte Drehrahmen 35 und mit ihm beide Aufnahmen 18, 20 zum Querversatzausgleich zu bewegen sind, wobei die diesbezügliche Querbewegung in Fig. 22 durch den Pfeil P9 bereits angedeutet ist. Die Steuerungseinrichtung 12 ermittelt die entsprechenden Steuerparameter und steuert einerseits die Antriebsmittels 33, sodass der Drehrahmen 35 entsprechend gedreht wird, und andererseits die Stellmittel 39, über die der Drehrahmen 35 zur Korrektur des Querversatzes quer verschoben wird.