FI117171B - Menetelmä ja laitteisto rullauksen hallitsemiseksi - Google Patents

Description

117171

Menetelmä ja laitteisto rullauksen hallitsemiseksi Förfarande och anordning för kontroll av rullning 5 Keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto paperin/kartongin/vastaavan rai-namaisen materiaalin valmistuksen yhteydessä käytettävän rullauksen hallitsemiseksi, jossa rullauksessa käytetään rullainta, joka käsittää rullauselimen, rul-lausytimen, jonka ympärille rata rullataan rullaksi, sekä elimet rullausytimen ja rullauselimen kuormittamiseksi toisiaan vasten rullauselimen ja rullan välisen 10 rullausnipin aikaansaamiseksi.

Keksintö liittyy yleisesti paperin, pehmopaperin tai kartongin tai muun vastaavanlaisen rainamaisen tuotteen valmistukseen ja siihen liittyvään rullaukseen. Jatkossa viittaamalla paperikoneeseen tai paperiin tarkoitetaan myös edellä mainittujen 15 tuotteiden valmistukseen tarkoitettua konetta tai sillä tuotettavaa tuotetta.

Paperikoneen tai muun rainamaista tuotetta käsittelevän laitteen valmis paperirai-na rullataan koneen päässä sijaitsevassa rullaimessa telan ympärille, jota nimite- ··· • » **··" tään tampuuritelaksi. Koneesta tulevasta kokoleveästä paperirainasta telan ympä- 20 rille muodostuvaa rullaa nimitetään konerullaksi. Rullauslaitteessa eli rullaimessa • « · *;;/ rullaussylinteri pyörii paperirainan nopeutta vastaavalla kehänopeudella. Rullaus- J * **l sylinteri on laakeroitu sen päissä olevien akseleiden avulla rullauslaitteen run- * koon. Toisessa päädyssään rullaussylinteri on kytketty käyttölaitteeseen, joka puo- • · lestaan on yhteydessä koko koneen käyttöön siten, että rullaussylinterin kehäno- # #·β 25 peus vastaa koneesta ulostulevan valmiin paperirainan nopeutta. Tästä rullaintyy- ! * .·*·. pistä käytetään nimitystä pope-iullain. Rullaussylinterin lisäksi rullaimessa voi- • « ««· ·. daan myös käyttää rullaushihnaa, joka on tunnettu hakijan patentista FI-94231.

IM

* M·· • · · • · « · r Valmis raina kerätään rullausasemassa olevalle tampuuritelalle samalla kun telaa • * • · · *·*·] 30 kuormitetaan rullaussylinteriä kohti. Tampuuritela voi saada liikevoimansa kitkan • · · ** avulla paperirainan läpi rullaussylinteriltä (ns. kehävetoinen pope-rullain) tai sii- 2 117171 hen on nykyään yleisen ratkaisun mukaan jäljestetty käyttö, jolloin puhutaan kes-kiökäyttöisistä rullaimista.

Kun tampuuritelalle on kertynyt riittävä määrä paperirainaa, irrotetaan rulla rul-5 laussylinterin pinnasta. Rullan kehänopeus laskee rullaa jarrutettaessa, ja ennen tampuuritelaa syntyy rainaan pussi, joka ilmavirran avulla ohjataan uuden, rul-laussylinterille tuodun tyhjän tampuuritelan ympärille. Täydelle tampuuritelalle menevä paperiraina repeää välittömästi ja alkaa kelautua uudelle tampuuritelalle. Myös muita vaihtotapoja on käytössä, ja ne riippuvat mm. paperin neliöpainosta.

10

Rullauksen yhteydessä, etenkin nykyisillä suurilla ja yhä kasvavilla nopeuksilla, syntyy rainan ja rullaussylinterin väliseen tulokitaan ylipainetta, jonka seurauksena liiallinen määrä ilmaa tunkeutuu ei-toivotusti rullaussylinterin ja tulevan pape-rirainan väliin. Tämä ongelma esiintyy etenkin leveillä, nopeilla koneilla ja se on 15 erityisen haitallinen huonosti ilmaa läpäisevillä paperilaaduilla (erityisesti on-line kalanteroiduilla lajeilla).

Syntyvä ilmapussi, joka sijaitsee juuri ennen rullaussylinterin ja rullan välistä rul-lausnippiä, aiheuttaa ilman tunkeutumisen paperikerrosten väliin, jolloin etenkin •: * ·: 20 päällimmäisten kerrosten väliin syntyy pienempiä ilmapusseja. Ilmiötä on havain- ; nollistettu oheisessa kuviossa IB, jossa esitetään rullaan päällimmäisten paperi- • · · kerrosten Pi, P2, P3, P4 väleihin syntyviä ilmapusseja b. Ilma pääsee ulos vain rul- t lan päistä, jolloin ilmaa kerääntyy erityisesti rullan keskiosiin. Tästä aiheutuu • « * useita erilaisia ongelmia, kuten vekkiintymistä, löysyyttä rullan rakenteeseen ja 1 2 3 4 5 6 erilaisia virheitä paperin laadussa. Ilmiö voidaan havaita esim. rullan päädyssä ♦ · ψ 2 näkyvästä tähtikuviosta. Tällä tavalla syntyneistä laatuongelmista puolestaan seu- • · **;·’ raa kasvanut hylkytavaran määrä tuotannossa.

3 • * * 4 « ··*« » · · 5

Ilmapussiongelmaa on pyritty ratkaisemaan esimerkiksi patenttijulkaisussa FI

6 107327 esitetyllä ratkaisulla, jossa nillaussylinteri on uritettu ilman johtamiseksi : j “: hallitusti pois rullausnipistä.

3 117171

Rullauksen yhteydessä esiintyvä toinen ongelma liittyy paperirainan katkaisuun rullanvaihdon yhteydessä. Riippumatta käytetystä katkaisumenetelmästä ongelmana katkaisun yhteydessä on irtonaisten paperikappaleiden eli rehun syntyminen 5 ja näiden joutuminen rullattavan materiaalin sisään. Mikäli rehua kulkeutuu auki-rullauksen yhteydessä seuraavan prosessivaiheen, tyypillisesti kalanteroinnin, yhteydessä teloille, seurauksena saattaa olla kalliisti kokattavia vaurioita. Erityisesti kalenterin telapinnoitteet ovat herkkiä vaurioitumaan ylimääräisten paitikke-leiden vaikutuksesta.

10

Tekniikan tason mukaisesti mainittua rehuongelmaa on pyritty ratkaisemaan siten, että aukirullauksen yhteydessä rullan loppuosasta jätetään riittävä määrä käyttämättä. Näin halutaan varmistaa, että käytettävällä rullan osuudella ei esiinny rehua. Seurauksena syntyy kuitenkin materiaalihukkaa, koska paperia hylytetään 15 usein varmuuden vuoksi tarpeettoman paljon.

Rullaimella syntyvistä ongelmatilanteista voidaan vielä mainita tilanne, jossa paperiradan tai vastaavan reuna on taittunut vähintään kaksinkerroin ja tällainen kaksinkertainen osuus alkaa kerääntyä rullaan. Rullan kasvaessa nippi vetää vain *:**: 20 tältä kaksinkertaiselta alueelta, mutta ei muulta rullan osuudelta. Kaksinkertaisen • * ,· ; reunan syntymiseen voi olla syynä esim. reunan lepatus, joka voi aiheutua liian « * · suuresta ajonopeudesta, rainan profiiliongelmat, reunan rikkoutuminen tai kalan-teroinnin yhteydessä syntyneet laatuvirheet, kuten terävä taitos paperissa.

• ♦· • · • · *·« 25 Kaksinkertainen reuna aiheuttaa rullan koon kasvaessa mekaanisia jännityksiä ··· ···· rullaan. Mekaaninen jännitys puikautuu rullassa olevien paperikerrosten antaessa * · *·;·* periksi ja näin syntyy tilanne, jossa rulla hajoaa. Hajoaminen voi tapahtua jopa räjähdysmäisesti, jolloin hajoavasta rullasta saattaa sinkoutua 0,5 - 5 kg:n suurui- * · · *... * siä kappaleita ympäristöön. Sinkoutuvat rullankappaleet aiheuttavat vaaratilanteen 30 lähistöllä oleville ihmisille. Ne voivat aiheuttaa myös mekaanisia vaurioita lähis-töllä oleville laitteille.

4 117171

Vielä lisäksi rullauksen yhteydessä esiintyy ongelmatilanne, jossa paperiraina kasaantuu tai laskostuu rullan pohjalle rullanvaihdon yhteydessä sekä tilanne, jossa raina ei siirry rullan päälle vaan ajautuu rullaussylinterin ympärille tai muualle 5 rullaimen lähettyville. Lisäksi raina on saattanut haljeta konesuunnassa ennen rullausta ja tästä seuraa laatuongelmia rullauksessa. Haljennutta rataa ei välttämättä huomata tekniikan tason mukaisilla, rainassa esiintyviä reikiä tarkkailevilla laitteilla silloin, kun halki menneen rainan reunat ovat asettuneet limittäin.

10 Keksinnön päämääränä on aikaansaada menetelmä ja laite rullauksen yhteydessä, joilla edellä esitettyjä ongelmia voidaan merkittävästi vähentää.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada menetelmä ja laite rullauksen yhteydessä, joilla rullauksessa syntyneitä ongelmatilanteita voidaan havainnoida automaatti- 15 sesti.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada menetelmä ja laite rullauksen yhteydessä, joilla rullauksessa syntyneitä ongelmatilanteita voidaan koijata automaattisesti.

M· ft ft ft · *·« » • •ft ft 20 Keksinnön mukaiselle menetelmälle paperin/kartongin/vastaavan rainamaisen * * * materiaalin valmistuksen yhteydessä käytettävän rullauksen hallitsemiseksi on • · ·· tunnusomaista se, mitä esitetään patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

• ·βι ·«· • ft • ♦

Keksinnön mukaiselle laitteistolle paperin/kartongin/vastaavan rainamaisen mate-25 naalin valmistuksen yhteydessä käytettävän rullauksen hallitsemiseksi on puoles-,···. taan tunnusomaista se, mitä esitetään patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.

ft · ··· • ft· ··* j Keksinnön mukaisesti rullaussylinterin ja rullan välistä aluetta tarkkaillaan mitta- • · • · laitteella rullausvirheiden eli ilmapussin ja/tai irtopaperikappaleiden ja/tai kaksin- • · • · · V.· 30 kertaisen reunan ja/tai rainan kasaantumisen ja/tai halkimenneen rainan havaitse- '· mi seksi. Tarkkailu suoritetaan havainnointilaitteistolla, joka käsittää valvontalait- 5 117171 teen, edullisesti kameran tai etäisyydenmittauslaserin, sekä tietojenkäsittely-yksikön, ja siinä käytetään hyväksi erilaisia konenäkömenetelmiä ja niihin liittyviä hahmontunnistusmenetelmiä.

5 T arkkailtaessa rullausalueella syntyviä ilmapussej a, määritetään ilmapussille sallitut dimensiot ja näiden ylityttyä ryhdytään toimenpiteisiin ilmapussin pienentämiseksi. Ilmapussin havainnointilaitteistoilta saatua mitattua tietoa käytetään ilma-pussin säätämiseen säätämällä rullausparametreja, kuten viivakuormaa, ratakireyt-tä tai kehävoimaa.

10

Vastaavasti rullanvaihdon yhteydessä esiintyviä irtopaperipaloja tarkkaillaan ha-vainnomtilaitteistolla. Tieto keksinnön mukaisella valvontalaitteella havaituista irtopaperikappaleista viedään esim. rullan koon määritykseen käytettävälle mittausyksikölle, joka rekisteröi rullan kohdan, jossa rehua esiintyy. Tämän tiedon pe-15 rasteella saadaan tarkka tieto siitä, kuinka suuri osa rullan alusta täytyy hylyttää.

Kaksinkertaisen reunan tai konesuunnassa halkimenneen rainan havaitseminen keksinnön mukaisella havainnointilaitteistolla puolestaan aiheuttaa rullauksen keskeyttämisen, kunnes virhe on koriattu, tai rullan vaihdon. Keksinnön mukaiset-·:·*: 20 la laitteistolla havaitaan myös tilanne, jossa raina ei mene rullalle, vaan lähtee i'j*: rullautumaan rullaussylinterin ympärille tai ajautuu muuhun väärään paikkaan.

Tällöin rullaus täytyy keskeyttää. Rullauksen keskeytyksestä seuraa signaalin an-taminen ratakatkovalvonnalle, jolloin raina ajetaan hylyksi sopivasta alasajokoh- *** dasta.

25 ··.: Keksinnön mukaisella rullausalueen automaattisella valvonnalla vältytään ihmis- « « · • · ·*·* silmin suoritetulta, rasittavalta rullausalueen tarkkailulta ja saavutetaan myös no- * „*·* peammm aikaansaatu säätö- tai koijaustoimenpide ongelmien ilmetessä. Esim.

• · · ilmapussin esiintyessä syntyvän ilmapussin dimensiot voidaan pitää automaatti-30 sesti sallituissa rajoissa käyttäen keksinnön mukaista takaisinkytkettyä säätöä. Muihin havaittuihin ongelmiin pystytään puuttumaan nopeasti ja palauttamaan 6 117171 tilanne normaaliksi. Paperikoneilla saavutetaan tällöin mm. parempi ajettavuus ja suurempi ajonopeus.

Keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa käyttäen pystytään merkittävästi 5 vähentämään syntyvän hylkymateriaalin määrää. Tämän seurauksena saadaan aikaan kustannussäästöjä sekä tuotantokatkojen aiheuttamien haittojen vähentyminen.

Keksinnön mukainen laitteisto rullauksen hallitsemiseksi on toteutettavissa moduli) laarisena järjestelmänä, joka on helposti asennettavissa jälkiasennuksena myös vanhoihin paperikoneisiin tai jälkikäsittelykoneisiin.

Keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa voidaan soveltaa kaikissa paperinvalmistuksen rullauslaitteissa, joita ovat esim. paperikoneen/pehmopaperiko-15 neen/kartonkikoneen jatkuvatoiminen rullain, välirullain, kalanterin kiinnirullain, päällystyskoneen rullain ja pituusleikkurin rullausosa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, jois- ··· : : sa: 20

Kuvio IA havainnollistaa rullausalueelle syntyviä ilmapusseja sekä esittää en- 5,..: simmäistä mittaustapaa rullausalueen havainnoimiseksi.

• « · e • · ♦ · • * ·

Kuvio IB esittää paperikerrosten väliin syntyviä ilmapusseja.

25

Kuvio 2 esittää toista mittaustapaa rullausalueen havainnoimiseksi.

··· • · • ♦ ··· ββ·ϊ· Kuvio 3A esittää kolmatta mittaustapaa rullausalueen havainnoimiseksi.

*#· • » • i t •'•(i 30 Kuvio 3B esittää kolmannella mittaustavalla otettua kuvaa normaalin rullausta- » : * ” · pahtuman aikana.

·«· 7 117171

Kuvio 3C esittää kolmannella mittaustavalla otettua kuvaa rullauksen yhteydessä syntyneestä ilmapussista.

5 Kuvio 4 esittää neljättä mittaustapaa rullausalueen havainnoimiseksi.

Kuvio 5A esittää viidettä mittaustapaa rullausalueen havainnoimiseksi.

Kuvio 5B esittää kuvion 5A mittausmenetelmällä otettua kuvaa rullausalueelle 10 joutuneesta irtopaperikappaleesta.

Kuvio 6 esittää kuudetta mittaustapaa rullausalueen havainnoimiseksi.

Kuvio IA esittää ensimmäistä mittaustapaa rullausalueen havainnoimiseksi. Mit-15 tauskohteena on tässä suoritusmuodossa erityisesti rullausnipin läheisyyteen syntyneiden ilmapussien havainnointi. Kuviossa IA esitetään kaaviomaisesti paperikoneen rullain 1, joka käsittää rullauselimen, edullisesti rullaussylinteiin 2 ja rul-lausytimen, kuten tampuuritelan T tai rullaushylsyn ympärille syntyneen rullan 3. Paperiraina W ohjautuu rullaussylinterin 2 kautta rullan 3 päälle. Rullaussylinte-*:·*: 20 riin 2 merkitty nuoli osoittaa rullaussylinterin 2 pyörimissuunnan ja rullausyti- iXl meen T merkitty nuoli osoittaa rullausytimen T pyörimissuunnan. Rullauselimenä • ** voidaan tässä esitetystä poiketen käyttää myös hakijan patentissa FI-94231 esitet-,,*·* tyä rullausviiraa.

• n f * • 4 • fr» 25 Rullaussylinterin 2 yhteyteen nipin N viereen on syntynyt ilmapussi A ja rullan 3 ...ί päälle nipin N viereen on syntynyt ilmapussi B. Rullausaluetta havainnoidaan ’··** ilmapussien havaitsemiseksi laitteistolla, joka tässä suoritusmuodossa käsittää mt[\' valvontalaitteena toimivan kameran C ja siihen tiedonsiirtoyhteydessä olevan tie- tojenkäsittely-yksikön 10. Kuvioon IA on rajattu katkoviivoilla alue, jota kamera ·’·„ 30 C tarkkailee. Tarkkailtava alue valitaan säätämällä kameran ominaisuuksia (poll- ;***s toväliä, kameran ja kohteen välistä etäisyyttä, zoomausta jne.) siten, että molem- 8 117171 mat ihnapussit A, B näkyvät kameralla C otetuissa kuvissa. Edullisesti rullausalue valaistaan valolähteellä (ei näytetty kuviossa IA) ja valon tulosuunta valitaan siten, että rullausalueella tarkkailtavat poikkeavat ilmiöt näkyvät korostetusti. Tarkkailtaessa ilmapusseja tai muita rainasta hieman kohollaan olevia kohteita valon 5 tulosuunta säädetään edullisesti lähes yhdensuuntaiseksi rainan kanssa, jolloin tarkkailtavien kohteiden varjot näkyvät mahdollisimman selvästi. Valolähteenä käytetään sähkömagneettista säteilyä, edullisesti näkyvää tai ei-näkyvää valoa tuottavaa lähdettä.

10 Esillä olevan keksinnön eri suoritusmuodoissa käytettävä kamera C voi olla viiva-kamera, digitaalikamera, videokamera tai muu konenäkösovellutuksiin sopiva kuvauslaite, joka on sovellettavissa rullausalueen havainnointiin. Kamera C on sähkömagneettista säteilyä, edullisimmin näkyvää tai ei-näkyvää valoa havaitseva kuvauslaite. Kameralta C informaatio siirretään sopivana signaalina, esimerkiksi 15 videosignaalina videokameraa käytettäessä, tietojenkäsittely-yksikölle 10, joka määrittää ilmapussin dimension tai äkillisen tilanteen muuttuminen. Tietojenkäsittely-yksikkö 10 on toiminnallinen yksikkö, joka käsittää keksinnön kannalta tarpeellisen prosessori- ja muistikapasiteetin. Se voi olla erillinen yksikkö tai osa ·#· s,,.: käytettävissä olevaa informaatiojäijestelmää ja siitä on tarvittavat tiedonsiirtoyh- '!20 teydet muihin jäijestelmiin, kuten paperikoneen valvontajäijestelmiin.

• · # · · • ♦ · *»· » • ·*

Tietojenkäsittely-yksiköltä 10 lähetetään ohjausinformaatio rullausparametrien ^ · säätöyksikölle 20, jolla säädetään rullausparametreja. Rullausparametrien sää- • m *···* töyksikkö 20 on toiminnallinen yksikkö, joka voi olla toteutettuna esim. osana 25 rullauksen ohjausyksikköä. Säädettäviä rullausparametreja ovat esim. yksi tai use-·;;; ampi parametri seuraavien säätökohteiden joukosta: viivakuorma, ratakireys, ke- hävoima, profiloiva sähköstaattinen nippi, ilmapainolaite, profiloiva nippitela tai ajonopeus.

* · « ♦ 30 Kuvio 2 esittää toisen mittaustavan ilmapussien havaitsemiseksi. Kuvion 2 suori-Σ...ϊ tusmuodossa rullausaluetta havainnoidaan laitteistolla, joka käsittää etäisyyden- 9 117171 mittauslaserit Li, L2, L3, joita tässä esimerkissä on kolme kappaletta, mutta joiden lukumäärä voi myös poiketa tässä esitetystä. Etäisyydenmittauslaserit Li, L2, L3 antavat informaation rullan koon muuttumisesta siinä kohdassa, jossa ilmapussi syntyy. Rullan 3 kokoa tarkkaillaan lisäksi jatkuvasti referenssimittauslaserilla Lr, 5 joka on kohdistettu sellaiseen kohtaan, jossa ilmapussia ei esiinny ja jolta siten saadaan tarkka vertailutieto rullan koosta. Rullan päälle syntyneen ilmapussin B koko määritetään vähentämällä lasereiden Li, L2, L3 mittaustiedosta referenssi-laserin Lr antama etäisyystieto. Mitatut etäisyystiedot viedään tietojenkäsittely-yksikölle 10, joka käsittelee tiedot ja antaa tarvittaessa, poikkeustilanteen havait-10 tuaan, ohjaussignaalin rullausparametrien säätöyksikölle 20.

Kuvio 3A esittää kolmannen mittaustavan rullausalueen havainnoimiseksi. Kuviossa 3A esitetään keksinnön mukainen suoritusmuoto, jossa havainnointilaitteisto käsittää välineet (ei esitetty) yhden tai useamman laseijuovan aikaansaamiseksi 15 sekä yhden tai useamman kameran C laseijuovan/-juovien kuvaamiseksi. Keksinnön mukaisesti laseijuova li kohdistetaan rullan pinnalle poikkisuuntaisesti ja kameralla C otetusta kuvasta tarkkaillaan laseijuovan li muotoa. Ilmapussin ilmaantuessa rullan pinnalle kameralla C otetussa kuvassa nähdään muutos vertaamalla sitä kuvaan, jossa ilmapussia ei näy. Tällä tavalla saadaan automaattisesti tieto ·:··: 20 ilmapussin syntymisestä.

• e » « · § e « «·· « 5.,,5 Ilmapussin muoto voidaan määrittää eri koordinaattipisteinä, jolloin mitatut pis- « ,..T teet voidaan tallettaa ja koordinaateista voidaan piirtää kuvaajia. Syntynyttä dataa «** voidaan lukea myös normaaleilla valvomo-ohjelmistoilla ja valvomonäytöllä voi- 25 daan näyttää reaaliaikatrendejä pussin muodosta. Näin näytetylle datalle voidaan ..ii asettaa hälytysrajat siten, että ilmapussin kasvaessa tiettyä asetettua rajaa suu- ♦ ·· • « ’··' remmaksi annetaan hälytys käyttäjille tai automaattisesti säädetään rullauspara- « metrejä. Tällaisessa suoritusmuodossa datan käsittelyyn ei tarvitse luoda omia *«1 ohjelmistoja tai algoritmeja, vaan nämä voidaan hankkia valmiina tuotteina.

30

Mikäli halutaan valvoa ilmapussin pituuden lisäksi ilmapussin leveyttä tietyllä 10 117171 kohdalla rullaa, voidaan asettaa toinen, edellisen laseijuovan kanssa ristikkäin oleva laseijuova 12 konesuuntaan. Lisäksi kuviossa 3A näkyy rullan päätyyn kohdistettu kolmas laseijuova I3, joka voidaan kuvata ja mitata siitä rullan ko-koa/paksuutta. Rullan kokoon liittyvää informaatiota voidaan käyttää hyväksi, kun 5 halutaan tallentaa muistiin, missä kohdassa rullaa ilmapussi on esiintynyt ja mahdollisesti myöhemmin aukirullauksen yhteydessä jättää käyttämättä tämä osuus rullasta.

Kuviossa 3B esitetään kameran C ottama kuva laseijuovasta li tilanteessa, jossa 10 ilmapussia ei esiinny. Tällöin laseijuova li on muodoltaan suora. Kuviossa 3C on vastaavasti otettu kuva, jossa ilmapussi esiintyy ja laseijuovan 1| muoto on muuttunut. Näitä kuvia vertaamalla ohjelmallisesti saadaan aikaiseksi automaattinen ilmapussin tunnistusjäijestelmä.

15 Kuvio 4 esittää neljättä mittaustapaa rullausalueen havainnoimiseksi. Tämän suoritusmuodon mukaisesti tarkkailtavalle rullausalueelle kohdistetaan valokuvio, jota kuvataan kameralla. Rullaustilanteen muuttuessa, esim. ilmapussin ilmaannuttua, valokuvion muoto muuttuu ja muutos havaitaan optisesti.

• 4 1 · ··*

20 Neljännen mittaustavan mukainen laitteisto käsittää valolähteen LSi, kameran C

\m\ : ja tietojenkäsittely-yksikön 10, josta on yhteys rullausparametrien säätöyksikköön *** ί.,,ί 20. Valolähde LSi tuottaa viivakuvion P tarkkailtavalle rullausalueelle. Valolähde „:·· LSi tuottaa sähkömagneettista säteilyä, edullisesti näkyvää tai ei-näkyvää valoa.

Viivakuvio P voidaan tuottaa esim. koherentilla laser-valolla tai muulla sopivalla 25 valolähteellä. Viivakuvio P on edullisesti säännöllinen viivakuvio, esim. viivaris-tikko, kuten kuviossa 4 on esitetty, tai muu viivakuvio, josta on selkeästi havaitta- ··· 4 · *···’ vissa tapahtuneet geometriset muutokset, jotka ovat syntyneet radan geometrian „*·* muututtua. Kuvien analysointi tapahtuu tietojenkäsittely-yksikössä 10, johon on tallennettu vertailukuva viivakuviosta P tilanteessa, jossa rullaustilanne on nor-30 maali ja raina on optimaalisessa tilassa. Tietojenkäsittely-yksikössä 10 verrataan reaaliaikaisesti rullausalueelta otettuja kuvia vertailukuvaan ja tämän perusteella n 117171 havaitaan muuttunut tilanne. Viivakuvion analysoinnissa käytetään hyväksi sinänsä tunnettuja kuvankäsittely ja -analysointimenetelmiä. Esim. käytettäessä hyvin tiheää viivakuviota voidaan analysoinnissa käyttää hyväksi ns. Moiren kuvioon liittyviä analysointimenetelmiä.

5

Kuvio 5A esittää keksinnön mukaisen suoritusmuodon, jossa tarkkaillaan rullaus-aluetta kiinnirullaimen nipin tulopuolelta irrallisten paperikappaleiden eli rehun H havaitsemiseksi. Kuviossa 5Λ esitetään keksinnön mukainen laitteisto, jolla valvotaan rullausaluetta kiinnirullaimen nipin tulopuolelta. Rullain 1 käsittää vastaa-10 vat osat kuin selostettiin kuvion IA yhteydessä. Havainnointilaitteisto käsittää valvontalaitteena toimivan kameran C ja tietojenkäsittely-yksikön 10, Valvontalaitteella mitataan radan poikkisuunnassa tapahtuvia muutoksia ja kuva-alue on asetettu niin, että nipistä läpi kulkeutumassa olevat irtopaperikappaleet havaitaan. Valvontalaitteena käytetään esimerkiksi yhtä tai useampaa digitaalikameraa ja 15 kamerassa käytetään lyhyttä suljinaikaa (esimerkiksi 1/10 000). Kun nippialue on valaistu hyvin, erottuvat alueella liikkuvat irtopaperikappaleet selkeästi ja havaittu muutosinformaatio viedään valvontalaitteistolle. Havainnointilaitteistolle on tallennettu referenssikuva, jossa nippialue on häiriötön. Valvonnan aikana otettavia kuvia verrataan referenssikuvaan ja alueella tapahtuneet muutokset havaitaan au- *:*·* 20 tomaattisesti sinänsä tunnetun kuvan analysointiohjelmiston avulla.

« · 4 4« • « * • Il · :[]*: Kuviossa 5B on esitetty esimerkki kuviossa 5A esitetyn suoritusmuodon mukai- sella havainnointilaitteistolla otetusta kuvasta, joka on käsitelty esim. analysoin- • * * tiohjelmalla ja jossa näkyy irtopaperipala. Havaittaessa poikkeamia kuvissa ote-25 taan havaintohetkellä talteen rullan koko sillä hetkellä ja tämä tieto rullan koosta ψ tallennetaan, Seuraavan aukirullauksen tätä tietoa voidaan käyttää hyväksi ja ohja- J...* ta rullasta poistettavaksi (hylytettäväksi) osuus, jossa rehua havaittiin esiintyvän.

* "•y Vaihtoehtoisesti voidaan kyseinen rullan kohta ajaa aukirullatessa hitaammin.

:’ j Kameran kuva-alueessa havaitsemien poikkeamien koolle voidaan asettaa raja- # 30 arvoja, jolloin erittäin pienet paperipalat voidaan haluttaessa jättää huomiotta.

*

Raja-arvon asetus tapahtuu esimerkiksi määrittämällä sallittu pikselien määrä, # · * 12 117171 missä harmaatasomuutoksia tapahtuu tai vaihtoehtoisesti määrittämällä tapahtuneen häiriöpulssin kesto.

Kuvio 6 esittää keksinnön mukaista kuudetta mittaustapaa rullausalueen havain-5 noimiseksi. Tässä mittaustavassa rullausaluetta havainnoidaan kaksinkertaisen reunan tunnistamiseksi. Rullaussylinterille 2 tulevaa rainaa W valaistaan va-laisulaitteella LS2 rainan toiselta puolelta, tässä esimerkissä alapuolelta, ja valaistua aluetta kuvataan rainan vastakkaiselta puolelta kameralla C. Valaisulaite LS2 tuottaa sähkömagneettista säteilyä, edullisesti näkyvää tai ei-näkyvää valoa. Ka-10 meralla C otetuissa kuvissa rainan W reunassa esiintyvä alue de, jolla rainan reuna on taittunut kaksinkertaiseksi, havaitaan muusta rainasta poikkeavan intensiteetin perusteella. Kameralta C kuvainformaatio viedään tiedonkäsittely-yksikölle 10, josta tarvittaessa viedään tieto poikkeustilanteesta rullaimen ohjausyksikköön 20. Tällä menetelmällä ja laitteistolla voidaan havaita myös muita rainassa esiintyviä 15 epäsäännöllisyyksiä, kuten reikiä tai epähomogeenisia alueita, jotka on nähtävissä kameralla C otetuissa kuvissa poikkeavan intensiteettiinsä vuoksi.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joihin keksintöä ei ole tarkoitus yksin-f"; omaan rajoittaa.

20 • « • « « « « • · · «M · ··· 9 · • · • tt 9 99 9 • 9999 999 • 9 9 9 999 9 999 9 9999 999 9 9 9 9 999 9 9 999 9 9999 999 9 9 9 9 999 9 99 9 9 9 99 9 999 9 9 « · 999

Claims (16)

1. Menetelmä paperin/kartongin/vastaavan rainamaisen materiaalin valmistuksen yhteydessä käytettävän rullauksen hallitsemiseksi, jossa rullauksessa käyte-5 tään rullainta, joka käsittää rullauselimen (2), rullausytimen (T), jonka ympä rille rata (W) rullataan rullaksi (3), sekä elimet rullausytimen (T) ja rullauselimen (2) kuormittamiseksi toisiaan vasten rullauselimen (2) ja rullan (3) välisen rullausnipin (N) aikaansaamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmässä rullausta valvotaan valvontalaitteella, joka on viivakamera ja/tai digitaalika-10 mera ja/tai videokamera ja/tai juovalaser ja/tai yksi tai useampi etäisyydenmit- tauslaser ja/tai konenäkölaitteisto, joilla havaitaan näkyvällä tai ei-näkyvällä aallonpituudella esiintyvää sähkömagneettista säteilyä, jolla valvontalaitteella havaitaan automaattisesti normaalista rullauksesta poikkeavat tapahtumat: häiriöt ilmapussin muodossa, rullausnipin (N) läheisyyteen ilmaantuvat ylimää-15 räiset kohteet, kuten irralliset paperinpalat, tai kaksinkertainen rainan reuna tai väärään paikkaan ajautuva raina tai rainan kasaantuminen tai konesuunnassa haljennut raina.

··· • # *···' 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmää 20 käytetään rullien vaihdon yhteydessä syntyvien vikatilanteiden havaitsemi- * 1 « · seen. ·«· • t • 1 ·«· "Il

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rullaus- • 1 i « ta säädetään automaattisesti havaittujen tapahtumien poistamiseksi ja rullauk- ; e. 25 sen palauttamiseksi normaalitilaan. « « · »M • » • m • · · ·.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että * 1 1 l;; havaitussa vikatilanteessa lähetetään signaali ratakatkovalvonnalle. « · • »

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • 1 *···’ rullausta säädetään säätämällä yhtä tai useampaa rullausparametria, joita ovat 117171 viivakuorma, ratakireys, kehavoima, profiloiva sähköstaattinen nippi, ilmapai-nolaite, profiloiva nippitela ja ajonopeus.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 rullausta säädetään aukirullauksen yhteydessä jättämällä käyttämättä se osa rullasta, jossa automaattisen havainnointilaitteiston tallentaman tiedon perusteella esiintyy irtopaperipaloja.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 10 rullausalue valaistaan sähkömagneettista säteilyä, edullisesti näkyvää tai ei- näkyvää valoa tuottavalla valolähteellä, ja että mainitun valolähteen tuottaman valon tulosuunta valitaan siten, että rainalla esiintyvistä poikkeavista kohteista syntyy selkeä vaijo, ja edullisesti siten, että valon tulosuunta on lähes yhdensuuntainen rainan kanssa. 15

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rullausalueelle tuleva raina valaistaan rainan toiselta puolelta ja kuvataan kuvausvälineellä toiselta puolelta kaksinkertaisen rainan reunan havaitsemiseksi. ··· • · * * ··· «««'«

9. Laitteisto paperin/kartongin/vastaavan rainamaisen materiaalin valmistuksen * * * yhteydessä käytettävän rullauksen hallitsemiseksi, jossa rullauksessa käyte- • · **** tään rullainta, joka käsittää rullauselimen (2), rullausytimen (T), jonka ympä- Ί” rille rata (W) rullataan rullaksi (3), sekä elimet rullausytimen (T) ja rul- * ♦ I “* lauselimen (2) kuormittamiseksi toisiaan vasten rullauselimen (2) ja rullan (3) : e. 25 välisen rullausnipin (N) aikaansaamiseksi, tunnettu siitä, että laitteisto kasit- i * ,···’ tää valvontalaitteen (C), joka on viivakamera ja/tai digitaalikamera ja/tai vi- • · ··· ·. deokamera ja/tai juovalaser ja/tai yksi tai useampi etäisyydenmittauslaser i * · * * » ja/tai konenäkölaitteisto, ja joka on sovitettu havaitsemaan näkyvällä tai ei- • « • · "Γ näkyvällä aallonpituudella esiintyvää sähkömagneettista säteilyä, normaalista * * 30 rullauksesta poikkeavien tilanteiden: häiriöt ilmapussin muodossa, rullausni- ·»* ♦ *···* pin (N) läheisyyteen ilmaantuvat ylimääräiset kohteet, kuten irralliset paperin- Π 71 77 palat, tai kaksinkertainen rainan reuna tai väärään paikkaan ajautuva raina tai rainan kasaantuminen tai konesuunnassa haljennut raina, automaattiseksi havaitsemiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto käsit tää välineet rullauksen palauttamiseksi normaalitilaan.

11. Patenttivaatimuksen 9-10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää tietojenkäsittely-yksikön (10), joka on yhteydessä valvontalaitteeseen 10 (C).

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tietojenkäsittely-yksikkö (10) on yhteydessä rullausparametrien säätöyksik-köön (20).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää välineet signaalin lähettämiseksi ratakatkovalvonnalle.

• « *···’ 14, Jonkin patenttivaatimuksen 9-13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että * 20 laitteisto käsittää sähkömagneettista säteilyä, edullisesti näkyvää tai ei- * 1 2 3 · näkyvää valoa tuottavan valolähteen (LSi) viivakuvion aikaansaamiseksi rul- • 1 *1·’ iausalueelle. • • Ml • 99 * · • 1

13 11 71 71

15. Jonkin patenttivaatimuksen 9-13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että . 25 laitteisto käsittää välineet rullausalueen valaisemiseksi sähkömagneettisella ··1 1 , · · · \ säteilyllä, edullisesti näkyvällä tai ei-näkyväliä valolla. • · ··· • j · Hl

16. Jonkin patenttivaatimuksen 9-15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että « · * · ‘Γ valaisu välineiden suuntaus on sovitettu niin, että havaittavasta kohteesta syn- · 30 tyy selkeä vaijo. • "· 2 * · 3 ,6 ”7171