FI117651B - Menetelmä ja sovitelma ympyrämäisen objektin sijainnin mittaamiseksi - Google Patents

Description

117651

Menetelmä ja sovitelma ympyrämäisen objektin sijainnin mittaamiseksi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä 5 paperi-, sellu ja kartonkirullien pakkaamisessa käytettävien rullien päätylappujen tai rullan päädyn sijainnin määrittämiseksi.

Keksinnön kohteena on myös menetelmän soveltamiseen tarkoitettu sovitelma.

10 Paperikoneelta tuleva leveä paperirulla kuljetetaan ensin pituusleikkurille ja leikataan sopivan levyisiksi rulliksi. Seuraavaksi rullat pakataan kuljetusta varten. Paperirullia pakattaessa niiden päätyihin asetetaan ensin sisäpäätylaput, jonka jälkeen rullan ympärille kääritään tarvittava määrä käärettä, jonka päädyt taitetaan rullan päissä sisäpäätylappujen päälle. Taitetun kääreen pään ja sisälapun päälle liimataan tavallisesti 15 kuumasaumaamalla ulkopäätylappu. Sisäpäätylappu on tavallisesti melko paksuja se suojaa rullan päätyä mekaanisilta vaurioilta. Ulkopäätylappu puolestaan on ohuempi ja sen tehtävänä on sitoa pakkaus rullan päädyssä ja suojata rullaa kosteudelta. Usein ulkopäätylapun värityksellä ja kuvioinnilla pyritään saamaan rullalle siisti ulkonäkö.

Pakattavan rullan pituus ja halkaisija mitataan ennen pakkausta ja mittaustuloksen 20 perusteella valitaan sopivan kokoiset päätylaput rullan päihin.

• · * • * · • * · * * * · ; f · * · Päätylaput voidaan asettaa rullien päätyihin monella tavalla. Lappujen asettaminen • · • · ::: käsin on vanhin menetelmä, ja se soveltuu vieläkin hyvin pakkauslinjoille, joiden • · • · kapasiteetti on kohtuullisen pieni tai käyttökohteisiin, joissa automaatioasteen i • · * • · · "!.* 25 nostamiseen ei ole tarvetta. Tällöin pakkaaja yksinkertaisesti asettaa sisälaput käsin | • * rullan päätyihin ja vastaavasti ulkolaput lämpöpuristuslevyille, jotka painavat ulkolaput ; kiinni rullan päätyihin. Sisälappuja voidaan siirtää myös ilmapuhalluksella käsin tai > * * ♦ *·· » .··, mekaanisesti koskematta. Sisälappuja pidetään rullan päädyssä erillisillä varsilla * * i * · · * kääreen reunojen päiden taittamisen ajan. Ulkolaput puolestaan kiinnitetään · ... 30 puristinlevyille alipaineella imemällä. Käsin asetettaessa pakkaaja huolehtii siitä, että • · * * "* rulliin tulee oikean kokoiset laput ja ne asemoidaan oikein.

* . '.j • · * * ·*·· 1 • · * · • * t 2 117651

Erilaisia automaattisia päätylappujen asettajia on käytetty jo pitkään ja niitä on olemassa useita erilaisia. Yhteistä lähes kaikille automaattisille laputtajille on se, että rullan kumpaakin päätyä varten on tarttujan käsittävä laite, joka siirtää lapun lappupinosta rullan päätyyn. Yhdessä tunnetussa lapunasettajassa on pystysuoralle johteelle sijoitettu 5 kääntyvä varsi, jonka päässä on kääntyvä alipainetarttuja lappuihin tarttumiseksi.

Tällaista lapunasettajaa käytetään tavallisesti erilaisten asettajan viereen sijoitettujen lappuhyllyjen kanssa. Laput asetetaan tällä laitteella rullan päätyyn siten, että tarttujan varsi siirretään pystyjohdetta pitkin sen hyllyn korkeudelle, jolla on oikean suuruisia päätylappuja. Tarttujan vartta ja tarttujaa käännetään, kunnes tarttuja on hyllytason 10 suuntainen, jonka jälkeen lappu poimitaan hyllyltä ja siirretään vartta ja tarttujaa kääntämällä ja johdetta pitkin liikuttamalla rullan päätyyn. Tämän tyyppisissä laitteissa ei yleensä ole erillistä päätylappujen koon ja aseman mittauslaitetta. 4

Eräässä toisessa järjestelmässä päätylaput on asetettu pinoihin tehdassalin lattialle ja ne 15 siirretään rullien päätyihin portaalitoimisilla lapunasettajilla. Siirtoportaali on rakennettu lappupinojen yläpuolelle ja lapunasettajat on asennettu yleensä samalle poikittaissuuntaiselle siirrettävälle johteelle. Siten kutakin tarttujaa varten on oltava oma % pino tietyn kokoisia päätylappuja. US-patentissa 5 157 265 on kuvattu menetelmä päätylappujen koon ja aseman määrittämiseksi, joka soveltuu käytettäväksi edellä 20 olevan järjestelmän yhteydessä. Tässä mittausmenetelmässä tarttujalla poimittu • · * päätylappu viedään tunnetulla nopeudella kahden valokennoparin ohi, jolloin lapun • · • φ etureunan saapuminen kennojen kohdalle sekä lapun takareunan ohittaminen ilmaistaan • «

• · ' ' 'A

valokennojen signaalien muuttumisen perusteella. Lapun tunnetusta nopeudesta ja T

• · * · .‘Ί signaalien muuttumisajankohtien erotuksesta voidaan laskea leikkauspisteiden väliset • · · • · · 25 etäisyydet. ICoska lapun muoto on tunnettu, sen asema ja koko voidaan nyt määrittää. ; • ·

Koska tarttujan poiminta-asema lappupinon suhteen on tunnettu, lappupinon todellinen ; asema saadaan määritettyä lapun asemasta tarttujalla.

·· 2 ---.-7 • * · · • * • · * · · • Edellä esitettyjen päätylappujen käsittelytapojen sijasta lappujen käsittelyssä voidaan • · ... 30 käyttää vakiomallista usean vapausasteen teollisuusrobottia. Tällainen robotti voidaan • · • · "* sijoittaa pakkauslinjan yhteyteen siten, että sillä voidaan sijoittaa päätylappu **· ····' kumpaankin rullan päätyyn. Jotta robotti saataisiin toimimaan tehokkaasti, siinä on • * ® * · *···* käytettävä kaksipuolista tarttujaa, jolla voidaan poimia tarttujaa välillä kääntämällä 3 117651 molempien päätyjen laput peräkkäin, jolloin ei tarvita kahta noutoliikettä. Kahtakin robottia voidaan käyttää, jolloin päästään nopeaan vaiheaikaan.

US-patentissa 5 157 265 kuvatulla menetelmällä on kuitenkin useita heikkouksia, joiden 5 takia se ei sovellu käytettäväksi robotilla tapahtuvassa päätylappujen siirrossa. Koska robotin kanssa on käytettävä kaksipuolista tarttujaa, jossa laput ovat päällekkäin, valokennot eivät pysty erottamaan kumman lapun reunasta signaali muuttuu, joten tätä menetelmää ei voida käyttää kaksipuolista tarttujaa käytettäessä ellei valokennoille j viritetä tunnistuksen syvyysaluetta, jolloin se havaitsee päällekkäisistä lapuista vain 10 halutun lapun. Koska menetelmässä käytetään vain kahta valokennoanturia, sillä ei pystytä havaitsemaan lapun reunavaurioita. Jos reunan virheellinen kohta osuu valokennon reitille, lapun koko ja asema lasketaan väärin ja lappu voidaan viedä hylkyyn, vaikka se tosiasiassa saattaisi olla täysin käyttökelpoinen. Lapun hylkääminen ei ole sinänsä ongelma, mutta hylkäyksen jälkeen on noudettava uusi lappu, mikä 15 tietenkin häiritsee pakkauslinjan toimintaa. Tavallisesti kuitenkin lappu viedään puristinlevylle ja annetaan operaattorille ilmoitus virheestä, jolloin hän korjaa lapun paikan silmämääräisesti tai asettaa puristinlevylle uuden lapun. Näin voidaan toimia vain silloin, kun robotin liikkeet pidetään riittävän hitaina ja virhetilanteiden korjaus häiritsee suuresti pakkauslinjan toimintaa. Robotin liikkeitä on hidastettava, jotta 20 päätylapun aseman luenta voidaan tehdä riittävällä tarkkuudella. Samoin * · • · * ··* · virhetilanteessa liike on pysäytettävä, jotta operaattori voi mennä robotin liikealueelle • · turvallisesti. Niinpä edellä kuvatulla tavalla on mahdollista toimia myös robottilaputusta • · käytettäessä, mutta robotista ei kuitenkaan saada parasta mahdollista hyötyä vaadittavan • · ,**; hitaan liikenopeuden takia.

• · · • « * 25 * · • ·

Lisäksi tässä jäijestelmässä mitattua lapun asemaa verrataan tarttujan referenssipisteen . . asemaan, jonka paikka tiedetään koko ajan siirtolaitteiston liikeantureiden antamien • · · signaalien perusteella. Siten menetelmää ei voida soveltaa teollisuusrobottia # · *·* käytettäessä, koska nopeilla liikkeillä robotin asematieto ei ole jatkuvasti 30 määritettävissä. Tarttujan referenssipisteen sijainti on robottilaputuksessa määritettävä · *" jollain muulla tavalla kuin robotin asematiedosta, koska robotin liikettä ei voida/kannata * -i hidastaa mittauksen ajaksi niin paljon, että asematieto voitaisiin lukea.

• · · • · • · • · · 117651

Patentissa US 5 376 805 on kuvattu menetelmä päätylapun koon ja sen aseman määrittämiseksi lappua kuljettavan tarttujan suhteen. Tarttujaa liikuttaa usean vapausasteen robotti ja lapun mittaus tapahtuu erillisessä mittausasemassa. Mittausasemalla on kolme valokennoa, joiden ohi lappu tarttujineen viedään. Tarttujaan 5 on sovitettu ilmaisuelin, jonka avulla määritetään tarttujan työkalupisteen paikka tarttujan ohittaessa ensimmäisen ilmaisuelimen. Lapun asema ja koko määritetään niiden janojen perusteella, jotka saadaan ilmaisinten lapun reunoista antamien signaalien avulla. Tässäkin ratkaisussa käytetään erillistä mittausasemaa, joten lapun siirto rullan päätyyn on hidasta tai joudutaan käyttämään tehokasta robottia, jolla 10 saadaan aikaan suuri kiihtyvyys ja hidastuvuus. Jos lapun kokoa ei määritetä, vaan se annetaan lähtötietona jäijestelmälle, tarvitaan vain kaksi valokennoa ja kaksi pistettä päätylapun aseman määrittämiseksi.

Pakkausjäijestelmässä voi olla tarvetta myös määrittää päätylappupinon koko ja asema 15 tai rullan päädyn koko tai asema. Erillisellä kiinteällä mittausasemalla ei esimerkiksi päätylappupinojen aseman määrittäminen tietenkään ole mahdollista. Rullien kokoa on mitattu erillisillä mittauslaitteilla pakkauksen yhteydessä, mutta näilläkin laitteilla mittaus onnistuu vain yhdessä mittauspisteessä. Niinpä olisikin tarpeen saada aikaan mittaustapa, jolla voidaan mitata päätylappupinojen asemaa ja rullien halkaisijoita 20 useissa eri kohteissa. Suurikapasiteettisissa palkkausjärjestelmissä tarvitaan useita • · • « · "· * päätyiappupinoja laajalla alueella, joten mittalaitteen on oltava helposti siirrettävissä ja • * *···* sen asema on voitava määrittää tarkasti.

• · * • * * · Φ · · • * * * · ,*** Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jonka avulla päätylapun, • * · * · · *",* 25 rullan päädyn tai muun ympyrämäisen objektin asema ja sijainti voidaan määrittää • t • · suoraan tarttujaan tai muuhun siirtolaitteeseen sovitetun ilmaisimen avulla eikä erillistä . . mittausasemaa tarvita.

• · · • · · *** * • · · * · * *

Keksintö perustuu siihen, että päätylappua käsittelevään tarttujaan, muuhun 1^* 30 siirtolaitteeseen tai kiinteään asemaan sovitetaan toisesta päästään pyöriväksi akseloitu • · • · *" varsi, jonka kulma-asema kääntöakselinsa ympäri voidaan määrittää. Vartta pyöritetään t akselin ympäri, jolloin sen pää ohittaa ympyrämäisen objektin reunan ja ohitushetki • · * * * *...' ilmaistaan valokennolla joka on varren päässä. Objektin koko ja asema voidaan laskea 117651 varren kulma-aseman perusteella koska varren pituus ja sen kääntöakselin paikka mittalaitteen työkalupisteeseen nähden ovat tunnettuja.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, 5 mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksimiön mukaiselle sovitelmalle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.

10 Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Keksinnön tärkein etu on se, että päätylapun, päätylappupinon tai rullan asema voidaan määrittää esimerkiksi robotin tarttujassa olevan mittalaitteen avulla missä tahansa robotin liikealueella. Päätylapun ei tarvitse olla kiinnittyneenä tarttujaan, vaan mittaus 15 voidaan tehdä viemällä mittalaite päätylappupinon ylle. Päätylappua ei tarvitse viedä erilliseen mittausasemaan, joten lapun siirrossa jää yksi työvaihe pois. Näin lapun siirtoliike saadaan oleellisesti nopeammaksi ja pakkausjäijestelmän kapasiteettia voidaan tältä osalta lisätä tai päätylappujen siirtoon voidaan käyttää edullisempaa ja hitaampaa robottia tai manipulaattoria. Koska erillistä mittausasemaa ei tarvita, 20 pakkausjärjestelmän vaatima lattiatila pienenee ja tarttujan liikerata voidaan suunnitella • · · • · · *“/ vapaammin. Tästä on etua erityisesti uudistettaessa pakkausjärjestelmiä jo olemassa • φ • 0 *;1 olevissa tehdastiloissa. Luonnollisesti myös järjestelmän hinta on alhaisempi, kun yksi • · - ¾ *···.. · if1 "1 erillinen laite voidaan poistaa. Koska samaa mittalaitetta voidaan käyttää sekä ·’ • · • · .1" päätylappujen sijainnin että rullan päätyjen koon ja aseman mittaukseen, järjestelmää * · · y.l.’ 25 voidaan yksinkertaistaa entisestään.

··♦1 ; #·# Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirustusten avulla. § ♦ 1 ♦ ····..

• · · • · • · • « · .

• Kuvio 1 on kaaviokuva keksinnön mukaisesta mittausmenetelmästä ensimmäisessä • · ... 30 laskentavaiheessa.

• 1 • · * · :·· . i - ···· · * · * · · 6 117651

Kuvio 2 on kaaviokuva keksinnön mukaisesta mittausmenetelmästä toisessa laskentavaiheessa.

Kuvio 3 on kaaviokuva keksinnön mukaisesta mittausmenetelmästä kolmannessa 5 laskentavaiheessa.

Kuvio 4 on kaaviokuva keksinnön mukaisesta mittausmenetelmästä neljännessä laskentavaiheessa.

10 Kuvio 5 esittää yhtä keksinnön mukaista laitetta.

Päätylappujen aseman mittaaminen voidaan toteuttaa keksinnön avulla siten, että tarttujaan tai muuhun siirtolaitteeseen kiinnitetty mittalaite viedään mitattavan kohteen lähelle, päätylappupinon tai rullan päädyn asema tarttujalla mitataan ja mittaustulos 15 siirretään järjestelmän käytettäväksi. Mittaus voi tapahtua tarttujan ollessa paikallaan tai tarttujan ollessa liikkeessä. Itse mittaustapahtumassa pyöritetään määrämittaista mittausvartta siten, että sen vapaa pää ylittää lapun tai rullan reunan, jolloin saadaan kaksi ilmaistua mittauspistettä, yksi varren pään siirtyessä lapun tai rullan päädyn alueen ulkopuolelle ja toinen varren pään palatessa jälleen lapun tai rullan päädyn 20 päälle.

• · • · · • · 1 • · · · • · · • 1 **··1 Lapun koon ja keskiön laskenta tapahtuu seuraavasti. Kun mittalaite viedään mitattavan • · kohteen läheisyyteen, eli päätylappupinon päälle tai rullan päädyn eteen, mitattava • 1 * 1 kohde sijaitsee tavallisesti hieman epäkeskeisesti mittalaitteen työkalupisteeseen ♦ · » * 1 · 25 nähden. Epäkeskeisyys johtuu esimerkiksi lappupinon sijainnin epätarkkuuksista tai * 1 • · ’2 mittalaitteen tai siirtolaitteen, kuten tarttujan rakenteesta, jolloin lapun tai rullan päädyn . . keskipiste on aina poimittaessa välimatkan päässä työkalupistcestä. Kun mittausvarren *···.: ··1 kääntöakselin paikka työkalupisteeseen tiedetään, samoin kun varren pituuskin ja varren • · ·1 kulma, mitattavan objektin keskipisteen paikka voidaan laskea. Laskentaa varten ]φφ1 30 määritetään mittausvarren pään ja objektin reunan leikkauspisteet mittalaitteen • · * · *" koordinaatistossa. :i t»· * • Φ · · 1 · i • · * · 2 • · · : 7 117651

Pisteiden (xl,zl) ja (x2,z2) määritys mittalaitteen koordinaatistossa tapahtuu kuvion 1 mukaisesti. Kulma a saadaan absoluuttianturin avulla joka on kytketty mittausvarren akseliin. Absoluuttianturi luetaan hetkellä jolla mittausvarren päässä oleva anturi, esim. valokenno, reagoi, a on siis mittaustulos ja mittausvarren akselin paikka on aina sama 5 samoin kun mittausvarren pituuskin. Nyt kulman a avulla voidaan määrittää vektori S mittausvarren akselista objektin reunaan pisteeseen (xl, zl). Kuvasta 1 nähdään, että Vektori C = P + S , jolloin nyt tunnetut vektorit yhteen laskemalla saadaan pisteen (xl, zl) paikka mittalaitteen koordinaatistossa, eli mittalaitteen työkalupisteeseen nähden.

10 Vastaavalla tavalla saadaan pisteen (x2,z2) koordinaatit. Kun kaksi ympyrän kehällä olevaa pistettä on määrättyjä objektin oletettu säde on tiedossa, objektin keskipisteen paikka on määrätty kun lisäksi tiedetään kummalla puolella pisteiden kautta kulkevaa suoraa keskipiste sijaitsee.

15 Pisteiden ( xl ,zl) ja (x2,z2) määrityksen jälkeen lasketaan objektin keskipisteen sijainti tarttujan imupään koordinaatistossa. Tämä tapahtuu kuvion 2 mukaan.

Vektori A saadaan mitattujen pisteiden erotuksesta. A = D - C. Vektori R saadaan kuvan mukaan kulman γ avulla ja γ = 180° + α - β. Nämä kulmat voidaan määrittää , . 20 edellä määritettyjen pisteiden ja tunnettujen vektorien sekä objektin säteen avulla.

• · ·

Lopuksi määritetään lapun keskipisteen ( xo, zo) sijainti imupään työkalupisteeseen * · t!!.* nähden, joka on r C + R | • ·

***'' M

··· • · . ,v • · .y* • · * . · ji> : Mittausvarren pituus kalibroidaan imupäähän kiinnitettävällä kalibrointilapulla tai • · · ·** · .···, 25 muotoilemalla imupää siten, että erillistä levyä ei tarvita. Kalibrointia tarvitaan tarkan • · • · · lukeman saamiseksi toimintakatkosten tai ensiasennuksen jälkeen. Mahdollinen ! .*. kalibrointi voidaan tarvita siten esimerkiksi mittalaitteen törmätessä johonkin, ·**·: määrävälein sen toiminnan tarkistamiseksi sekä luonnollisesti laitteistoa asennettaessa * . ennen tuotantokäyttöön ottoa. Kalibrointilapun avulla kalibrointi tapahtuu siten, että 4 * * t···. 30 tarttuj aan asetetaan kalibrointilappu, jonka säde R on tarkasti tiedossa ja lappu • · ··· •t sovitetaan ohjuretden avulla tarkalleen haluttuun paikkaan. Sen keskipiste sijaitsee z- • · * akselilla teoreettisesti oikealla paikalla, kuvio 3.

• * * · 1 8 : 117651

Mittausvarren pituus kalibroidaan imupäähän asennettavan kalibrointilapun avulla.

Mittausvartta käännetään hitaasti myötäpäivään kunnes valokenno reagoi.

Absoluuttianturilta saadaan mittausvarren kulma kuvion 3 mukaisesti. Toinen vaihtoehto on imupäässä itsessään oleva kalibrointiviiste, jonka kohdalla saadaan 5 vastaava reaktio valokennolta.

Kalibrointipäätylappu asetetaan tarkalleen määrättyyn paikkaan, joten lapun keskipisteen ja mittausvarren akselin välinen vektori P on tunnettu ja lapun keskipisteen ja ilmaistun pisteen välinen vektori R saadaan mitatun kiertokulman perusteella. Koska 10 vektorin R pituus on lapun säde, voidaan vektorin S itseisarvo eli mittausvarren pituus laskea kuvioon 3 piirrettyjen kulmien α, Θ ja λ ja vektorien P ja R avulla.

Jos tarraimen imupäässä mittauselimen toisessa äärilaidassa on viiste kalibrointia varten, mittausvarren pituuden kalibrointi tapahtuu seuraavasti. Viisteen ja 15 mittausliikkeen välinen kulma vastaa esim. lOOOmm lapun tangentin ja mittausliikkeen tangentin välistä kulmaa. Viiste asennetaan tai valmistetaan siten, että se on Z-akselin suuntainen ja määrätyllä etäisyydellä siitä. Nyt valokennon vaikuttuessa mitataan kulman arvo. Kulmaviisteen Z-akselin suuntaisen etäisyyden avulla voidaan määrittää tarkka mittausvarren pituus.

20

Koska edellä kuvatussa mittausvarren pituuden kalibroinnissa käytetään hyväksi mittausvarren ilmaisemaa kulma-arvoa, on kulma-arvo kalibroitava aina ensimmäisenä. Mittausvarren kulma kalibroidaan ajamalla mittausvartta vastapäivään kunnes valokenno reagoi mittausvarren kulman kalibrointiviisteeseen. Viiste on asennettu siten, 25 että sen reuna muodostaa tietyn kulman j mittausvarren akselin kanssa. Kun mittausvarsi ajetaan tähän kulmaan, saadaan koijausarvo absoluuttianturin lukemalle, mikäli anturin lukema poikkeaa asetetusta kalibrointiarvosta. Käyttöä varten mittausvarren anturi asetetaan ohjelmallisesti kulmaan j.

30 Objektin reunan ilmaisussa on hieman aikaviivettä, joka johtuu mittauslaitteiston ominaisviiveistä ja ilmaisimen säteen muodosta. Tämä aikaviive eliminoidaan laskenta-algoritmiin asetettavilla vakioilla. Mittausvarren pituuden mittauksessa saatu kulma a on pisteen (xl,zl) paikkavektorin S "todellinen" kulma. Aikaviiveen kalibroinnissa 9 117651 mittausliikcttä ajetaan normaalisti ja luetaan ilmaistut kulmat. Saatuja tuloksia verrataan teoreettiseen "todelliseen" kulmaan. Erotuksena saadaan kulman offset. Mittaus tehdään sekä nousevalle että laskevalle objektin reunalle.

5 Kuviossa 5 on esitetty yksi laite yllä kuvatun keksinnön periaatteen soveltamiseksi. Tällä laitteella voidaan mitata päätylapun paikka imulevylle kiinnitetystä lapusta, tai tarttuja voidaan viedä esimerkiksi päätylappupinon ylle ja mitata pinon paikka nostamatta pinosta lappua tarttujalle. Samalla laitteella voidaan mitata myös rullan päädynpaikka tai rullan halkaisija missä tahansa tarttujan liikealueella. Laite on 10 sovitettu tarttujan runkoon 1, johon on kiinnitetty myös imulevy 2. Imulevyn 2 rakenne ja toiminta ei sinänsä liity tähän keksintöön, joten niitä ei kuvata lähemmin. Tarttujan runkoon on kiinnitetty myös kotelo 3 ja koteloon 3 ja runkoon 2 on sovitettu mittausvarren 6 akseli 5. Mittausvarren akselin 5 rungon 2 puoleisessa päässä on vaihdemoottori 4, jonka avulla akselia 5 pyöritetään. Akselin 5 vastakkaisessa päässä on 15 absoluuttianturi 8. Anturin tyyppi ja rakenne ei sinänsä vaikuta keksinnön toteuttamiseen, kunhan sillä voidaan luotettavasti ilmaista akselin kiertokulma. Vaihtoehtoisesti anturi voi sijaita moottorin 4 yhteydessä tai kulma voidaan lukea askelmoottorin ohjaukselta suoraan tai anturi voi sijaita akselin sivulla, jolloin akselilla on oltava merkinnät, joihin anturi voi reagoida. Mittausvarsi 6 on kiinnitetty akseliin ja 20 varren 6 päässä on anturi 7. Anturi 7 voi olla esimerkiksi kuituoptiikkaan perustuva • · « ··* * valokenno.

···' • · * · » · · »·· • · • φ

Kotelo 3 liittyy tarttujan runkoon 1 ja imulevyyn V-kirjaimen muotoisen liitoslevyn 9 * · • · avulla. Tässä liitolevyssä 9 on viiste 10 mittausvarren kulman kalibroimiseksi.

* * * • · · 25 Kalibrointi tapahtuu kääntämällä vartta 6 viisteen 10 suuntaan kunnes anturi 7 ilmaisee • · • · viisteen. Viiste on muodostettu leikkauksena liitoslevyn ulkoreunassa. Tällä tavoin . . viisteen 10 etureuna on kääntöakselin 5 keskipisteen kautta kulkevan suoran suuntainen • · · ·* • · · : • tt * ,···. ja kääntökulma voidaan ilmoittaa tarkasti riippumatta siitä, mille kohdalle viistettä • * • m t t • # ilmaisimen 7 säde osuu. Mittausvarren 6 pituus ei siten vaikuta kulman mittaukseen.

Z: 3o • · "* Vastaavalla tavalla laitteeseen voidaan sovittaa mittausvarren 6 pituuden kalibroimiseen • •.Ϊ tarkoitettu viiste. Tämä viiste on sovitettava mittausvarren 6 kalibrointia koskevassa • · * • *···' kohdassa esitetyllä tavalla.

' 10 · 117651

Mittalaite voidaan sijoittaa tarttujan tai muuhun siirtolaitteeseen tai kiinteään asemaan sopivaan paikkaan pakkauskoneen alueella. Tällöin päätylappu voidaan viedä ilmaisimen eteen mittausta varten. Kuljetinlinjassa, missä rullaa siirretään pituussuunnassa, voidaan käyttää keksinnön mukaista mittausta siten, että esimerkiksi 5 kääntyvä tai laskeva varsi vie mittalaitteen rullan kulkureitille. Myös vierivän rullan pääty voidaan mitata keksinnön mukaisella menetelmällä, mutta tällöin on tiedettävä rullan nopeus. Oleellista mittauksessa on se, että mitattava kohde sijoitetaan mittalaitteen mittausalueelle joko mittalaitetta tai kohdetta siirtämällä.

10 Edellä esitettyjen lisäksi tällä keksinnöllä on muitakin suoritusmuotoja. Erityisesti yllä mainitun laitteen mekaaninen rakenne voi poiketa huomattavastikin yllä kuvatusta. On selvää, että laitteen rakenne on muodostettava käytettävän tarttujan rakenteeseen sopivaksi. Esimerkiksi mittausvartta 6 kääntävä toimilaite, laitteen anturit sekä liikkuvat ja staattiset mekaaniset osat voidaan muotoilla halutulla tavalla kunhan laitteeseen ;| 15 voidaan järjestää ympyrärataa kulkeva ilmaisin ja elimet ilmaisimen kulma-aseman mittaamiseksi. Mittausvarren pituus ja sen kääntöakselin paikka voidaan valita halutulla tavalla. Kääntöakselin paikan tulee kuitenkin olla edullisesti välimatkan päässä lapun > työkalupisteestä, jotta varmistetaan se, että mittausvarren pään kääntöympyrä leikkaa aina lapun reunan ympyrän. On myös ajateltavissa, että mittausvarteen sovitetaan useita d 20 antureita useampien leikkauspisteiden ilmaisemiseksi, mutta tämä on yleensä tarpeetonta ja lisää laiteen hintaa sekä vaatii enemmän laskentakapasiteettia.

di}· i

Claims (15)

1. Menetelmä ympyrämäisen objektin, kuten paperi-tai kartonkirullan päädyn tai 5 pääty lapun, sijainnin määrittämiseksi mittalaitteella, tunnettu siitä, että - sovitetaan mittalaitteen ja ympyrämäisen objektin keskinäinen sijainti sellaiseksi, että objekti on mittalaitteen ilmaisualueella, - kuljetetaan ilmaisinta (7) sellaista ympyrän kaarta pitkin, joka 10 oletettavasti leikkaa objektin reunan määräämän ympyrän kaaren, - mitataan ilmaisimen (7) kulma-asemaa sen kulkeman ympyrän kaarella, - ilmaistaan ilmaisimen (7) kulkeman kaaren ja objektin reunan leikkauspisteet (xl, zl; x2, z2), - lasketaan objektin keskipisteen (xO, zO) paikka 15 a) ilmaisimen kulkeman ympyrän säteen ja ympyrän keskipisteen paikan (xm, zm), b) mittalaitteen työkalupisteen paikan (xt, zt), e) objektin oletetun säteen, ja d) ilmaistujen leikkauspisteiden paikkojen (xl, zl; x2, z2) 20 perusteella, • · • « · ··* · - lasketaan objektin keskipisteen (xO, zO) sijainti tarttujan ♦ · **·*' koordinaatistossa.

* · · * * ·" • · * · · ··· • · * · .*** 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuljetetaan • · · • · · ' 25 ilmaisinta (7) ensimmäisestä päästään kääntöakselille (5) sovitetun mittausvarren (6) * · varassa ja mitataan mittausvarren (6) kiertokulma akselilla (5).

• « · • * · • · · ,···, 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalibroidaan • · • · · • p mittausvarren kiertokulman (a) mittaus kääntämällä mittausvartta (6) kohti määrätyssä 30 kiertokulma-asemassa (<p) olevaa viistettä (10) kunnes viiste ilmaistaan ja asetetaan * * ”· mittausvarren kulman mittaus tämän tunnetun kulman perusteella. • · · • · · * • · · • e • · ··· 117651

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että - kalibroidaan mittausvarren (6) pituus sellaisen kalibrointipäätylapun avulla, jonka säde on tarkasti tiedossa ja joka asetetaan tarkalleen määrättyyn paikkaan tarttujalle.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalibroidaan mittausvarren (6) pituus sellaisen mittalaitteeseen muodostetun kalibrointiviisteen avulla, jonka kohdalla saadaan kalibrointipäätylappua vastaava mittaustulos.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirretään mittalaite siirtolaitteella, edullisesti robotilla, päätylappupinon päälle ja mitataan päätylappupinon paikka.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 sijoitetaan mittalaite kiinteään asemaan ja viedään päätylappu tarttujalla mittalaitteelle mitattavaksi.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sovitetaan mittalaite rullan kulkureittiin nähden siten, että rullan pääty sijoittuu 20 mittausalueelle ainakin hetkellisesti ja mitataan ainakin rullan halkaisija tai päädyn • 1 2 3 4 5 • · · *·· · asema. • 1 1 * · • 1 • · · • 1 1 • ·

9. Sovitelma ympyrämäisen objektin, kuten paperi-, sellu-ja kartonkirullien * 1 /·1 pakkaamisessa käytettävien rullien päätylappujen tai rullien päätyjen sijainnin • · · 25 määrittämiseksi mittalaitteella, joka käsittää ainakin runkorakenteen (1) ja määrätyn e · * · "1 työkalupisteen (xt, zt), tunnettu . . - elimistä (1,2) ympyrämäisen objektin ja mittalaitteen keskinäisen ····' ' . · ···?· 11. 1 aseman asettamiseksi sellaiseksi, että objekti on mittalaitteen 2 • · 3 • · 7 mittausalueella, 4 • ···· 30. mittausvarresta (6) joka on sovitettu kiertymään runkorakenteeseen (1) • · 5 sovitetun kääntöakselin (5) varassa, ♦ ..1:’ -mittauslaitteesta (8), jolla voidaan määrittää mittausvarren (6) • · ♦ ·...1 kiertokulma kääntöakselin (5) ympäri, ja 13 1 1 7651 - ainakin yhdestä mittausvarteen (6) sovitetusta ilmaisimesta (7) Jolla voidaan ilmaista päätylapun reuna ilmaisimen kulkiessa reunan ohi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittausvarren (6) 5 kääntöakseli (5) on välimatkan päässä työkalupisteestä (xt, zt).

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen sovitelma, tunnettu ensimmäisestä kalibrointiviisteestä (10), joka on sovitettu mittausvarren (6) akselin (5) kautta kulkevan suoran suuntaiseksi ja määrättyyn kulma-asemaan mittausvarren (6) kiertokehällä. 10

11 117651

12. Jonkin patenttivaatimuksista 9 -11 mukainen sovitelma, tunnettu toisesta kalibrointiviisteestä, joka on sovitettu mittausvarren (6) kulkukehälle siten, että sen kohdalla saadaan päätylapun reunaa vastaava ilmaisu.

13. Jonkin patenttivaatimuksista 9 - 12 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittalaitetta siirretään robotilla tai manipulaattorilla.

14. Jonkin patenttivaatimuksista 9 -12 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittalaite on sijoitettu kiinteään asemaan. 20

15. Jonkin patenttivaatimuksista 9 - 12 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittalaite on siirrettävissä asemaan, jossa rulla kulkee mittalaitteen mittausalueen * kautta. 25 . ' : 117651 14 ' ΐ