FI71912B

FI71912B - Laengdmaetning vid upprullning av tunt material

Info

Publication number: FI71912B
Application number: FI842350A
Authority: FI
Inventors: Ingemar Olsson
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1983-06-13
Filing date: 1984-06-11
Publication date: 1986-11-28
Also published as: SE8303343D0; US4535949A; CA1207450A; SE436865B; FI842350A0; DE3420888A1; FI842350A; SE8303343L

Description

71912

Pituuden mittaus rullattaessa ohutta materiaalia

Keksinnön mukaista laitetta käytetään rullattaessa ohutta, suhteellisen pehmeää materiaalia, kuten paperia tai alumiini-kalvoa, muovia jne. Keksintöä käytetään siten paperitehtaassa, kalvotehtaassa ja muovinvalmistuksessa.

Ohuen materiaalin rullaus rullaksi tapahtuu joko keskikäyt-töisen rullauslaitteen avulla tai kehäkäyttöisen rullauslait-teen avulla. Rullattua materiaalia käytetään myöhemmin valmistettaessa kirjoja, sanomalehtiä jne. ja erilaisissa muissa tuotteissa, joissa käytetään rullamateriaalia "raaka-aineena". Tältä valmistustekniseltä kannalta on hyvin tärkeää, että rulla saa rullattaessa kompaktin rakenteen ja se kelataan tasaisesti. Tämä saadaan aikaan useilla eri tavoilla, esim. säädön muodossa, joka yrittää säilyttää vakion materiaalive-don riippumatta rullan läpimitasta ja ajonopeudesta. On olemassa useita enemmän tai vähemmän kehittyneitä laitteita tämän ongelman selvittämiseksi.

Rullatun materiaalin pituusmittaus on periaatteessa hyvin yksinkertaista suorittaa. Materiaali kulkee yleensä jonkin ohjauspyörän kautta, ennen kuin sitä aletaan kelata. Liittämällä ohjausrullaan tai tukitelaan pulssinanturi voidaan saada yksinkertaisesti rullatun pituuden mitta tiedettäessä oh-jausrullan tai tukitelan läpimitta.

Usein tilataan rullattu materiaali rullana, jossa on määrätty metrimäärä varsinaista materiaalia. Rullauslaitteeseen kuuluu tästä syystä laite halutun materiaalipituuden säätämiseksi. Pituudenmittauslaitteella saatua arvoa verrataan jatkuvasti haluttuun pituuteen ja kun määrätty materiaalipituus on jäljellä, käynnistetään hidastusvaihe rullauskoneessa, niin että kun oikea pituus on saatu, rullaus voidaan lopettaa. Hidastus käytännöllisesti katsottuna nollanopeuteen on tarpeen mitatun oikean materiaalipituuden yhteydessä, koska rullan hitausmomentti voi olla suuri.

71912

Kaikista säätölaitteista huolimatta tapahtuu kuitenkin hyvin usein, että materiaaliraina katkeaa. Rullauskoneisto on silloin pysäytettävä, läyhästi kelattu materiaali on poistettava ja raina on liitettävä yhteen. Tämä vaikuttaa pituuden mittaukseen ja jotta saataisiin likipitäen yhtäpitävyys halutun, säädetyn pituuden ja todellisen rullatun pituuden välillä, tehdään arvio poistetun materiaalin pituudesta ja siitä kuinka suuri pituus on kulunut jatkamiseen.

Jotta nyt saataisiin oikea kokonaispituus rullassa, jossa materiaaliraina on jatkettu, lisätään yleensä ennalta säädettyä arvoa, jossa on haluttu pituus, arvioidulla poistolla. Vaihtoehtoisesti voidaan rullatun pituuden mitattua arvoa vähentää samalla arvioidulla poistolla.

Erityisesti kirjapainoissa, painokoneissa ja vastaavissa on hyvin tärkeää, että rullatun materiaalin todellinen pituus on yhtäpitävä esitetyn pituuden kanssa. Tarkkuudesta arvioitaessa poistoa, joka tapahtuu jatkettaessa materiaalirainaa, ei välttämättä tule erityisen suurta. Tästä syystä on aina olemassa vaara, että rullien yhteydessä, joissa on tapahtunut rainan katkeaminen, arvioidaan suuri poisto, jotta valmis rulla sisältäisi ainakin säädetyn pituuden.

Rullalle rullatun materiaalin pituuden suoraa mittausta, missä rullassa on tapahtunut rainan katkeaminen ja jatkaminen rullattaessa, ei ole tähän asti ollut käytettävissä. Tästä syystä on ollut epävarmuutta todellisessa pituudessa, jonka materiaalin poiston arviointi tuottaa.

Tämän keksinnön mukainen laite saa aikaan sen, että poistetun materiaalirainan pituuden arviointiin ja siihen liittyvään koko pituuden epätarkkuuteen liittyvä ongelma eliminoidaan. Riippumatta siitä, miten pitkä pala on leikattu mate-riaalirainasta, tulee valmiissa rullassa olemaan oikea pituus.

Keksintö selviää periaatteessa kuviosta 1. Laite on sijoitettu tukirullilla 1 ja 2 kehäkäyttöiseen rullauskoneeseen.

3 71912

Laite voidaan sijoittaa myös keskuskäyttöiseen rullauskonee-seen. Kuviossa numero 3 osoittaa rullamateriaalin, jonka rainapituus on mitattava. Käyttävään tukirullaan 1 ja mate-riaalirullan akseliin on järjestetty pulssinanturit 4 ja 5. Muutoin laitteeseen kuuluu rainan katkeamisen osoitin 6, tarpeellisilla loogisilla funktioilla ym. varustettu laskuja logiikkayksikko 7 sekä laite 8 halutun materiaalirainan 9 pituuden säätämiseksi. Laitekohtaisesti tämä varustus eroaa tavanomaisesta varustuksesta ainoastaan pulssinanturin 5 sekä erilaisten yksikön 7 loogisten- ja laskufunktioiden johdosta. Tämä tarkoittaa, että normaalissa käytössä, so, kun mitään rainan katkeamista ei ole tapahtunut, pituudenmittaus tapahtuu pulssinanturin 4 kautta, halutun pituuden säätö tapahtuu laitteella 8. Tähän kuuluu myös hidastusohjauksen automatiikka, kun lähestytään säädettyä pituutta, mutta sitä ei ole kuitenkaan esitetty kuviossa 1.

Keksinnölle on tunnusomaista se, että kun tapahtuu rainan katkeaminen, minkä katkeamisen osoitin 6 osoittaa, pituudenmittaus pysäytetään. Samanaikaisesti tehdään pulssinanturien 4 ja 5 avulla tarkka rullan kehän laskenta. Tämä arvo tallennetaan muistiin. Poistettaessa löyhästi kelattua materiaalia tulee rullan kehä pienenemään. Jatkamisen ja uuden käynnistyksen jälkeen lasketaan jatkuvasti - pulssinanturien 4 ja 5 avulla - rullan kehä. Kun rullan kehä on sama kuin mitä se oli katkeamishetkellä tapahtuu pituudenmittauksen automaattinen uudelleenkäynnistys.

Valitsemalla pulssinanturi, jossa on suuri erotus, so, suuri määrä pulsseja/kierros, voidaan saavuttaa haluttu tarkkuus. Rullan kehän laskenta on muutoin tavanomainen toimitus, mutta se esitetään kuitenkin tässä. Kuvion 1 mukaisilla merkinnöillä tulee materiaalirainan nopeudeksi v = nd^ . n^ = TTdr . nr (m/s)

Rullan kehästä tulee tällöin nb 0r = πά = vdb — (m) r 4 71912

Jos pulssinanturi 4 luovuttaa p^ pulssia/kierros ja varsinainen pyörimisnopeus tuottaa p^ pulssia/kierros ja pulssinanturi 5 luovuttaa p^ pulssia/kierros ja vastaava pyörimisnopeus tuottaa pr pulssia/kierros, voidaan rullan kehä ilmaista yhtälöllä pb O = k — (m)

Fr so. funktio, joka on hyvin yksinkertaista suorittaa.

Myöhemmin rullan muodossa toimitettavan materiaalin valmistajalle keksinnön mukainen laite tuottaa useita etuja verrattuna siihen, mitä tunnettu tekniikka on voinut saada aikaan.

- Olennaisesti suurempi yhtäpitävyys halutun säädetyn raina-pituuden ja rullassa olevan todellisen pituuden välillä.

- Parempi taloudellisuus, koska rullissa, joissa on tapahtunut rainan katkeaminen, ei tarvitse ylimitoittaa poiston johdosta sen varmistamiseksi, että rulla sisältää ainakin esitetyn pituuden.

- Mitään poiston pituuden arviointimenetelmää ei tarvitse suorittaa. Laite jatkaa automaattisesti pituuden mittausta, kun sen kehä on saavuttanut saman rullan kehän, joka oli katkea-mishetkellä.

- Mitään säädetyn halutun rainapituuden muutosta/lisäystä tai vastaavaa mitatin rainapituuden muutosta/pienentämistä ei tarvitse suorittaa, kun raina on katkennut.

Valmistajille, jotka käyttävät rullattua materiaalia raaka-aineena, on olemassa myös useita etuja verrattuna siihen, mitä tunnettu tekniikka on voinut saada aikaan - Voidaan eliminoida ne ongelmat, jotka virheellinen pituuden mittaus saa aikaan. Halutun, esim. kirjapainojen paino-koon säätö voidaan sovittaa esitettyyn rainapituuteen. Jos materiaaliraina loppuu virheellisen pituuden johdosta ennen kuin painos on valmiiksi painettu, tämä aiheuttaa ylimääräistä vaivaa henkilökunnalle.

Il 71912 - Myös valmistajalle tieto siitä, että rullan esitetty rai-napituus pitää yhtä todellisen rainapituuden kanssa, merkitsee materiaalin parempaa hyväksikäyttöä ja siten tämä tieto edesauttaa taloudellisuutta.

Kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista rullauskonetta sekä varusteita rainan pituuden mittaamiseksi kuten on esitetty selitettäessä keksintöä.

Viitenumerot merkitsevät: 1, 2 tukirullat 3 rullattu materiaali 4, 5 pulssinanturit 6 rainan katkeamisen osoitin 7 mittauslaitteet, jotka sisältävät laskimen, loogisen elementin jne.

8 yksikkö halutun rainapituuden säätämiseksi 9 materiaaliraina dfa/ dr tukitelan, rullan läpimitta nb' nr tukitelan, rullan pyörimisnopeus

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen laitteen suoritusmuotoa. Yksiköt 4, 5, 6, 7, 8 ja 9 muodostuvat vastaavista kuviossa 1 esitetyistä yksiköistä. Muuten laitteeseen kuuluu 10 ''O”-asetusyksikkö 11 pituuden mittausksen START-yksikkö 12 hidastuksen käynnistyksen RET-yksikkö 13 pysäytyksen aikaansaava STOP-signaali 14,24,34,35 laskin 15,23,30,31 "ja"-elementti 16 summain 17,19,26,27 diskriminaattori 18, 20 diskriminaattorin raja-arvon säätöyksikkö 21 monokiikku 22, 28 bistabiili kiikku, jossa on "ja"-sisäänmenot 25, 29 aikaviivästyselementti 32, 33, 36 "tai"-elementti

________ - _ TT

6 71912

Kiikkujen ja laskimen sisäänmenot ja ulostulot on merkitty julkaisun IEC Publication 117 mukaisesti.

Erästä keksinnön suoritusmuotoa selitetään lähemmin kuvion 2 avulla. Paitsi kuviossa 1 esitettyjä yksikköjä 4, 5, 6, 7, 8 ja 9 tähän kuuluu useita muita ohjausyksikköjä ja -signaaleja. Aktivoitaessa yksikkö 10 "0"-asetetaan pituuden mittaus ja aktivoitaessa START-yksikkö 11 aloitetaan pituuden mittaus. Kun määrätty pituus on jäljellä ennen kuin haluttu säädetty materiaalirainan pituus on saavutettu, tuotetaan hidastus-signaali RET, 12, joka syötetään käyttölaitteisiin. Pysäy-tyssignaali STOP, 13, aktivoidaan, kun säädetty pituus on saavutettu .

Laskin- ja loogista yksikköä 7 selitetään nyt mitä tulee sekä siihen kuuluviin yksikköihin että sen toimintaan. Laskin 14 rekisteröi koko rullatun materiaalipituuden. Laskimen yksiköllä 10 suoritetun "0"-asetuksen jälkeen lasketaan pulssit tukitelan pulssinanturista "ja"-elementin 15 kautta, kun painetaan "START"-nappia 11, jos samanaikaisesti ei esiinny osoitusta rainan katkeamisesta (invertoitu sisäänmeno) ja jos pituudenmittauksen uudelleenkäynnistys voi tapahtua mahdollisen rainan katkeamisen jälkeen. Mitattua rainapituutta verrataan summaimessa 16 haluttuun, säädettyyn pituuteen. Ero-tusarvo, so. jäljellä olevan rullattavan materiaalirainan pituuden määrä, johdetaan osaksi diskriminaattoriin 17, joka silloin, kun määrätty pituus, joka on määrätty säätöyksiköl-lä 18, on jäljellä, luovuttaa signaalin hidastusta varten, sekä osittain diskriminaattoriin 19, joka silloin, kun määrätty säätöyksiköllä 20 määrätty pysäytyspituus on jäljellä, luovuttaa pysäytyssignaalin.

Tähän asti esitetty kuvion 2 osa vastaa tunnettua tekniikkaa ja toimii tyydyttävästi niin kauan, kun mitään rainan katkeamista ei ole tapahtunut.

Rainan katketessa pysäytetään pituuden mittaus välittömästi, koska "ja"-elementti 15 "0"-asetetaan invertoidun sisäänme-non kautta. Keksinnön mukaisesti rekisteröidään rullan kehä 7 71912 rainan katkeamisajankohtana. Tätä rekisteröintiä varten käytetään monokiikkua 21, "ja"-sisäänmenoilla varustettua bista-biilia kiikkua 22, "ja"-elementtiä 23 ja laskinta 24. Pulssin-anturi 5 tuottaa tässä suoritusmuodossa pulssin rullan kierrosta kohden. Rainan katketessa "l"-asetetaan kiikun 22 Q-ulostulo, kun pulssinanturi 5 luovuttaa ensimmäisen pulssin. Q-ulostulo luovuttaa aikaviivästyselementin 25 kautta "1":n "ja"-elementtiin R-sisäänmenoa varten vasta määrätyn ajan kuluttua. Q-ulostulossa oleva "1" tarkoittaa, että laskin 24 alkaa laskemaan "ja"-elementin 23 kautta pulsseja tukitelan pulssinanturista. Laskin 24 on ollut ennen rainan katkeamista nolla-asetettu R-sisäänmenossa olevan "l":sen takia. Pulssin laskeminen jatkuu, kunnes seuraava pulssi saadaan rullan pulssinanturista. Tänä ajankohtana tulevat sitten kaikki R-puo-lella olevat "ja"-sisäänmenot olemaan "l"-asetettuja, jolloin Q-ulostulo "0"-asetetaan ja pulssien laskeminen tukitelan pulssinanturista lakkaa. Laskimen 24 rekisteröity määrä pulsseja anturista 4 rullakierrosta kohden esittää määrätyn rullan kehän. Tämä arvo syötetään diskriminaattoreihin 26 ja 27 ja se muodostaa sen arvon (y) , jossa pituudenmittaus aloitetaan rainan katkeamisen jälkeen.

Rainan katketessa pysäytetään rullauskone, materiaali, joka on liian löyhästi kelattu, poistetaan ja rainaa jatketaan. Tämä saa aikaan sen, että rullan kehä on silloin, kun kone jälleen käynnistetään pienempi kuin silloin, kun raina katkeaa. Kuten on esitetty edellä keksinnön selityksessä, nyt tapahtuu uudelleenkäynnistyksen jälkeen rullan kehän jatkuva laskenta ja kun siitä on tullut yhtä suuri kuin kehä oli rainan katketessa, käynnistyy pituuden mittaus uudelleen automaattisesti.

Ne yksiköt, jotka huolehtivat tästä, käsittävät bistabiilin kiikun 28, jossa on *’ja"-sisäänmenot, aikaviivästyselementti 29, "ja"-elementit 30, 31, "tai"-elementit 32, 33, laskimet 34, 35 edellä mainittujen diskriminaattoreiden 26, 27 ja "tai"-elementin 36 lisäksi.

Kun kiikun 28 Q-ulostulo on "1"-asetettu, laskee ja rekisteröi laskin 34 "ja"-elementin 30 kautta rullan todellisen ke- 8 71912 hän. Arvo johdetaan diskriminaattorin 26 x-sisäänmenoon.. Jos x > y, so. todellisen kehän arvo on suurempi kuin y, so. kehän arvo rainan katketessa, käynnistetään pituuden mittaus "tai"-elementin 36 kautta. Tällöin "0"-asetetaan laskimet 24, 34 ja 35.

Jos x < y, jatkuu rullan kehän mittaus. Seuraavan pulssin yhteydessä pulssinanturista 5 "0”-asetetaan kiikun 28 Q-ulostulo ja Q-ulostulo "1"-asetetaan. Tämän rullakierroksen yhteydessä lasketaan ja rekisteröidään rullan kehä laskimella 35 "ja”-elementin 31 kautta samanaikaisesti, kun laskin 34 "0"-asetetaan "tai"-elementin 32 kautta. Näin laskettua rullan kehän arvoa verrataan diskriminaattorissa 27 rullan kehään rainan katkeamisajankohtana. Vertailun tulos saa aikaan saman vaikutuksen kuin diskriminaattorissa 26 tapahtuva vertailu.

Rullan kehä rekisteröidään siten laskimen 34 joka toisessa kierroksessa ja laskimen 35 tässä välissä olevassa kierroksessa. Kun laskin 34 on toiminnassa, laskin 35 on "(^-asetettu ja päinvastoin.

li

Claims

71912 Patenttivaatimus Laite rainan pituuden mittaamiseksi rainan katketessa rullattaessa rullauskoneessa ohutta materiaalia (9) rullaksi (3), johon laitteeseen kuuluu yksikkö (8) halutun rainapituuden säätämiseksi, pulssinanturi (4), joka on kytketty käyttötuki-rullaan (1), pulssinlaskin (14) pulssinanturin luovuttamien pulssien laskemiseksi, jolloin määrätty määrä pulsseja vastaa määrättyä rainapituutta, yksikkö (16) säädetyn ja mitatun rainapituuden vertaamiseksi, yksiköt hidastussignaalin RET (12) ja STOP-signaalin (13) luovuttamiseksi rullauskoneen käyttölaitteeseen sekä katkeamisen ilmaisin (6), tunnettu siitä, että pituuden mittaus on säädetty pysäytettäväksi silloin, kun raina katkeaa, samalla kun tukitelan pulssinanturin (4) ja rullan (3) pulssinanturin avulla järjestetään rullan mittaus, mikä arvo tallennetaan, että materiaalin jatkamisen ja rullauksen uudelleenkäynnistyksen jälkeen on rullan kehä järjestetty pulssinanturien avulla mitattavaksi jatkuvasti, jolloin todellista mitattua arvoa verrataan yhtäjaksoisesti tallennettuun, rainan katkeamishetkellä esiintyvään rullan kehän arvoon, ja että kun kasvavasta rullan kehästä tulee suurempi kuin tallennetusta arvosta, on materiaalin pituuden mittaus järjestetty käynnistettäväksi automaattisesti, rullan kehän jatkuva mittaus pysäytetään ja kaikki laskimet paitsi pituudenmittausyksikkö (14) nolla-asetetaan.