FI94552C - Laitteisto paperirullan muotovirheiden mittaamiseksi - Google Patents

Description

94552

LAITTEISTO PAPERIRULLAN MUOTOVIRHEIDEN MITTAAMISEKSI

Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen laitteisto paperirullan muotovirheiden mittaa- 5 miseksi.

Paperikoneen pituusleikkurilta tulevien paperirullien liikuttaminen ja muu käsittely aiheuttaa soikeutumia ja muita muotovirheitä, jolloin asiakkaalle saapuva paperirulla ei 10 enää ole yhtä pyöreä kuin se oli pituusleikkurilta lähtiessään. Erityisesti sanomalehtipaperi on herkkä soikeutumaan. Tästä syystä on usein tarpeellista mitata paperirullien muotovirheet.

15 Muotovirheitä voidaan mitata ko. tarkoitukseen soveltuvilla mittauslaitteilla. Esimerkiksi Radivarius-nimellä myytävä laite mittaa paperirullan pyöreyttä piirtämällä papaperirul-lan pyöreysprofiilin 0 - 160 mm etäisyydeltä paperirullan päädystä. Mittausta varten rullista leikataan päätylappuun 20 reikä hylsyn kohdalle ja asennetaan mittauslaite tapin paikalle. Mittauslaitteessa on keskelle akseloitu mitta-varsi, joka kulkee pitkin rullan kehää. Rullan keskellä on piirtolaite, joka mitavarren kulkiessa pitkin kehää samanai-kasesti piirtää rullan kehää paperille (pienemmässä mitta-25 kaavassa). Kuvasta voidaan sitten määrittää rullan pyöreys.

Ko. mittauslaite mittaa myös rullan epäkeskeisyyden. Epäkohtana ko. laitteessa on se, että rullaa ei voi mitata kovin pitkältä päädystä, jolloin ei saada kuvaa rullan soikeudesta koko rullan pituudelta. Lisäksi ko. laitetta käytettäessä on 30 pakatussa rullassa aina rikottava päätylappu hylsyn kohdalta.

’ j « , · • · * Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettujen mittauslaitteiden epäkohdat ja saada aikaan elektroninen, 35 nykyisiä laitteita parempi mittauslaitteisto paperirullan muotovirheiden mittaamiseksi. Keksinnön mukaisessa mittauslaitteistossa on paperirullan kehälle tarttuvat tartuntavar-ret, joilla laitteisto voidaan kiinnittää paperirullaan. Sen 2 94552 lisäksi laitteistoon kuuluu etäisyysanturilla varustettu mittausyksikkö, joka kiertää ympyrää paperirullan kehän ulkopuolella eri korkeuksilla ja mittaa kosketuksettomasti mittausyksikön etäisyyttä rullan kehältä. Ko. mittausyksikkö 5 on kiinnitetty pystysuuntaisen kiinnitysvarteen, joka vuorostaan on kiinnitetty korkeudeltaan säädettävästi vaakasuuntaiseen kiinnitysvarteen, joka on akseloitu laitteiston rullan päädyn keskellä olevaan runkoon. Mittauslaitteen asemaa rullan kehällä mitataan rungon päällä olevalla asema-10 anturilla. Mittausyksikkö voidaan kytkeä mittaustiedon käsittelyjärjestelmään, kuten PC:hen, josta mittaustulokset voidaan tulostaa. Mittauslaitteisto voidaan tartuntavarsien sijasta kiinnittää paperirullaan keskellä olevan tapin avulla. Yksityiskohtaisesti keksinnölle tunnusomaiset piir-15 teet on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisella laitteistolla voidaan mitata kehän soikeus erittäin tarkasti, ja koko rullan korkeudelta. Kun etäisyysmittaus tapahtuu elektronisesti ja kosketuksettomas-20 ti esim. ultraäänianturin avulla, on mittausyksikkö kulumaton, tarkka ja yksinkertainen mekaaniselta rakenteeltaan. Kun laitteiston kiinnitys tapahtuu joko tartuntavarsien tai keskitapin avulla, saadaan mittauksessa eroteltua kehän soikeudesta ja rullan epäkeskeisyydestä johtuvat tekijät.

25 - Kiinnitettäessä laitteisto tartuntavarsien avulla ei pakatun rullan pakkausta tarvitse lainkaan rikkoa.

Lisäksi laitteistoa ei tartuntavarsia käytettäesssä tarvitse keskittää mekaanisesti tarkasti rullan keskelle, vaan kes-30 kittäminen tapahtuu mittausyksikön avulla ohjelmallisesti.

Itse mittaus samoin kuin mittaustulosten käsittely tapahtuu erittäin nopeasti, ja tulokset on mahdollista tulostaa halutussa muodossa esimerkiksi graafisesti.

35 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viitaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 3 94552

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitteistoa.

Kuvio 2 esittää tartunta- ja kiinnitysvarsien liittymistä runkoon.

5

Kuvio 3 esittää mittaustulosten graafista esitystä.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen laitteisto paperirullan muotovirheiden mittaamiseksi. Laitteistossa on pape-10 rirullan 1, joka on pystyssä alustalla 2, yläpäätyyn keskelle kiinnitettävä pyöreä runko 3. Runkoon on kiinnitetty kolme teleskooppimaista, kahdesta osasta 4a ja 4b sekä kiristysosasta 4c muodostuvaa tartuntavartta määrävälein (180°), joiden päässä on paperirullan kehän yläreunaan 15 kiristettävät tartuntaleuat 5 (kuv. 2). Rungon 3 yläreunaan kiinnitetylle pystyakselille 6 on kääntyvästi akseloitu kiinnitysosan 7 avulla mittausyksikön 8 vaakasuuntainen tukivarsi 9, jossa on kiinnitysosan 7 tappeja 10 vastaavat reiät pituussäätöä varten, jolloin mittausyksikön 8 etäi-20 syyttä paperirullan 1 sivulta voidaan säätää. Vaakasuuntaisen kiinnitysvarren 9 päässä olevaan toiseen kiinnitysosaan 12 on puolestaan kiinnitetty kiristysosien 13 avulla korkeudeltaan säädettävästi pystysuuntainen kiinnitystanko 14, jonka alapäähän mittausyksikkö 8 on sijoitettu. Mittauksen 25 - aikana mittausyksikköä 8 pyöritetään manuaalisesti rullan 1 ympäri.

Rungon akselin 6 yläpäähän on sijoitettu mittausyksikön 8 asemaa rullan kehällä mittaava pulssianturi 15. Etäisyyttä 30 paperirullan 1 pinnasta mitataan mittausyksikön 8 alapäässä ,· olevalla ultraäänianturilla 16.

Mittausyksikön 8 ja pulssianturin 15 teholähteenä on pulssianturin 15 päällä oleva akku 17. Mittausyksikössä on 35 mikroprosesssoripohjäinen elektroniikkayksikkö mittauksien lukua ja tallennusta varten. Lisäksi siinä on tarvittavat käyttölaitteet 18 (painikkeet, merkkivalot, esim. LED) 1 94552 mittauksen suorittamiseksi. Lisäksi laitteistossa on tarvittavat kaapelit 19 pulssianturin 15 ja akun 17 liittämiseksi mittausyksikköön 8 sekä mittausyksikön 8 liittämiseksi tarvittaessa mittaustietojen käsittelyä ja tulostusta hoita-5 vaan mikrotietokoneeseen 20, johon edelleen voidaan kytkeä tarvittava piirturi ym. tulostusta varten.

Mikrotietokoneessa 20 toimiva ohjelmisto koostuu käyttöliittymästä, tiedonsiirto-ohjelmasta, mittaustietojen käsittely-10 algoritmeista ja mittaustietojen grafiikkaohjelmista. Mittaustietojen käsittelyalgoritmit perustuvat sinänsä tunnettuihin algoritmeihin.

Runko 3 voidaan kiinnittää rullaan 1 myös (vaihtoehtona 15 tartuntavarsille 4a - 4c) rullan 1 keskellä olevaan hylsyyn 21 työnnettävällä tapilla 22.

Kiinnitettäessä mittauslaitteisto tartuntavarsien 4a - 4c avulla algoritmin periaatteena on sovittaa mittauksiin 20 paperirullan 1 mallina toimiva sylinteripinta siten, että tämän mallin perusteella laskettavat anturien etäisyydet pinnasta poikkeavat manhdollisimman vähän anturien mitatuista etäisyyksistä todellisen rullan 1 pinnalta. Laskennassa voidaan käyttää kahta koordinaatistoa: toinen on mittaus-25 laitteistoon kiinnitetty koordinaatisto ja toinen rullan 1 malliin kiinnitetty koordinaatisto. Rullan mallin ja mittauslaitteiston koordinaatistojen välinen paikka- ja asen-tosuhde voidaan ilmaista esim. sisänsä tunnetulla tavalla rotaatiomatriisin ja translaation avulla, jolloin anturin 30 paikat rullan mallin koordinaatistossa saadaan laskettua, ja edelleen saadaan laskettua ja tulostettua poikkeamat ympyrä-muodosta. Jos taas käytetään tappia 22 kiinnityksessä, poikkeamat ympyrämuodosta lasketaan algoritmilla, jossa rullan mallin koordinaatisto on aina samassa asennossa ja 35 paikassa kuin mittauslaitteen koordinaatisto.

5 94552

Mittaus suoritetaan rullan eri poikkileukkaustasoissa (säätämällä mittausyksikön 8 korkeutta) seuraavasti: 1. Rungon 3 kiinnitys paperirullaan 1.

5 2. Mittauskohdan määrittely esimerkiksi elektroniikkayksik-köön kuuluvien potentiometrien avulla. Annettavat parametrit voivat olla esim. etäisyysanturin 16 asema radiaalisuunnassa ja sema rullan 1 pituussuunnassa.

10 3. Mittauksen aloitus käyttölaitteissa 18 olevalla "aloita mittaus"-painikkeella/ jolloin painikkeen merkkivalo aloittaa vilkutuksen.

15 4. Mittauslaitteen pyörittäminen, kunnes nollapiste löytyy.

Merkkivalon yhtäjaksoinen palaminen ilmaisee referenssipis-teenä käytettävän nollapisteen löytymisen.

5. Mittauksen suorittaminen pyörittämällä mittausyksikköä 8 20 paperirullan 1 ympäri. Merkkivalo sammuu ja mittaustiedot talletetaan, kun nollapiste ylitetään seuraavan kerran. Mikäli mittausyksikköä 8 pyöritetään liian nopeasti, mittaus hylätään ja käyttäjälle ilmoitetaan tapahtumasta merkkivalon vilkutulsella. Mittaus on aloitettava alusta uudelleen.

25 · 6. Onnistuneen mittauksen jälkeen siirrytään seuraavalle mittaustasolle.

7. Kun rullan 1 mittaus on suoritettu, mittausyksikkö 8 30 kytketään mikrotietokoneeseen 20 ja aloitetaan mittaustieto- : jen purku painamalla tiedonsiirto-painiketta. Ko. painikkeen merkkivalo ilmaisee tiedonsiirtoyhteyden tilan, ennen tiedonsiirron käynnistymistä mikrotietokoneen ohjelam pyytää käyttäjää määrittelemään tiedoston, mihin mittaukset talle-35 tetaan mittaustasoittain peräkkäin.

6 94552 8. Mittausten käsittelyalgoritmille määritellään tiedosto, mistä mittaukset luetaan, sekä tulostiedosto, johon algoritmin tuottamat poikkeamtiedot talletetaan. Käsittelyalgoritmi valitaan mittauslaitteiston kiinnitystavan mukaan.

5 9. Käyttäjän valitsema tulostiedosto (= algoritmin tuottama poikkeamatiedosto) esitetään mikrotietokoneen näytöllä graafisena kuvana. Se voidaan tallentaa käyttäjän valitsemaan tiedostoon ja tulostaa esim. piirturilla. Kuviossa 3 on 10 esitetty esimerkki tällaisesta tulostuksesta, jossa pystyakselilla on esitetty mittausyksikön 8 korkeus [m] ja poikkeama [mm] ja vaaka-akselilla asema [aste].

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellu-15 tusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan ne voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä ultraäänianturin asemesta voidaan käyttää myös muuta kosketuksetonta etäisyy-denmittausanturia, esim. laser-anturia.

ii : - ta t mu i,( 4-M · · i

Claims (4)

7 94552

1. Laitteisto paperirullan (1) muotovirheiden mittaamiseksi, johon laitteistoon kuuluu 5 paperirullan (1) päätyyn sijoitettava runko (3), tunnettu siitä, laitteistossa edelleen on: 10 runkoon (3) liitetyt, paperirullan (1) kehälle tarttuvat tartuntavarret (4a,4b), joilla runko (3) on kiinnitettävissä paperirullaan (1), paperirullan (1) sivulla liikutettava, etäisyyttä rullan (1) 15 sivusta kosketuksettomasti mittaavalla etäisyysanturilla (16) varustettu mittausyksikkö (8) , joka on kiinnitetty kiinnitysvarsiyksikön (9,14) avulla runkoon korkeudeltaan säädettävästi, ja joka on akseloitu runkoon (1) sen suhteen kehämäistä rataa liikkuvasti, 20 mittausyksikön (8) asemaa kehämäisellä radalla mittaava kulma-anturi (15), ja sinänsä tunnettu, mittausyksikköön liitettävissä oleva, 25 anturin mittaustuloksia käsittelevä ja tulostava tietojenkä sittely-yksikkö (20) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tartuntavarret (4a,4b) ovat pituudeltaan säädet- 30 täviä, ja että niiden päässä on paperirullaan kiinnitettävät .· kiinnityspäät (5) .

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kiinnitysvarsiyksikössä on pituudeltaan säädet- 35 tävä vaakasuora varsi (9), jolloin mittausyksikön (8) etäisyyttä paperirullan (1) sivulta voidaan säätää. • 94552

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rungossa (l) on rullan (1) keskellä olevaan hylsyyn (22) sovitettava kiinnityselin (22), jolla runko (1) voidaan vaihtoehtoisesti kiinnittää rullaan (1) , ja että 5 tietojenkäsittely-yksikössä (20) on kaksi, kullekin kiini-tystavalle tarkoitettua algoritmia mittaustulosten käsittelemiseksi . m · 9 94552