DE3231001A1 - Method for determining the thickness of the wedge of a material upstream of a pair of rollers - Google Patents
Method for determining the thickness of the wedge of a material upstream of a pair of rollersInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Feststellung der Dicke des Knets eines Werkstoffs vor einem Paar von Walzen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Feststellung der Dicke des Knets eines Werkstoffs vor einem Paar von Walzen, durch deren Spalt der Werkstoff hindurchbewegt wird, wobei der Knet längs wenigstens einer über seine Breite verlaufenden Linie beleuchtet und mit einer Diodenzeilenkamera abgetastet wird, die ein Videosignal erzeugt, aus dem die Knetdicke gewonnen wird.Method for determining the thickness of the kneading of a material a pair of rollers The invention relates to a method of detection the thickness of the kneading of a material in front of a pair of rollers, through their gap the material is moved through, the kneading along at least one over its A wide line is illuminated and scanned with a diode line camera which generates a video signal from which the kneading thickness is obtained.
PVC-Folien werden überwiegend auf Kalandern hergestellt.PVC foils are mainly produced on calenders.
Damit kann eine hohe Folienqualität erreicht werden. PVC-Brocken oder ein PUC-Strang werden dabei in den Spalt zwischen einem ersten Paar von Kalanderwalzen transportiert.A high film quality can thus be achieved. PVC chunks or a PUC strand will be in the gap between a first pair of calender rolls transported.
Die Walzen pressen das PVC zusammen. Dabei entsteht auf einer der Walzen ein Uberzug, das sogenannte Fell, das einem weiteren Walzenspalt zugeführt wird, der kleiner ist.The rollers compress the PVC. This creates on one of the Rolls a coating, the so-called skin, which is fed to a further nip becomes that is smaller.
Es können mehrere Kalanderwalzenpaare vorhanden sein, zwischen denen jeweils in Transportrichtung des Kunststoffs immer kleinere Walzenspalte vorgesehen sind.There can be several pairs of calender rolls between which In each case, smaller and smaller roller gaps are provided in the transport direction of the plastic are.
Ein Charakteristikum des Kalandrierverfahrens ist der Masseknet vor den Walzspalten.A characteristic of the calendering process is the mass kneading process the nips.
Neben der gleichmäßigen Dicke ist die Oberflächenbeschaffenheit ein wesentliches Qualitätsmerkmal kalandrierter Folie. Hierbei ist der Knet, der Schmelzüberschuß vor dem Walzspalt, eine wichtige Einflußgrbße.In addition to the uniform thickness, the surface texture is a essential quality feature of calendered film. Here is the knead, the excess melt in front of the roll gap, an important influencing variable.
Aus diesen Gründen wird ein möglichst kleiner, gleichmäßiger Knet gewünscht, dessen Schmelzenmenge in einem vernünftigen Zusammenhang zur Zeitkonstante des Gesamtsystems steht.For these reasons, the smallest possible, uniform kneading is used desired, its amount of melt in a reasonable relation to the time constant of the entire system.
Der Knet hat in den meisten Fällen die Form einer Zigarre und zeigt eine Rotationsbewegung, welche häufig von spiralförmigen Bewegungen der Oberfläche überlagert wird.In most cases, the dough is in the shape of a cigar and shows a rotational movement, which often consists of spiraling movements of the surface is superimposed.
Da durch den Knet direkt die Folienqualität beeinflußt wird, wird eine meßtechnische Erfassung der Knetgeometrie angestrebt, um beispielsweise einen zu großen Knetdurchmesser zu vermeiden, weil hierin das gespeicherte Material zu langsam ausgetauscht wird. Aufgrund der Friktion der Walzen treten außerdem im Knet Scherkräfte auf, welche in mechanische Energie umgesetzt werden. Daher zeigt der Knet eine höhere Temperatur als das auf der Walze aufliegende Fell.Since the kneading directly influences the film quality, is a metrological detection of the kneading geometry aimed at, for example, a To avoid too large kneading diameter, because the stored material is too large is slowly exchanged. Due to the friction of the rollers, the knead also occurs Shear forces, which are converted into mechanical energy. Therefore shows the Kneads at a higher temperature than the skin on the roller.
Die Knetgeometrie wird von vielen Faktoren beeinflußt. Es bestehen Abhängigkeiten beispielsweise vom Füllgrad der Materialzuführung, von den Walzspalten, vom Rollbending und von der Schrägverstellung, sowie von der Friktion.The kneading geometry is influenced by many factors. There are Dependencies, for example, on the degree of filling of the material feed, on the roll gaps, from roll bending and tilting, as well as from friction.
Zur berührungslosen Erfassung der Knetabmessungen kann die Triangulationsmethode verwendet werden. Bei dieser Methode wird ein Lichtfleck auf die Knetoberfläche projiziert, dessen Größe sich je nach Knetdurchmesser ändert. Es können jedoch nur farbige Knete vermessen werden, da nur dann die Lichtmarke auf der Oberfläche gut sichtbar ist.The triangulation method can be used for contactless recording of the kneading dimensions be used. With this method, a light spot appears on the kneading surface projected, the size of which changes depending on the kneading diameter. However, it can only colored plasticine can be measured, as only then will the light mark on the surface be good is visible.
Um Knete unabhängig von der Farbe messen zu können, bietet sich die Verwendung einer Zeilenkamera an. Der Knet wird dabei längs wenigstens einer Linie ausgeleuchtet, entlang der die Knetabmessungen erfaßt werden sollen. Die beleuchtete Stelle wird mit einer Diodenzeilenkamera beobachtet, die an eine Auswerteelektronik angeschlossen ist. Die Diodenzeilenkamera wird auf die Mitte des Knets ausgerichtet.The Using a line scan camera. The kneading is done along at least one line illuminated along which the kneading dimensions are to be recorded. The illuminated Place is observed with a diode line camera connected to evaluation electronics connected. The diode line camera is aimed at the center of the clay.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß die Dicke des Knets unabhängig von der Farbe des Knets und der Beleuchtungsstärke an der Knetoberfläche festgestellt werden kann.The invention is based on the object of a method of the above described type to the effect that the thickness of the kneading independently determined by the color of the kneading and the illuminance on the kneading surface can be.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Mit diesem Verfahren wird das Video signal auf Werte über und unter der Schwelle ausgewertet. Der Knetdicke entspricht die Breite des Videosignals in der Mitte zwischen den unterhalb der Schwelle liegenden Signalanteilen. Die anderen über der Schwelle liegenden Signale werden ausgeblendet. Das bei der Abtastung zwischen Knet und Walze auftretende Signalminimum des Videosignals ist tiefer als das bei der Abtastung zwischen Knet und Fell entstehende Signalminimum. Eine Ursache ist darin zu sehen, daß Knet und Fell die gleiche Farbe haben. Mit den im Patentanspruch 1 beschriebenen Maßnahmen wird der Einfluß von Störgrößen auf das Meßergebnis vermindert. Insbesondere wird die Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit aufgrund von Farb- und 9eleuchtungsstärkeeinflüssen vermieden, die eine Anderung der Breite zwischen den Minima des Videosignals hervorrufen können.This object is achieved by the measures described in claim 1 solved. With this method, the video signal is set to values above and below the Threshold evaluated. The kneading thickness corresponds to the width of the video signal in the Middle between the signal components lying below the threshold. The others Signals above the threshold are masked out. That when scanning between Knead and roller occurring signal minimum of the video signal is lower than that at The signal minimum resulting from the scanning between the clay and the skin. One cause is to see in the fact that clay and fur are the same color. With the claim 1, the influence of disturbances on the measurement result is reduced. In particular, the impairment of the measurement accuracy due to color and 9 Illuminance influences avoided, which would change the width between the Can cause minima of the video signal.
Dem Kalanderführer steht daher ständig ein Maß des Knetdurchmessers zur Verfügung. Durch entsprechende Maßnahmen kann die Knetdicke optimal eingestellt werden. Damit lassen sich die bei zu großer und zu kleiner Knetdicke auftretenden Nachteile vermeiden. Bei zu großen Knetdurchmessern wird das Material in der Kern zone nur langsam ausgetauscht, so daß durch die lange Verweilzeit die Schmelze thermisch geschädigt werden kann. AuBerdem können bei der Rotation eines großen Knetwulstes Luftblasen eingeschlossen werden. Um die thermische Belastung des Materials niedrig zu halten, ist daher eine kurze Verweilzeit im Knet erwünscht, d. h. kleine Knetdurchmesser. Ein zu kleiner Knet hingegen hat zum einen nur eine geringe Durchmischung der Schmelze zur Folge. Zum anderen birgt er die Gefahr des Abrisses in sich, da der Materialvorrat im Knet in vernünftigem Verhältnis zum Materialabfluß stehen muß.The calender operator therefore always has a measure of the kneading diameter to disposal. The kneading thickness can be optimally adjusted by taking appropriate measures will. This eliminates the problems that occur when the kneading thickness is too large or too small Avoid disadvantages. If the kneading diameter is too large, the material becomes in the core zone is exchanged only slowly, so that the melt thermally due to the long residence time can be harmed. In addition, when rotating a large kneading bead Air bubbles become trapped. To keep the thermal load on the material low a short dwell time in the knead is therefore desirable, i.e. H. small kneading diameter. On the other hand, too little kneading has on the one hand only little mixing of the melt result. On the other hand, it harbors the risk of demolition because of the material supply in the kneading must be in reasonable proportion to the material flow.
Der Materialvorrat im Knet muß der Zeitkonstante des Systems angepaßt sein.The material supply in the kneading must be adapted to the time constant of the system be.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die vorgebbare Schwelle während aufeinander folgender Abtastungen des Knets mit der Diodenzeilenkamera, ausgehend von einem niedrigen Schwellenwert, solange zu höheren Schwellenwerten hin verschoben wird, bis zwei beiderseits der Knetmitte liegende Signale festgestellt werden, die unterhalb der Schwelle liegen. Damit wird die Schwelle automatisch an den für das jeweilige Material günstigsten Wert angepaßt. Die Knetdicke kann auch noch in Fällen gemessen werden, bei denen das Maximum des Videosignales in der Knetmitte nicht groß ausgeprägt ist.In a preferred embodiment it is provided that the predeterminable Threshold during successive scans of the kneading with the diode line camera, starting from a low threshold, as long as to higher thresholds is shifted until two signals lying on both sides of the kneading center are detected that are below the threshold. This automatically increases the threshold adjusted to the most favorable value for the respective material. The kneading thickness can also can still be measured in cases where the maximum of the video signal is in the middle of the kneading is not very pronounced.
Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Verschiebung des Schwellenwerts für jede Knethälfte gesondert durchgeführt wird und daß das bei der Abtastung der jeweiligen Knethälfte bei Unterschreiten des Schwellenwerts auftretende Signal als die Dicke der Knethälfte ausgewertet wird.In another advantageous embodiment it is provided that the shift of the threshold value is carried out separately for each kneading half and that when the respective kneading half is scanned when the value falls below the threshold value occurring signal is evaluated as the thickness of the kneading half.
Mit den vorstehend erläuterten Maßnahmen wird die Auswirkung unterschiedlicher Signalminima bei der Abtastung der Übergangsstelle von Knet zu Walze und von Fell zu Knet auf das Meßergebnis beseitigt.With the measures explained above, the effect becomes more different Signal minima when scanning the transition point from knead to roller and from skin too putty on the measurement result eliminated.
Vorzugsweise werden die Videosignale mehrerer aufeinander folgender Abtastungen des Knets (8) einander überlagert, wobei das aus der Überlagerung erhaltene Signal mit der vorgebbaren Schwelle zur Erfassung der unterhalb der Schwelle liegenden Werte verglichen wird, die jeweils den Knetenden entsprechen.Preferably, the video signals are several consecutive Samples of the kneading (8) superimposed on each other, the obtained from the superposition Signal with the predeterminable threshold for detecting those below the threshold Values corresponding to the kneaders are compared.
Mit dieser Ausführungsform werden Schwierigkeiten beseitigt, die bei der Messung von Kneten auftreten, wenn der Werkstoff für Klarsichtfolien bestimmt ist. Es wurde festgestellt, daß beim Kalandrieren von Klarsichtfolien extrem glasige Knete auftreten. Das Licht der Beleuchtung dringt bei solchen Kneten in das Innere ein. Da der Knet rotiert, treten ständig wechselnde Verhältnisse in Bezug auf das zur Diodenzeilenkamera zurückgeworfene Licht auf. Dies führt dazu, daß nicht nur die Übergänge zwischen Knet und Fell sowie zwischen Knet und Walze Signalminima hervorrufen, die unterhalb der Schwelle liegen.With this embodiment difficulties are eliminated in the measurement of kneading occur when the material is intended for transparencies is. It has been found that the calendering of transparencies is extremely glassy Play dough. The light of the lighting penetrates into the interior with such kneading a. As the clay rotates occur constantly changing conditions in relation to the light reflected back to the diode line camera. This leads to, that not only the transitions between putty and skin and between putty and roller Cause signal minima that are below the threshold.
Die Minima an den Knetenden bleiben auf der durch mehrere Abtastungen vorgegebenen Zeitskala, die vorzugsweise mehrere Sekunden beträgt, an den gleichen Stellen, während sich die aufgrund von Störungen auftretenden Minima ausmitteln. Deshalb können die den Knetenden entsprechenden Minima leicht erkannt werden.The minima at the kneading ends remain on that due to several scans predetermined time scale, which is preferably several seconds, to the same Places, while the minima occurring due to disturbances are averaging. Therefore, the minima corresponding to the kneaders can be easily recognized.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben. Es zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung zum Kalandrieren von Folie im Schema, Fig. 2 eine Anordnung zur Messung der Knetdicke im Schema, Fig. 3 die Struktur eines von der Anordnung gemäß Fig. 2 bei der Knetdickenmessung für eine Reihe von Werkstoffen erzeugten Videosignals, Fig. 4 die Struktur eines von der Anordnung gemäß Fig. 2 bei der Knetdickenmessung mit anderen Werkstoffen erzeugten Videosignals, Fig. 5 eine Vorrichtung mit zwei, einen Knet zwischen zwei Kalanderwalzen überwachenden Diodenzeilenkameras.The invention is illustrated below with reference to a drawing Embodiment described in more detail, from which further features and advantages result. 1 shows a device for calendering film in the scheme, FIG. 2 shows an arrangement for measuring the kneading thickness in the scheme, FIG. 3 shows the structure of a of the arrangement according to FIG. 2 in the kneading thickness measurement for a number of materials 4 shows the structure of a video signal generated by the arrangement according to FIG video signal generated during the kneading thickness measurement with other materials, Fig. 5 a device with two monitoring kneading between two calender rolls Diode line cameras.
Eine Vorrichtung zum Kalandrieren von Folie enthält Kalandrierwalzen, von denen in Fig. 1 die Walzen 1, 2, 3 und 4 näher bezeichnet sind. Über ein Förderband 5 werden Kunststoffteile 6 in den Raum zwischen den beiden Walzen 1, 2 transportiert, deren Achsen in einer waagerechten Ebene angeordnet sind. Die Kunststoffteile 6 werden von den Walzen 1, 2 zusammengepreßt. Es bildet sich nach dem zwischen beiden Walzen herrschenden Spalt ein Belag 7 aus Kunststoff auf der Walze 2. Dieser Belag 7, der auch als "Fell" bezeichnet wird, gelangt zu einem Walzspalt, der zwischen den beiden Walzen 2 und 3 angeordnet ist. Dieser Walzspalt ist kleiner als der Spalt zwischen den Walzen 1 und 2.A device for calendering film contains calender rolls, of which in Fig. 1, the rollers 1, 2, 3 and 4 are designated in more detail. Via a conveyor belt 5 plastic parts 6 are transported into the space between the two rollers 1, 2, their axes in a horizontal plane are arranged. The plastic parts 6 are pressed together by the rollers 1, 2. It is formed after that between the two Rolls prevailing gap a covering 7 made of plastic on the roller 2. This covering 7, which is also referred to as "skin", comes to a roll gap between the two rollers 2 and 3 is arranged. This roll gap is smaller than the gap between rollers 1 and 2.
Deshalb entsteht vor dem Walzspalt ein Knet 8. Die Walze 3 transportiert den aus dem Walzspalt kommenden Belag zu einem weiteren Walzspalt zwischen den Walzen 3 und 4. Der Walzspalt zwischen den Walzen 3 und 4 ist kleiner als der Spalt zwischen den Walzen 2 und 3. Vor dem Spalt der Walzen 3 und 4 entsteht daher wiederum ein Knet 8. Der Masseknet 8 ist ein Charakteristikum des Kalandrierverfahrens.Therefore a kneading 8 occurs in front of the roll gap. The roll 3 is transported the covering coming from the roll gap to another roll gap between the rolls 3 and 4. The roll gap between rolls 3 and 4 is smaller than the gap between the rollers 2 and 3. In front of the gap between the rollers 3 and 4, there is again a Knead 8. The mass knead 8 is a characteristic of the calendering process.
Er hat in den meisten Fällen die Form einer Zigarre und zeigt eine Rotationsbewegung, welche häufig von spiralförmigen Bewegungen der Oberfläche überlagert wird.In most cases it is shaped like a cigar and shows one Rotational movement, which is often superimposed by spiral-shaped movements of the surface will.
Zur Messung des Masseknets 8 wird jeweils eine Diodenzeilenkamera 9 verwendet. Der Masseknet 8 wird von einer Lichtquelle 10, der eine Optik 11 vorgeschaltet ist, wenigstens längs einer Linie ausgeleuchtet, die sich in Richtung der Dicke des Masseknets 8 erstreckt. Die ausgeleuchtete Linie wird mit der Diodenzeilenkamera 9 beobachtet.To measure the putty 8, a diode line camera is used in each case 9 used. The kneading compound 8 is provided by a light source 10, which is preceded by an optical system 11 is illuminated at least along a line extending in the direction of the thickness of the mastic 8 extends. The illuminated line is made with the diode line camera 9 observed.
In Fig. 2 ist der Knet 8 zwischen den Walzen 2, 3 nochmals im einzelnen in werbindung mit der Anordnung zur Messung der KnetLicke dargestellt. Eine nicht näher bezeichnete Linie des Knets 8 wrd von der Kamera 9 über ein Objektiv 12 auf einer Photodiodenzeile 13 abgebildet. Die Diodenzeile 13 enthält vorzugsweise 256 Dioden mit jeweils einem Abstand von 25 pm. Das Auslesen der Photodiodenzeile 13 wird von einer in der Kamera 9 angeordneten Elektronik 14 gesteuert, der über einen Anschluß 15 Steuertakte zugeführt werden, die von einer über ein Kabel 16 mit der Kamera 9 verbundenen Auswerteschaltung 17 kommen. Die Photodiodenzeile 13 speist einen Videoverstärker 18, dem ein Komparator 19 nachgeschaltet ist, dessen zweiter Eingang über einen nicht näher bezeichneten Trigger an einen Anschluß 20 gelegt ist, der mit der Auswerteschaltung 17 verbunden ist. Der Ausgang des Komparators 19 steht über einen Anschluß 21 ebenfalls mit der Auswerteschaltung 17 in Verbindung. Das Ausgangssignal des Videoverstärkers 13 ist über einen weiteren Anschluß 22 abgreifbar, an den ein Sichtgerät 23 über das Kabel 16 angeschlossen ist. Der Anschluß 22 steht weiterhin mit der Auswerteschaltung 17 in Verbindung.In Fig. 2, the kneading 8 between the rollers 2, 3 is again in detail Shown in advertising connection with the arrangement for measuring the KnetLicke. One not The line of the kneading 8, designated in more detail, is shown by the camera 9 via an objective 12 a line of photodiodes 13 shown. The diode row 13 preferably contains 256 Diodes spaced 25 pm apart. Reading out the line of photodiodes 13 is controlled by an arranged in the camera 9 electronics 14, which via a Terminal 15 control clocks are supplied, which are fed by a cable 16 with the Camera 9 connected evaluation circuit 17 come. The line of photodiodes 13 feeds a video amplifier 18, the a comparator 19 is connected downstream is whose second input via an unspecified trigger to a Terminal 20 is connected, which is connected to evaluation circuit 17. The exit of the comparator 19 is also connected to the evaluation circuit via a connection 21 17 in connection. The output signal of the video amplifier 13 is via another Terminal 22 can be tapped, to which a viewing device 23 is connected via the cable 16 is. The connection 22 is also connected to the evaluation circuit 17.
Beim Abtasten des Knets 8 entsteht auf dem Schirm der nicht näher bezeichneten Oszillographenröhre des Sichtgerätes ein Videosignal der in Fig. 3 dargestellten Art. Dieses Videosignal 24 besteht aus einem mittleren Teil 25 mit hohen Signalwerten. Weiterhin enthält das Videosignal 24 zwei Minima 26, 27. Beiderseits der Minima 26, 27 zeigt das Videosignal 24 zwei Bereiche 28, 29 mit ansteigenden Signalwerten. Der maximale Signalpegel 30 des Videosignals 24 entsteht bei der Abtastung der Mitte 31 des Knets 8. Die Minima 27, 25 treten jeweils bei der Abtastung des Übergangs 32 zwischen dem Fell 33 auf der Walze 2 und dem Knet 8 sowie des Übergangs 34 zwischen dem Knet 8 und der Walze 3 auf.When the knead 8 is scanned, the not closer appears on the screen designated oscilloscope tube of the viewing device a video signal of the in Fig. 3 Type shown. This video signal 24 consists of a central part 25 with high signal values. The video signal 24 also contains two minima 26, 27 on both sides of the minima 26, 27, the video signal 24 shows two areas 28, 29 with increasing Signal values. The maximum signal level 30 of the video signal 24 arises during the scanning the middle 31 of the kneading 8. The minima 27, 25 each occur when the Transition 32 between the skin 33 on the roller 2 and the kneading 8 and the transition 34 between the kneading 8 and the roller 3.
Das Videosignal 24 wird durch eine über den Eingang 20 vorgegebene einstellbare Triggerschwelle 35 ausgewertet.The video signal 24 is given by a signal via the input 20 adjustable trigger threshold 35 evaluated.
Der Komparator 19 gibt daher ein binäres Datensignal 36 ab, das bei über der Schwelle 35 liegendem Videosignal 24 die eine binäre Wertigkeit, beispielsweise "1", und bei unter der Schwelle liegendem Video signal 24 die andere binäre Wertigkeit, beispielsweise 0, hat.The comparator 19 therefore emits a binary data signal 36, which at Video signal 24 lying above threshold 35 has a binary value, for example "1", and if the video signal 24 is below the threshold, the other binary value, for example 0, has.
13 wird auf die Mitte 31 des Knets 8 eingestellt. Die Mitte 37 des Datensignals 36 wird für die Bestimmung der Knetdicke ausgewertet, wobei die Knetdicke dem Abstand zwischen den Flanken 37 und 38 des Datensignals 36 entspricht. Dieser zeitliche Abstand wird anhand der mit einer bestimmten Abtastgeschwindigkeit durchlaufenen Linie an der Oberfläche des Knets 8 und anhand der geometrischen Anordnung zwischen Kamera 9 und Knet 8 in der Auswerteschaltung 17 berechnet.13 is set to the middle 31 of the kneading 8. The middle 37 of the Data signal 36 is evaluated for determining the kneading thickness, the kneading thickness corresponds to the distance between the edges 37 and 38 of the data signal 36. This The time interval is based on the traversed at a certain scanning speed Line on the surface of the modeling clay 8 and based on the geometric Arrangement between camera 9 and kneading 8 in the evaluation circuit 17 calculated.
Die Integrationszeit der Kamera 9 hängt von der Abtastgeschwindigkeit ab. Ein an einer ausgewählten Stelle des Knets 8, vorzugsweise an der Knetmitte 31, auftretender Wert des Videosignals 24 wird für eine zusätzliche Signalverarbeitung ausgewählt. Dieser Wert, bei dem es sich vorzugsweise um den Signalwert 30 handelt, wird auf einem gleichbleibenden Wert durch Beeinflussung der Integrationszeit gehalten. Die Integrationszeit wird so eingestellt, daß trotz unterschiedlicher Werkstoffe mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften und unterschiedlichen Beleuchtungsstärken der Signalwert 30 konstant bleibt. Damit wird die Messung der Knetdicke unabhängig von Beleuchtungsschwankungen und unterschiedlichen optischen Eigenschaften der kalandrierten Werkstoffe. Für die Regelung wird zweckmäßigerweise in der Auswerteschaltung 17 der Sollwert für den Signalwert 30 von dem vom Anschluß 22 abgegriffenen Istwert subtrahiert. Die Regelabweichung beaufschlagt einen Taktgeber 39, der die Steuertakte für die Kamera 9 erzeugt.The integration time of the camera 9 depends on the scanning speed away. One at a selected point of the kneading 8, preferably at the kneading center 31, the occurring value of the video signal 24 is used for additional signal processing selected. This value, which is preferably the signal value 30, is kept at a constant value by influencing the integration time. The integration time is set so that despite different materials with different reflection properties and different illuminance levels the signal value 30 remains constant. This makes the measurement of the kneading thickness independent of lighting fluctuations and different optical properties of the calendered Materials. For the regulation, it is expedient in the evaluation circuit 17 the setpoint value for the signal value 30 from the actual value tapped from the connection 22 subtracted. The control deviation is applied to a clock generator 39, which the control clocks generated for the camera 9.
Die vorgebbare Schwelle 35 wird während aufeinander folgender Abtastungen des Knets 8 zu Beginn der Messung verändert. Als Ursprungswert wird eine niedrige Schwelle vorgegeben. Von Abtastung zu Abtastung wird die Schwelle 35 um ein Stück erhält. Während der Abtastungen wird das Datensignal 36 daraufhin überwacht, ob jeweils die den Minima 26, 27 entsprechenden Werte auftreten. Ist dies nicht der Fall, wird jeweils eine neue Abtastung mit einer erhöhten Schwelle 35 durchgeführt. Werden die Minima 26, 27 festgestellt, dann kann die Schwelle 35 einmalig um noch einen Sicherheitszusatz vergrößert werden, bevor sie für die weiteren Abtastungen konstant gehalten wird. Die Erhöhung der Schwelle 35 erfolgt in der Auswerteschaltung 17. Damit läßt sich die Knetdickenmessung automatisch an die Gegebenheiten des jeweiligen Materials anpassen.The predeterminable threshold 35 is during successive scans of the kneading 8 changed at the beginning of the measurement. The initial value is a low one Predetermined threshold. From sample to sample, the threshold 35 increases a little receives. During the scans, the data signal 36 is monitored to determine whether the values corresponding to the minima 26, 27 occur in each case. Isn't this the one If so, a new sampling with an increased threshold 35 is carried out in each case. If the minima 26, 27 are established, then the threshold 35 can be increased once a safety addition must be increased before they are used for further scans is kept constant. The threshold 35 is increased in the evaluation circuit 17. So that the kneading thickness measurement can be adjusted automatically to the circumstances adapt to the respective material.
Die vorstehend erläuterte Methode wird zweckmäßigerweise dahingehend abgewandelt, daß sie in zwei Abschnitten ausgeführt wird. Im ersten Abschnitt wird nur der Bereich auf einer Seite der Knetmitte 31 abgetastet bzw. ausgewertet.The method explained above is expedient to that effect modified so that it is carried out in two sections. The first section will only the area on one side of the kneading center 31 is scanned or evaluated.
Hierfür gibt es zwei Möglichkeiten. Die erste besteht darin, daß nur diejenigen Dioden der Photodiodenzeile 13, die der Seite bis zur Knetmitte 31 entsprechen, auf den Videoverstärker 18 durchgeschaltet werden. Diese Dioden werden demnach in aufeinander folgenden Abtastzyklen ausgelesen, wobei von Abtastzyklus zu Abtastzyklus der Schwellenwert 35 erhöht und geprüft wird, ob ein Minimum, d. h. ein Signal unterhalb der vorgegebenen Schwelle vorhanden ist. Der erste Bereich liegt beispielsweise rechts von dem Maximalwert 30. Dann wird durch diesen Verfahrensschritt die Lage des Minimums 27 ermittelt, das dem Übergang vom Knet B zum Fell 33 entspricht. In einer anderen Möglichkeit wird das Minimum bestimmt, indem die Schwelle vom maximalen Wert in der Mitte schrittweise gesenkt wird. Wenn das Minimum 27 festgestellt wird, dann wird die hierzu eingestellte Schwelle 35 um einen Sicherheitszuschlag erhöht und für die weiteren Abtastungen konstant gehalten. Der gleiche Vorgang wird für den Bereich links vom Signalwert 30 wiederholt.There are two ways to do this. The first is that only those diodes of the photodiode row 13 that correspond to the side up to the kneading center 31, be switched through to the video amplifier 18. These diodes are therefore in read out consecutive sampling cycles, from sampling cycle to sampling cycle the threshold value 35 is increased and it is checked whether a minimum, i. H. a signal below the specified threshold is present. The first area is, for example to the right of the maximum value 30. This method step then results in the position of the minimum 27 is determined, which corresponds to the transition from kneading B to skin 33. In Another possibility is to determine the minimum by setting the threshold from the maximum The value in the middle is gradually decreased. If the minimum 27 is found, then the threshold 35 set for this purpose is increased by a safety margin and kept constant for the further scans. The same process is used for repeats the area to the left of signal value 30.
Der in diesem Bereich für das Minimum 26 ermittelte Schwellenwert 35 wird nach Erhöhung um einen Sicherheitszuschlag ebenfalls abgespeichert und für die weiteren Abtastungen ausgenutzt. Mit dieser Maßnahme wird der Einfluß unterschiedlich großer Minima 26, 27 auf das Meßergebnis beseitigt. Die Unterschiede in den Minima 26, 27 ergeben sich durch die verschiedenen Verhältnisse an den Übergängen zwischen Walze 3 und Knet 8 sowie zwischen Fell 33 und Knet 8.The threshold value determined in this area for the minimum 26 35 is also saved after increasing by a safety margin and for the further scans are used. With this measure, the influence becomes different large minima 26, 27 on the measurement result eliminated. The differences in the minima 26, 27 result from the different relationships at the transitions between Roller 3 and kneading 8 as well as between skin 33 and kneading 8.
Die vorher erwähnte andere Möglichkeit besteht darin, den gesamten Bereich abzutasten, aber zuerst nur die eine Hälfte des Datensignals 36 und dann die andere Hälfte auf das Auftreten des jeweiligen Minimums 26, 27 zu untersuchen.The other option mentioned earlier is to use the entire Area to be scanned, but first only one half of the data signal 36 and then to examine the other half for the occurrence of the respective minimum 26, 27.
8eim Kalandrieren von Klarsichtfolie kann ein extrem glasiger Knet 8 auftreten. In diesen Knet tritt das von der Lichtquelle 10 erzeugte Licht ein und wird dort von zufälligen Strukturen, die durch Wirbelbildung blasig erscheinen, zurückgeworfen. Bei der Abtastung eines solchen Knets ergibt sich ein Videosignal der in Fig. 4 gezeigten Art, das eine starke Strukturierung aufweist. Dieses Videosignal 40 hat nicht nur Minima an den Übergängen zwischen Knet 8 und Walze 3 bzw. zwischen Knet 8 und Fell 33, sondern auch weitere Minima, die unterhalb der Triggerschwelle 41 liegen. Den Übergängen zwischen Knet 8 und Walze 3 bzw. zwischen Knet 8 und Fell 33 entsprechen die Minima 42, 43. Die weiteren Minima 44, 45 ergeben sich durch die besonderen Verhältnisse der Werkstoffe für Klarsichtfolien.When calendering cling film, extremely glassy kneading can occur 8 occur. The light generated by the light source 10 enters this kneading material and is there by random structures that appear vesicular due to the formation of eddies, thrown back. When such a clay is scanned, a video signal is produced of the type shown in Fig. 4, which has a strong structure. This video signal 40 not only has minima at the transitions between kneading 8 and roller 3 or between Knead 8 and Fell 33, but also further minima that are below the trigger threshold 41 lying. The transitions between kneading 8 and roller 3 or between kneading 8 and skin 33 correspond to the minima 42, 43. The further minima 44, 45 result from the special proportions of the materials used for transparent foils.
Das Datensignal am Ausgang des Komparators 19 zeigt durch Signaländerungen 46, 47 die Minima 42, 43 und durch Signaländerungen 48, 49 weitere Minima an. Die Minima 44, 45 verfälschen die Messung, wenn keine eindeutige Zuordnung zwischen dem jeweiligen Minimum und dem Ende des Knets 8 feststellbar ist.The data signal at the output of the comparator 19 shows changes in the signal 46, 47 the minima 42, 43 and by signal changes 48, 49 further minima. the Minima 44, 45 falsify the measurement if there is no clear assignment between the respective minimum and the end of the kneading 8 can be determined.
Bei Kneten, die Videosignale nach Art der Fig. 4 hervorrufen, werden die bei mehreren aufeinander folgenden Abtastungen entstehenden Videosignale einander überlagert.When kneading, which produce video signals in the manner of FIG. 4, are the video signals resulting from several successive scans are mutually exclusive superimposed.
Zweckmäßigerweise erstrecken sich die Abtastungen über mehrere Sekunden. Das Ergebnis der Überlagerung stellt den Mittelwert des Videosignals in dem vorstehend erwähnten Abtastzeitraum dar. Dieser Mittelwert des Videosignals wird mit den vorher erläuterten Signalschwellen geprüft.The scans expediently extend over several seconds. The result of the superposition represents the mean value of the video signal in the above mentioned sampling period. This mean value of the video signal is with the previously explained signal thresholds checked.
Dabei entsprechen die ersten von der Knetmitte ab unterhalb den jeweiligen Schwellenwerten liegenden Minima den Knetenden 32, 34.The first correspond from the kneading center below the respective Threshold values lying minima of the kneading ends 32, 34.
Da wegen der Rotation des Knets 8 Einbrüche, wie sie mit 44, 45 bezeichnet sind, nur kurzzeitig vorhanden sind, während die Minima 42, 43 ständig auftreten, können diese erfaßt und für die Knetdickenbestimmung ausgewertet werden.Because of the rotation of the kneading 8 notches, as denoted by 44, 45 are present only for a short time, while the minima 42, 43 occur constantly, these can be recorded and evaluated for the determination of the kneading thickness.
Mit den vorher erwähnten Maßnahmen werden die Video signale 24, 40 durch den Komparator 19 analog verarbeitet. Es ist zweckmäßig, den Verlauf der Videosignale 24, 40 in digitale Daten umzuwandeln. Die Videosignale 24, 40 werden dabei abgetastet und die Abtastwerte werden in quantisierter Form, beispielsweise mit einer Datenbreite von 8 bit, in einen Kurzzeitspeicher eingegeben. Eine Anzahl von Daten für jeweils mehrere aufeinander folgende Knetabtastungen werden für die verschiedenen Abtastpunkte aufaddiert. Damit werden die sich ändernden Minima ausgemittelt. Die so erhaltene Kurvenform wird nun auf Minima hin unter Vorgabe einer Schwelle untersucht. Diese Minima entsprechen dann den Knetenden. Der Abstand der Minima von der Knetmitte 31 läßt sich in der Zahl der Dioden bis zur Mitte der Photodiodenzeile 13 angeben. Mit einem vom geometrischen Aufbau des MeBsystems abhängigen Umrechnungsfaktor kann daraus die Knetdicke in absoluten Einheiten bestimmt werden. Außerdem kann die Knetdicke auf bestimmte Min/Max-Werte überwacht werden, bei deren Unter-, bzw. Überschreiten ein Alarm ausgelöst wird.With the aforementioned measures, the video signals 24, 40 processed analogously by the comparator 19. It is useful to track the video signals 24, 40 to convert into digital data. The video signals 24, 40 are scanned in the process and the samples are in quantized form, for example with a data width of 8 bits, entered into a short-term memory. A number of dates for each several consecutive kneading scans are made for the different scanning points added up. The changing minima are thus averaged out. The thus obtained The shape of the curve is now examined for minima by specifying a threshold. These Minima then correspond to the kneading ends. The distance between the minima and the center of the kneading 31 can be specified in the number of diodes up to the middle of the photodiode line 13. With a conversion factor that depends on the geometric structure of the measuring system, from this the kneading thickness can be determined in absolute units. In addition, the kneading thickness are monitored for certain min / max values, if they are below or exceeded an alarm is triggered.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung werden zwei Diodenzeilenkameras 50, 51 für die Beobachtung eines Knets 8 zwischen zwei Walzen 52, 53 verwendet. Der Knet 8 wird an zwei beiderseits der Knetmitte liegenden Stellen 54, 55 mittels Lichtquellen 56, 57 ausgeleuchtet.Die optischen Systeme der Lichtquellen 56, 57 und der Diodenzeilenkameras 50, 51 sind in Bezug auf die Walzen 52, 53 und den Knet 8 in der gleichen Höhenlage angeordnet. Vorzugsweise entspricht die Höhenlage derjenioen des Knets 8.In the arrangement shown in FIG. 5, two diode line cameras are used 50, 51 used for observing a kneading 8 between two rollers 52, 53. The kneading 8 is located at two points 54, 55 on both sides of the kneading center Light sources 56, 57 illuminated. The optical systems of the light sources 56, 57 and the diode line cameras 50, 51 are related to the rollers 52, 53 and the knead 8 arranged at the same altitude. The altitude preferably corresponds to the ones of modeling clay 8.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, weist der Knet 8 in etwa die Form einer Zigarre auf. Die Videosignale der beiden Diodenzeilenkameras 50, 51 werden nicht nur für die Bestimmung der Knetdicke an der jeweiligen Stelle ausgewertet, sondern auch miteinander verglichen.As can be seen from Fig. 5, the kneading 8 has approximately the shape of a Cigar on. The video signals of the two diode line cameras 50, 51 are not only evaluated for determining the kneading thickness at the respective point, but also compared with each other.
Der Vergleich findet mit einem Bezugswert statt, der durch Erfahrungswerte ermittelt wird, die bei zu starken Kneten auftreten. Werden die Bezugswerte überschritten, dann ist dies ein Anzeichen dafür, daß der Knet über die Ränder der Walzen 52, 53 hinauslaufen kann. Es kann daher eine solche Störung aus den Video signalen erkannt und gemeldet werden.The comparison takes place with a reference value that is determined by empirical values is determined, which occur with excessive kneading. If the reference values are exceeded, then this is an indication that the kneading is over the edges of the rollers 52, 53 can run out. Such a disturbance can therefore be detected from the video signals and be reported.
Es ist auch möglich, die an den beiden abgetasteten Stellen ermittelten Knetdicken voneinander zu subtrahieren. Übersteigt die Differenz einen vorgebbaren Schwellenwert, dann zeigt dies eine unzulässige Unsymmetrie des Knets 8 an.It is also possible to use those determined at the two scanned locations Subtract kneading thicknesses from each other. If the difference exceeds a specifiable one Threshold value, then this indicates an impermissible asymmetry of the kneading 8.
Vorzugsweise beim letzten Walzspalt kann sich ein in der Mitte verjüngter Knet ausbilden. Deshalb wird hier der Knet durch je eine die Knetmitte und eine den Knet nahe am Walzenrand abtastende Diodenzeilenkamera überwacht.Preferably at the last roll gap a tapered one in the middle Training clay. Therefore, here the kneading becomes the kneading center and one The diode line camera scans the dough close to the edge of the roller.
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|---|---|---|---|
| DE19823231001 DE3231001A1 (en) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | Method for determining the thickness of the wedge of a material upstream of a pair of rollers |
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| DE3231001A1 true DE3231001A1 (en) | 1984-03-15 |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3231001A1 (en) |
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