DE4219670C1 - Paper strip cutter with adjustable positioning system - moves knife slides along rail past first pre-positioned sensor, then travels on to second pre-positioned sensor, thus being accurately positioned - Google Patents

Abstract

The position of the cutting tool in one of the slides is determined by passing over a sensor with a predetermined position fed in. This slide then travels to the position of an adjacent and pre-positioned second sensor. The adjacent second knife slide then travels to the now known position of the second sensor, and is thereby accurately positioned. The above operations are then repeated, until all sensors and knife slides have performed their functions. ADVANTAGE - Requires only moderate amount of software and can be installed in existing equipment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Verfahrensanspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 3.The invention relates to a method according to the Method claim 1 and a device according to the Preamble of claim 3.

Eine solche Vorrichtung ist aus DE 41 06 069 bekannt.Such a device is known from DE 41 06 069.

Die Beanspruchung von Schneidvorrichtungen bei sehr hohen Geschwindigkeiten von bis zu 3000 m/min ist ganz erheblich. Aus diesem Grunde entsteht ein sehr hoher Verschleiß, der ein häufiges Nachschleifen der Schneidvorrichtung bedingt, wodurch Ungenauigkeiten in der exakten Position der Schneidkanten der Schneidvorrichtung entstehen.The stress of cutting devices at very high Speeds of up to 3000 m / min is quite considerably. For this reason, a very high one arises Wear, which is a frequent regrinding of the Cutting device conditional, whereby inaccuracies in the exact position of the cutting edges of the Cutting device arise.

Wenn sich die Positionierung darauf beschränkt, die Schlitten an eine bestimmte Stelle zu bringen und sich durch das Abschleifen die Lage der Schneidkante gegenüber dem Schlitten verändert hat, geht diese Verlagerung in die Breite der erzeugten Teilbahnen ein und erzeugt Abweichungen um entsprechende Beträge von ihrem Sollmaß. In vielen Fällen ist dies nicht zulässig.If the positioning is limited to the To bring sled to a certain place and yourself by grinding the position of the cutting edge opposite changed the sled, this shift goes into the width of the partial webs generated and generated Deviations by corresponding amounts from their target size. In many cases, this is not permitted.

Es ist bekannt die Veränderung der Lage der Schneidkanten durch Abschleifen mit Hilfe von Beilagscheiben auszugleichen. Dieses Verfahren ist zeitaufwendig und fehlerträchtig, weil die benötigten Beilagen durch, an jedem Messerpaar vorzunehmende, Messungen ermittelt werden müssen, wobei durch Toleranzen bedingte Fehler verbleiben.The change in the position of the cutting edges is known by grinding with the help of washers balance. This process is time consuming and error prone, because the required inserts through measurements to be taken for each pair of knives must be, errors due to tolerances remain.

• 1) Der Grundgedanke den Verschleiß der Kreismesser bei der Steuerung zu berücksichtigen, geht für sich genommen aus der Offenlegungsschrift DE 31 44 714 hervor. Es handelt sich hierbei um eine Vorrichtung, in der jeder Schlitten einen eigenen Verschiebeantriebsmotor aufweist. Jedem Schlitten sind Verschleißelektroden zugeordnet, die der Steuerung elektrische Signale zur Nachstellung des betreffenden Schlittens zum Ausgleich des Messerverschleißes zuführen. Wie dies im einzelnen bewerkstelligt werden soll und wie insbesondere eine entsprechende Maßnahme an einer gattungsgemäßen Längsschneidvorrichtung verwirklicht werden soll, geht aus dieser Schrift nicht hervor.1) The basic idea of wear of the circular knife Taking the control into account is self-explanatory taken from the published patent application DE 31 44 714 forth. It is a device in which each sled has its own Has displacement drive motor. Every sledge wear electrodes are assigned to the Control electrical signals to adjust the concerned slide to compensate for the Feed knife wear. Like this in detail to be accomplished and how in particular one appropriate measure on a generic Slitting device to be realized, does not appear from this document.
• 2) Gemäß der Patentschrift DE 34 17 042 weist jeder Messerschlitten eine feste (schlittenfeste) Marke auf, die - in Verfahrrichtung des Schlittens gemessen - einen bestimmten Abstand zur Schneidkante des Untermessers aufweist. Wird ein Untermesser nachgeschliffen und wieder auf dem Schlitten montiert, so wird der Schlitten an einem ortsfesten Stellungssensor vorbeigeführt. Dabei werden zwei Signale erzeugt: Das eine beim Passieren der Schneidkante am Stellungssensor, und das andere beim Passieren der schlittenfesten Marke am Stellungssensor. Beide Signale werden einer Mikroprozessorsteuerung eingespeist. Diese Steuerung soll für eine genaue Positionierung unter Berücksichtigung der durch das Schleifen erzeugten Materialabnahme am Untermesser sorgen, indem sie ein Korrekturmaß herstellt. Hierbei wird zunächst ein Relativmaß gewonnen, woraus erst noch ein Absolutmaß für die tatsächliche Messerposition mittels der Steuerung ermittelt werden muß.
  Diese bekannte Vorrichtung und das dazugehörende Verfahren haben folgende Nachteile: Aufgrund der Notwendigkeit die genaue Position aller Stellungssensoren zu erfassen, bzw. die Stellungssensoren genau positionieren zu können ist ein hoher mechanischer Aufwand erforderlich und auch im Falle einer Nachrüstung nicht immer möglich bzw. zu kostenaufwendig.2) According to patent specification DE 34 17 042, each knife carriage has a fixed (carriage-fixed) mark which, measured in the direction of travel of the carriage, is at a certain distance from the cutting edge of the lower knife. If a lower knife is reground and reassembled on the slide, the slide is guided past a fixed position sensor. Two signals are generated: one when passing the cutting edge on the position sensor, and the other when passing the carriage-fixed mark on the position sensor. Both signals are fed into a microprocessor control. This control is intended to ensure precise positioning, taking into account the material decrease on the lower knife generated by grinding, by producing a correction measure. Here, a relative dimension is first obtained, from which an absolute dimension for the actual knife position must first be determined by the control.
  This known device and the associated method have the following disadvantages: Due to the necessity to record the exact position of all position sensors, or to be able to position the position sensors precisely, a high mechanical effort is required and also not always possible or too expensive in the case of retrofitting.
• 3) Gemäß der eingangs genannten Veröffentlichung DE 41 06 069 wird ein Verfahren angewendet, das einen speziellen Meßkopf verwendet, der über die gesamte Maschinenbreite traversieren kann und eine sehr hohe absolute Meßgenauigkeit bietet. Hierbei wird die Schneidkante der Messer abgetastet und dadurch die absolute Position der Messer ermittelt. Die Vorteile sind groß: Hohe Genauigkeit der Kalibrierung, schnelle und einfache Kalibrierung und Erfassung der tatsächlichen Schneidkanten der Messer. Die Nachteile sind aber auch groß: Hoher zusätzlicher Aufwand (mechanisch und elektrisch, Steuerungssoftware), daraus resultierende hohe zusätzliche Kosten; sehr schlechte Nachrüstbarkeit bei den vorhandenen Anlagen, da der Meßkopf und die Traversiereinrichtung schon in der Konstruktion berücksichtigt werden müssen.3) According to the publication mentioned at the beginning DE 41 06 069 uses a method which used a special measuring head, which over the can traverse the entire width of the machine and one offers very high absolute measurement accuracy. Here the cutting edge of the knife is scanned and thereby determining the absolute position of the knives. The advantages are great: high accuracy of the Calibration, quick and easy calibration and Detection of the actual cutting edges of the Knife. The disadvantages are also big: higher additional effort (mechanical and electrical, Control software), resulting high additional costs; very poor upgradeability in the existing systems, since the measuring head and the Traversing device already in the construction must be taken into account.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 3, derart zu gestalten, daß eine Positioniereinrichtung entsteht, die mäßigen Softwareaufwand benötigt, in vorhandene Anlagen nachrüstbar ist und zu vertretbarem Kostenaufwand herzustellen ist.The invention has for its object a method and a device according to the preamble of claim 3 to be designed in such a way that a positioning device arises, which requires moderate software effort, in existing systems can be retrofitted and at a reasonable price Cost to produce.

Diese Aufgabe wird durch den Verfahrensanspruch 1 und die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 3 gelöst. This object is achieved by method claim 1 and characterizing features of claim 3 solved.  

Dabei besteht der entscheidende Gedanke darin, nur noch die exakte Position einer einzigen Positionsmarke kennen zu müssen und über das sukzessive Anfahren weiterer ortsfester Positionsmarken durch diverse Messer die Position der anderen festen Marken zu bestimmen und damit wiederum die Position der einzelnen Messer genau messen zu können.The key idea here is just know the exact position of a single position marker to have to and about the successive start-up fixed position marks by various knives To determine the position of the other fixed brands and thus again measure the position of the individual knives precisely to be able to.

Eine Art der Ausführungsform kann folgendermaßen aussehen:
Es werden in der Schneidpartie mehrere ortsfeste Sensoren (z. B. Optische Reflexlichtschranke/Lasertaster oder induktiver Näherungsschalter) eingebaut, die die Schneidkanten der Messer erfassen können. Jeder Sensor muß von mindestens 2 Messern angefahren werden können, falls zu diesem Sensor ein vorhergehender/nachfolgender Sensor vorhanden ist, muß mindestens ein Messer dabei sein, das sowohl den aktuellen als auch den vorhergehenden/nachfolgenden Sensor anfahren kann. Diese Anforderungen ergeben eine Anzahl von ca. 4 Sensoren für kleine bis ca. 8 Sensoren für große Schneidpartien. Es muß nur die Position des ersten Sensors genau genug bekannt sein. Dies ist nicht besonders kritisch, da diese Position in der Inbetriebnahmephase sowieso empirisch korrigiert werden muß, weil das Papier von der Schneidstation bis zu den Aufrollhülsen maschinenspezifisch leicht verläuft. Die absoluten Positionen der weiteren Sensoren innerhalb der Maschine sind nicht wichtig, sie werden im Verlauf des Kalibriervorgangs automatisch ermittelt, lediglich eine gute Reproduzierbarkeit der Sensoren ist erforderlich.One type of embodiment can be as follows:
Several stationary sensors (e.g. optical reflex light barrier / laser switch or inductive proximity switch) are installed in the cutting section, which can detect the cutting edges of the knives. Each sensor must be able to be approached by at least 2 knives, if there is a previous / following sensor for this sensor, at least one knife must be present that can approach both the current and the previous / following sensor. These requirements result in a number of approx. 4 sensors for small to approx. 8 sensors for large cutting sections. Only the position of the first sensor needs to be known precisely enough. This is not particularly critical, since this position has to be empirically corrected in the commissioning phase anyway, because the paper runs easily from the cutting station to the roll-up sleeves, depending on the machine. The absolute positions of the other sensors within the machine are not important, they are determined automatically in the course of the calibration process, only good reproducibility of the sensors is required.

Die Sensoren sind hardwareseitig an den selben Steuerungs-Rechner angeschlossen, der die Meßwerte der Weggeber einliest und bei der normalerweise vorhandenen automatischen Messerpositionierung auch die Positioniermotoren ansteuert.The sensors are on the same hardware side Control computer connected to the measured values of the Reads in the encoder and the one that is normally available  automatic knife positioning also the Controls positioning motors.

Algorithmusalgorithm

Es wird z. B. mit dem beim Messer 1 (Randmesser) liegenden ersten Sensor A angefangen, die Position dieses Sensor ist bekannt. Das Messer überfährt (manuell oder automatisch) den Sensor, und zwar so, daß die tatsächliche Schneidkante des Messers zuerst in den Sensorbereich kommt. Die gleichzeitig vom Weggeber des Messers eingelesene Position wird benutzt, um nun den nötigen Offset zur Korrektur der absoluten Position der Messerschneidkante zu berechnen. So wird mit allen weiteren Messern verfahren, die auch diesen Sensor anfahren können. Nun wird ein Messer, das auch den nächsten Sensor anfahren kann, wieder mit der entsprechenden Schneidkante zuerst über diesen Sensor gefahren, das Sensorsignal wird dieses mal aber zum Kalibrieren dieses Sensors verwendet, da ja die absolute Position des entsprechenden Messers schon von der Messung am vorigen Sensor bekannt ist. Danach werden alle Messer, die diesen nun kalibrierten Sensor anfahren können, an diesem Sensor kalibriert, und so weiter.It is e.g. B. started with the knife 1 (edge knife) lying first sensor A, the position of this sensor is known. The knife moves over (manually or automatically) the sensor in such a way that the actual cutting edge of the knife comes first into the sensor area. The position read in simultaneously by the travel sensor of the knife is used to calculate the offset required to correct the absolute position of the knife cutting edge. This is the procedure for all other knives that can also approach this sensor. Now a knife that can also approach the next sensor is again moved with the corresponding cutting edge over this sensor first, but this time the sensor signal is used to calibrate this sensor, since the absolute position of the corresponding knife is already from the measurement on the previous one Sensor is known. Then all knives that can approach this calibrated sensor are calibrated on this sensor, and so on.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind:The advantages of the method and the The device according to the invention are:

• - sehr geringer zusätzlicher Hardwareaufwand;- very little additional hardware expenditure;
• - keine mechanisch bewegten Komponenten;- no mechanically moving components;
• - geringe Anforderung an mechanische Montage der Sensoren;- Low mechanical assembly requirements Sensors;
• - einfache Verkabelung (alles ortsfest, kein Kabelschlepp);- simple wiring (everything stationary, no Cable towing);
• - berührungslose Messung;- non-contact measurement;
• - geringe absolute Genauigkeitsanforderung an Sensoren; - low absolute accuracy requirement Sensors;  
• - nur der erste Sensor muß ziemlich genau bekannt sein;- only the first sensor must be known fairly precisely be;
• - geringe Anzahl von Sensoren (ca. 4 bis 8 Sensoren);- small number of sensors (approx. 4 to 8 sensors);
• - einfache und kostengünstige Sensoren (z. B. Reflexlichtschranke, induktiver Näherungsschalter);- simple and inexpensive sensors (e.g. Reflex light barrier, inductive proximity switch);
• - relativ einfache Nachrüstbarkeit bei vorhandenen Anlagen;- relatively easy to retrofit existing ones Investments;
• - nur ein einziger Maßstab (z. B. Winkelkodierer/Zahn­ stange);- only one scale (e.g. angle encoder / tooth pole);
• - bei Linearitätsfehler dieses Maßstabs muß nur dieser korrigiert werden;- in the case of linearity errors of this scale, only this must Getting corrected;
• - Fehler durch Messerwechsel werden automatisch korrigiert;- Errors caused by changing knives are automatic corrected;
• - keine Abhängigkeit vom Bedienungspersonal;- no dependency on the operating personnel;
• - einfaches Verfahren auf Steuerungsseite;- simple procedure on the control side;
• - Verfahren ist einfach bedienbar und automatisierbar;- The process is easy to use and automate;
• - Verfahren ist schnell (nur einige Minuten für alle Messer);- Procedure is quick (just a few minutes for everyone Knife);
• - bei Kalibrierung nur eines Messers ist Verfahren abkürzbar;- If only one knife is calibrated, this is a procedure abbreviated;
• - Plausibilitätskontrolle für Weggeber/Sensoren einfach zu realisieren;- Plausibility check for displacement sensors / sensors easy to implement;
• - Kontrolle bzw. Überprüfung des Weggeberbereichs (Graycode).- Control or review of the travel area (Graycode).

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert: Darin ist im übrigen folgendes dargestellt:The invention is explained in more detail with reference to the drawing: It also shows the following:

Fig. 1 Prinzipdarstellung einer Messerschiene mit Positioniereinrichtung. Fig. 1 schematic representation of a knife rail with positioning device.

Fig. 1 zeigt die Prinzipdarstellung einer Messerschiene mit den Positioniereinrichtungen für die Messerschlitten. Es ist eine über die Breite der Figur dargestellte Messerschiene MS zu sehen auf der sich beispielhaft sieben Messerschlitten M1 bis M7 befinden. Die Messerschlitten sind in den ihnen zugeordneten Fahrbereichen F verfahrbar. Die Zuordnung Messerschlitten zu Fahrbereich F ist durch eine punktierte Linie dargestellt. Weiterhin befinden sich unterhalb der Messerschiene die Eichpunkte 1 bis 4, wobei die Strecke S vom Nullpunkt der Messerschiene bis zum Eichpunkt 1 bei der Montage exakt vermessen wird. Die hier beispielhaft dargestellten Eichpunkte 2 bis 4 werden wie oben beschrieben durch Verfahren der Messerschlitten in ihrer Position genau bestimmt und stehen danach wiederum als Eichpunkte zur Verfügung stehen. Fig. 1 shows the basic diagram of a knife bar with the positioning means for the knife carriage. A knife rail MS can be seen across the width of the figure, on which there are seven knife carriages M1 to M7 by way of example. The knife slides can be moved in the travel areas F assigned to them. The assignment of the knife carriage to driving range F is shown by a dotted line. Furthermore, the calibration points 1 to 4 are located below the knife rail, the distance S from the zero point of the knife rail to the calibration point 1 being measured precisely during assembly. The calibration points 2 to 4 shown here by way of example are exactly determined in their position as described above by moving the knife slides and are then again available as calibration points.

Entscheidend ist hierbei, daß jeder Eichpunkt mindestens einen benachbarten Eichpunkt besitzt, zu dem eine Verbindung durch einen überlappenden Fahrbereich mindestens eines Messerschlittens besteht.It is crucial here that each calibration point at least has an adjacent calibration point to which one Connection through an overlapping driving area there is at least one knife carriage.

Claims (7)

1. Verfahren zum genauen Positionieren von Schneidvorrichtungen für Gewebebahnen, insbesondere Papierbahnen, mit variablen Schnittpositionen mit folgenden Merkmalen:

• 1.1 es werden mindestens zwei, automatisch verfahrbare, Messerschlitten auf einer Schiene eingesetzt;
• 1.2 es werden, über die Länge der Schiene verteilt, mindestens zwei Positionssensoren angebracht;
• 1.3 die Lage mindestens eines Positionssensors wird exakt bestimmt;
• 1.4 die relative Positionsveränderung eines Schlittens wird durch Weggeber gemessen;

1. Method for precise positioning of cutting devices for fabric webs, in particular paper webs, with variable cutting positions with the following features:

• 1.1 at least two, automatically movable, knife slides are used on a rail;
• 1.2 at least two position sensors are attached, distributed over the length of the rail;
• 1.3 the position of at least one position sensor is exactly determined;
• 1.4 the relative change in position of a slide is measured by displacement sensors;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• 1.5 die Position des Schneidwerkzeuges eines der Messerschlitten wird durch Vorbeiführen an einem der Positionssensoren mit exakt vorbestimmter Position bestimmt;
• 1.6 der vermessene Messerschlitten verfährt an die Position eines benachbarten, zweiten Sensors, womit diese Position exakt bestimmt wird;
• 1.7 der benachbarte, zweite Messerschlitten, fährt an die nun bekannte Position des neu bestimmten zweiten Sensors, wodurch die Position des zweiten Messerschlittens bestimmt wird;
• 1.8 es beginnen nun in sich wiederholender Weise die Verfahrensschritte 1.6 und 1.7 bis alle Positionssensoren und Messerschlitten abgearbeitet sind.

characterized by the following features:

• 1.5 the position of the cutting tool of one of the knife slides is determined by passing one of the position sensors with an exactly predetermined position;
• 1.6 the measured knife carriage moves to the position of an adjacent, second sensor, with which this position is exactly determined;
• 1.7 the adjacent, second knife carriage moves to the now known position of the newly determined second sensor, as a result of which the position of the second knife carriage is determined;
• 1.8 Process steps 1.6 and 1.7 now begin in a repetitive manner until all position sensors and knife slides have been processed.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Messerschlitten, deren Bewegungsbereich sich nur im Bereich eines einzigen Positionssensors befindet, durch Vorbeiführen des betreffenden Messerschlittens an diesem Positionssensor exakt positioniert werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that more knife slides, their range of motion only in the area of a single position sensor by passing the person concerned Knife carriage on this position sensor exactly be positioned. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit:

• 3.1 mindestens zwei, die Messer tragenden Messerschlitten;
• 3.2 mindestens einer die Messerschlitten tragenden Schiene;
• 3.3 mindestens zwei ortsfesten Positionssensoren entlang des Bewegungsbereiches der Messerschlitten;
• 3.4 Mitteln, die den Verfahrweg der Messerschlitten messen;

3. Device for performing the method according to claim 1 with:

• 3.1 at least two knife slides carrying the knives;
• 3.2 at least one rail carrying the knife carriage;
• 3.3 at least two fixed position sensors along the range of movement of the knife carriage;
• 3.4 means that measure the travel of the knife carriage;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• 3.5 mindestens ein Positionssensor ist an einer genauen bekannten Position fixiert;
• 3.6 für jedes Paar von benachbarten Positionssensoren gibt es mindestens einen Messerschlitten, dessen Fahrbereich beide Positionssensoren schneidet.

characterized by the following features:

• 3.5 at least one position sensor is fixed at a precise known position;
• 3.6 for each pair of adjacent position sensors there is at least one knife carriage, the travel range of which intersects both position sensors.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 und zur Durchführung des Verfahrensanspruches 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Messerschlitten vorgesehen ist in dessen Fahrbereich sich nur ein einziger Eichpunkt befindet.4. Apparatus according to claim 3 and for carrying out the Process claim 2, characterized in that at least one further knife carriage is provided there is only one in its driving range Calibration point is located. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Messerschlitten vorgesehen sind, in deren Fahrbereich sich mehr als zwei Eichpunkte befinden.5. Apparatus according to claim 3 and 4, characterized characterized in that knife slides are provided, in their driving range there are more than two calibration points are located.