SE521580C2 - Winding apparatus for winding a paper web, comprises measuring and controlling equipment comprising light-emitting member, receptive surface, and control unit - Google Patents
Winding apparatus for winding a paper web, comprises measuring and controlling equipment comprising light-emitting member, receptive surface, and control unitInfo
- Publication number
- SE521580C2 SE521580C2 SE0200691A SE0200691A SE521580C2 SE 521580 C2 SE521580 C2 SE 521580C2 SE 0200691 A SE0200691 A SE 0200691A SE 0200691 A SE0200691 A SE 0200691A SE 521580 C2 SE521580 C2 SE 521580C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- paper
- paper roll
- roll
- line
- support
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H18/00—Winding webs
- B65H18/08—Web-winding mechanisms
- B65H18/26—Mechanisms for controlling contact pressure on winding-web package, e.g. for regulating the quantity of air between web layers
Landscapes
- Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
- Winding Of Webs (AREA)
- Replacement Of Web Rolls (AREA)
Abstract
Description
20 25 30 35 521 Sååå) ~ . - | . . 20 25 30 35 521 Sååå) ~. - | . .
För att kontrollera upprullningen är det vanligt att pappersbanan passerar mellan pappersrullen, som är under upprullning, och ett stödorgan, såsom en bärcylinder eller ett ändlöst bälte. Pappersrullen och stödorganet bildar därvid ett nyp, genom vilket pappersbanan passe- rar. Genom att reglera linjebelastningen mellan pappers- rullen och stödorganet, dvs. kvoten av den mellan pappersrullen och stödorganet verkande kraften och pappersrullens bredd, kontrolleras trycket mellan angrän- sande papperslager i pappersrullen.To control the winding, it is common for the paper web to pass between the paper roll, which is being wound up, and a support means, such as a support cylinder or an endless belt. The paper roll and the support member thereby form a nip through which the paper web passes. By regulating the line load between the paper roll and the support member, ie. the ratio of the force acting between the paper roll and the support member and the width of the paper roll, the pressure between adjacent layers of paper in the paper roll is checked.
En god kontroll över linjebelastningen är följaktligen viktig för att erhålla pappersrullar av hög kvalitet.Good control over the line load is therefore important in order to obtain high quality paper rolls.
Vanligtvis mäts linjebelastningen med hjälp av kraft- avkännande element, såsom lastceller eller tryckgivare, anordnade mellan den vagn som uppbär pappersrullen och upprullningsanordningens stativ. Denna metod har emeller- tid den nackdelen att den signal som linjebelastningen genererar i det kraftavkännande elementet riskerar att drunkna i signaler orsakade av friktionskrafter och trög- hetskrafter fràn den roterande pappersrullen. I konven- tionella upprullningsanordningar som har ett primärsystem och ett sekundärsystem, är det speciellt svårt att kontrollera linjebelastningen i primärsystemet och vid överföring av pappersrullen fràn primärsystemet till sekundärsystemet.The line load is usually measured by means of force-sensing elements, such as load cells or pressure sensors, arranged between the cart carrying the paper roll and the stand of the winding device. However, this method has the disadvantage that the signal generated by the line load in the force sensing element risks drowning in signals caused by frictional forces and inertial forces from the rotating paper roll. In conventional winding devices having a primary system and a secondary system, it is especially difficult to control the line load in the primary system and when transferring the paper roll from the primary system to the secondary system.
US 6,036,l37 beskriver en rullstol, som utnyttjar att en given linjebelastning mellan en pappersrulle och ett stödorgan i form av en bärcylinder kan korreleras till pappersrullens radiella inbuktning, där den anligger mot bärcylindern. Rullstolen innefattar en mätanordning, som har en första sensor, som mäter pappersrullens ökande diameter genom att mäta avståndet mellan en känd position och pappersrullens cylinderyta. Mätanordningen innefattar vidare en andra sensor, som mäter avståndet mellan pappersrullens axel och en relativt bärcylinderns axel l0 15 20 25 30 35 i. u.. känd andra position. De uppmätta värdena matas till en kontrollenhet, i vilken pappersrullens inbuktning beräk- nas och jämförs med en önskad inbuktning motsvarande en optimal linjebelastning. Om diskrepansen mellan uppmätt och önskad inbuktning är för stor, inställs önskad inbuktning genom en kontrollerad reglering av axelavstän- det mellan bärcylindern och pappersrullen. Som exempel på lämpliga sensorer nämns i US 6,036,l37 laserbaserade sensorer, som med triangulerings- eller interferometri- teknik uppmäter nämnda avstånd. För att entydigt bestämma pappersrullens radie och axelposition måste således tvà lägesàtskilda avstàndsavkännande system användas. Detta är en nackdel, eftersom en gemensam, omständlig kalibre- ring av de tvà systemen är nödvändig för att erhàlla nog- granna värden för pappersrullens radie och axelposition. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att frambringa en rullstol samt ett sätt och en anordning vid en sàdan rullstol, som avhjälper denna nackdel och möjliggör enkel, noggrann och säker beräkning av radien och axel- positionen hos en pappersrulle under upprullning, vilket möjliggör enkel, noggrann och säker reglering av det inbördes avståndet mellan pappersrullen och stödorganet.US 6,036,137 describes a wheelchair which utilizes that a given line load between a paper roll and a support member in the form of a support cylinder can be correlated to the radial bulge of the paper roll, where it abuts against the support cylinder. The wheelchair comprises a measuring device having a first sensor which measures the increasing diameter of the paper roll by measuring the distance between a known position and the cylinder surface of the paper roll. The measuring device further comprises a second sensor, which measures the distance between the axis of the paper roll and an axis known relative to the axis of the carrier cylinder 10 i. The measured values are fed to a control unit, in which the indentation of the paper roll is calculated and compared with a desired indentation corresponding to an optimal line load. If the discrepancy between measured and desired indentation is too large, the desired indentation is set by a controlled adjustment of the wheelbase between the support cylinder and the paper roll. As examples of suitable sensors, mention is made in US 6,036,137 of laser-based sensors which, with triangulation or interferometry technology, measure said distances. Thus, in order to unambiguously determine the radius and axis position of the paper roll, two positioned distance sensing systems must be used. This is a disadvantage, since a common, cumbersome calibration of the two systems is necessary to obtain accurate values for the radius and axis position of the paper roll. The object of the present invention is to provide a wheelchair and a method and device for such a wheelchair, which overcomes this disadvantage and enables simple, accurate and safe calculation of the radius and axis position of a paper roll during winding, which enables simple, accurate and secure control of the mutual distance between the paper roll and the support member.
Rullstolen enligt uppfinningen kännetecknas av att den innefattar en anordning, som omfattar - ett ljusavgivande organ, som är anordnat att med ljus belysa pappersrullen längs en tänkt linje pà pappers- rullens cylinderyta, och - ett avbildande optiskt system, som innefattar - en kamera, som är positionerad och inriktad så att den avbildar linjen som en krökt kurva, och - en till kameran ansluten kontrollenhet, som är anord- nad att analysera den avbildade linjen för att beräkna pappersrullens och stödorganets inbördes avständ och skicka en positionskorrigerande signal 10 15 20 25 30 35 » . - . _. till nämnda manöverdon, om det beräknade avståndet avviker från ett förutbestämt avstånd.The wheelchair according to the invention is characterized in that it comprises a device comprising - a light emitting means, which is arranged to illuminate the paper roll with light along an imaginary line on the cylinder surface of the paper roll, and - an imaging optical system, comprising - a camera which is positioned and aligned so as to plot the line as a curved curve, and - a control unit connected to the camera, which is arranged to analyze the mapped line to calculate the mutual distance of the paper roll and the support means and send a position correcting signal 10 15 20 25 30 35 ». -. _. to said actuator, if the calculated distance deviates from a predetermined distance.
Sättet enligt uppfinningen kännetecknas av att pappersrullen längs en tänkt linje på sin cylinder- yta belyses med ljus från ett ljusavgivande organ, att linjen avbildas som en krökt kurva av en kamera, och att linjen analyseras av en till kameran ansluten kontrollenhet, som vid analysen beräknar pappersrullens och stödorganets inbördes avstånd och skickar en posi- tionskorrigerande signal till nämnda manöverdon, om det beräknade avståndet avviker från ett förutbestämt avstånd.The method according to the invention is characterized in that the paper roll along an imaginary line on its cylinder surface is illuminated with light from a light emitting means, that the line is imaged as a curved curve by a camera, and that the line is analyzed by a control unit connected to the camera. the mutual distance of the paper roll and the support means and sends a position-correcting signal to said actuator, if the calculated distance deviates from a predetermined distance.
Anordningen enligt uppfinningen kännetecknas av att den omfattar ett ljusavgivande organ, som är anordnat att med ljus belysa pappersrullen längs en tänkt linje på pappers- rullens cylinderyta, och ett avbildande optiskt system, som innefattar - en kamera, som är positionerad och inriktad så att den avbildar linjen som en krökt kurva, och - en till kameran ansluten kontrollenhet, som är anord- nad att analysera den avbildade linjen för att beräkna pappersrullens och stödorganets inbördes avstånd och skicka en positionskorrigerande signal till nämnda manöverdon, om det beräknade avståndet avviker från ett förutbestämt avstånd.The device according to the invention is characterized in that it comprises a light emitting means, which is arranged to illuminate the paper roll along an imaginary line on the cylinder surface of the paper roll, and an imaging optical system, which comprises - a camera which is positioned and aligned so that it depicts the line as a curved curve, and - a control unit connected to the camera, which is arranged to analyze the imaged line to calculate the mutual distance of the paper roll and the support means and send a position correcting signal to said actuator, if the calculated distance deviates from a predetermined distance.
Enligt uppfinningen utnyttjas att ekvationen för nämnda linje innehåller entydig information om pappersrullens radie och axelposition. Genom att placera och inrikta det ljusavgivande organet och kameran så att linjens projek- tion i kameran bildar en krökt kurva, kan linjens ekva- tion beräknas givet att kamerans och det ljusavgivande 10 15 20 25 30 35 u u | . n 521 5530 ~ - » » m organets positioner är kända. Utifrån linjens ekvation kan sedan pappersrullens radie och axelposition beräknas.According to the invention, it is utilized that the equation for said line contains unambiguous information about the radius and axis position of the paper roll. By placing and aligning the light emitting means and the camera so that the projection of the line in the camera forms a curved curve, the equation of the line can be calculated given that the camera and the light emitting 10 15 20 25 30 35 u u | . n 521 5530 ~ - »» m the positions of the organ are known. Based on the line equation, the radius and axis position of the paper roll can then be calculated.
Företrädesvis beräknas pappersrullens radie och axelposi- tion kontinuerligt under upprullningen, vilken informa- tion används för att positionera pappersrullen pà önskat avstånd fràn stödorganet. Därigenom kan linjebelastningen mellan pappersrullen och stödorganet regleras kontinuer- ligt.Preferably, the radius and axis position of the paper roll are calculated continuously during winding, which information is used to position the paper roll at the desired distance from the support member. Thereby, the line load between the paper roll and the support member can be regulated continuously.
Företrädesvis avger den ljusavgivande anordningen synligt laserljus. Det ljusavgivande organet kan innefatta ett laser-prismaarrangemang, vilket avger en ljusridå som bildar ett sammanhängande ljusspàr längs linjen. Alterna- tivt kan det ljusavgivande organet innefatta ett flertal lasrar, vilka avger laserstrálar som punktvis belyser linjen.Preferably, the light emitting device emits visible laser light. The light emitting means may comprise a laser prism arrangement, which emits a light curtain which forms a continuous light track along the line. Alternatively, the light emitting means may comprise a plurality of lasers, which emit laser beams which point illuminate the line.
Företrädesvis omfattar nämnda analys stegen att den avbildade linjen digitaliseras, att ett flertal punkter pà den avbildade linjen identifieras, att linjens ekvation beräknas utifrån dessa punkters inbördes positioner och att pappersrullens radie och axelposition beräknas utifrân linjens ekvation. För beräkningarnas noggrannhet är det föredraget att linjen har en sà stor utsträckning som möjligt i pappersrullens omkretsled.Preferably, said analysis comprises the steps of digitizing the imaged line, identifying a plurality of points on the imaged line, calculating the equation of the line from the relative positions of these points, and calculating the radius and axis position of the paper roll from the equation of the line. For the accuracy of the calculations, it is preferred that the line have as large an extent as possible in the circumferential direction of the paper roll.
Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till ritningarna.The invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
Figur 1 visar schematiskt en rullstol innefattande en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen.Figure 1 schematically shows a wheelchair comprising a first embodiment of a device according to the invention.
Figur 2 visar schematiskt en rullstol innefattande en andra utföringsform av en anordning enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 : | « . ,.Figure 2 schematically shows a wheelchair comprising a second embodiment of a device according to the invention. 10 15 20 25 30 35: | «. ,.
Figur 3 visar i en sidovy en rullstol innefattande en fjärde utföringsform av en mätanordning.Figure 3 shows in a side view a wheelchair comprising a fourth embodiment of a measuring device.
Figur 4 visar schematiskt en rullstol med ett stödorgan i form av ett ändlöst bälte, vilken rullstol innefattar en mätanordning enligt figur 3.Figure 4 schematically shows a wheelchair with a support member in the form of an endless belt, which wheelchair comprises a measuring device according to Figure 3.
Figur 5 visar en möjlig placering av en mätanordning enligt figur 1.Figure 5 shows a possible location of a measuring device according to figure 1.
Figur 6 visar en alternativ placering av en mätanordning enligt figur 1.Figure 6 shows an alternative location of a measuring device according to figure 1.
Figur 7 visar ytterligare en alternativ placering av en mätanordning enligt figur 1.Figure 7 shows a further alternative location of a measuring device according to figure 1.
Figur 8 visar ännu en alternativ placering av en mät- anordning enligt figur 1.Figure 8 shows another alternative location of a measuring device according to figure 1.
Uppfinningens princip kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till figurerna 1 och 2, som schematiskt visar en rullstol för upprullning av en pappersbana 1. Rullstolen innefattar en bärcylinder 2, som är roterbart anordnad i rullstolen med sin rotations- axel i rullstolens tvärriktning (CD). Bärcylindern 2 drivs av en drivenhet (ej visad). Rullstolen innefattar även en med bärcylindern 2 parallell upprullningsvals 3, pà vilken pappersbanan 1 upplindas för att bilda en pappersrulle 4. Upprullningsvalsen 3 kan drivas av en drivenhet (ej visad) eller bringas till rotation via friktion mot bärcylindern 2. Under huvuddelen av upprull- ningsprocessen anligger pappersrullen 4 mot bärcylindern 2 sä att pappersrullen 4 uppvisar en radiell inbuktning.The principle of the invention will be described in more detail below with reference to Figures 1 and 2, which schematically show a wheelchair for winding a paper web 1. The wheelchair comprises a support cylinder 2, which is rotatably arranged in the wheelchair with its axis of rotation in the transverse direction of the wheelchair ( CD). The support cylinder 2 is driven by a drive unit (not shown). The wheelchair also comprises a winding roller 3 parallel to the support cylinder 2, on which the paper web 1 is wound to form a paper roll 4. The winding roller 3 can be driven by a drive unit (not shown) or caused to rotate via friction against the support cylinder 2. During the main part of the winding process the paper roll 4 abuts against the support cylinder 2 so that the paper roll 4 has a radial indentation.
Bärcylindern 2 och pappersrullen 4 bildar följaktligen ett nyp 5, genom vilket pappersbanan 1 passerar innan den rullas upp pà pappersrullen 4. För att reglera linje- belastningen i nypet 5, och därigenom också pappers- 10 15 20 25 30 35 e o . . , , - « - ; . a rullens 4 inbuktning, innefattar rullstolen manöverdon (ej visade), som reglerar axelavstàndet mellan bärcylin- dern 2 och pappersrullen 4.The carrier cylinder 2 and the paper roll 4 consequently form a nip 5, through which the paper web 1 passes before it is rolled up on the paper roll 4. To regulate the line load in the nip 5, and thereby also the paper roll. . ,, - «-; . In the indentation of the roller 4, the wheelchair comprises actuators (not shown) which regulate the wheelbase between the support cylinder 2 and the paper roller 4.
Anordningen enligt figur 1 innefattar ett ljusavgivande organ 6 i form av en laser, som avger en samlad laser- stràle, och ett prisma, som sprider laserstràlen till en plan ljusridå. Detta laser-prismaarrangemang, som i det följande kommer att benämnas "linjärlaser", är anordnat ovanför bärcylindern 2 och pappersrullen 4 och avger nämnda ljusridå i ett plan, som i det följande kommer att benämnas "belysningsplan“. Där belysningsplanet träffar pappersrullen 4 belyser linjärlasern 6 pappersrullen 4 längs en tänkt linje 7 pà pappersrullens 4 cylinderyta 8.The device according to Figure 1 comprises a light emitting means 6 in the form of a laser which emits a collected laser beam, and a prism which diffuses the laser beam into a flat light curtain. This laser prism arrangement, hereinafter referred to as "linear laser", is arranged above the support cylinder 2 and the paper roll 4 and emits said light curtain in a plane which will hereinafter be referred to as the "illumination plane". 6 the paper roll 4 along an imaginary line 7 on the cylinder surface 8 of the paper roll 4.
Belysningsplanets normalriktning bildar i huvudsak rät vinkel med rullstolens maskinriktning (MD) och ungefär 90 graders vinkel med pappersrullens 4 axialriktning, dvs. belysningsplanets normalriktning sammanfaller i huvudsak med tvärriktningen (CD). Linjen 7 beskriver således en cirkelbàge, som har en krökningsradie ur vilken pappersrullens 4 radie kan beräknas och ett krök- ningscentrum motsvarande pappersrullens 4 axelposition.The normal direction of the illumination plane forms a substantially right angle with the machine direction (MD) of the wheelchair and approximately a 90 degree angle with the axial direction of the paper roll 4, i.e. the normal direction of the illumination plane coincides mainly with the transverse direction (CD). The line 7 thus describes an arc of a circle, which has a radius of curvature from which the radius of the paper roll 4 can be calculated and a center of curvature corresponding to the axis position of the paper roll 4.
Linjen 7 innehåller följaktligen information om pappers- rullens 4 radie och axelposition, från vilken information pappersrullens 4 inbuktning kan beräknas, givet att bärcylinderns 2 radie och axelposition är kända.The line 7 consequently contains information about the radius and axis position of the paper roll 4, from which information the indentation of the paper roll 4 can be calculated, given that the radius and axis position of the support cylinder 2 are known.
Mätanordningen innefattar vidare ett avbildande optiskt system, som innefattar en kamera 9 och en till kameran 9 ansluten kontrollenhet 10, som innefattar en bildanalysa- tor. Kameran 9 är placerad pà avstånd fràn linjärlasern 6 och är inriktad så att dess optiska axel bildar en vinkel med belysningsplanet som ligger i intervallet 15-45 gra- der. Följaktligen avbildar kameran 9 linjen 7 som en krökt kurva. Givet kamerans 9 position och inriktning beräknar bildanalysatorn, utifrän den avbildade linjen 7, 10 15 20 25 30 35 521 Såå-å) . = = . , , I . pappersrullens 4 radie och axelposition. Givet bärcylin- derns 2 radie och axelposition beräknar kontrollenheten 10 därefter pappersrullens 4 och bärcylinderns 2 inbördes avstånd, vilket ger pappersrullens 4 inbuktning.The measuring device further comprises an imaging optical system, which comprises a camera 9 and a control unit 10 connected to the camera 9, which comprises an image analyzer. The camera 9 is located at a distance from the linear laser 6 and is aligned so that its optical axis forms an angle with the illumination plane which is in the range of 15-45 degrees. Consequently, the camera 9 depicts the line 7 as a curved curve. Given the position and orientation of the camera 9, the image analyzer calculates, based on the imaged line 7, 10 15 20 25 30 35 521 Såå-å). = =. ,, I. paper roll 4 radius and shaft position. Given the radius and axis position of the support cylinder 2, the control unit 10 then calculates the mutual distance of the paper roll 4 and the support cylinder 2, which gives the indentation of the paper roll 4.
Kontrollenheten 10 jämför det beräknade inbördes avstån- det med ett förutbestämt, önskat inbördes avstånd, som motsvarar en önskad inbuktning av pappersrullen 4. Om det beräknade avståndet avviker från det önskade avståndet skickar kontrollenheten 10 en avståndskorrigerande signal till nämnda manöverdon, som för upprullningsvalsen 3 närmare eller bort från bärcylindern 2, så att önskad inbuktning erhålls.The control unit 10 compares the calculated mutual distance with a predetermined, desired mutual distance, which corresponds to a desired bulging of the paper roll 4. If the calculated distance deviates from the desired distance, the control unit 10 sends a distance correcting signal to said actuator, which for the rewinding roller 3 or away from the support cylinder 2, so that the desired indentation is obtained.
Företrädesvis beräknar kontrollenheten 10 även pappers- rullens 4 periferihastighet genom att multiplicera den av bildanalysatorn beräknade radien med pappersrullens 4 rotationshastighet, som erhålls från upprullningsvalsens 3 drivenhet. Om den beräknade periferihastigheten avviker från en önskad periferihastighet, skickar kontrollenheten 10 en rotationshastighetskorrigerande signal till driv- enheten, som reglerar rotationshastigheten så att önskad periferihastighet erhålls.Preferably, the control unit 10 also calculates the peripheral speed of the paper roll 4 by multiplying the radius calculated by the image analyzer by the rotational speed of the paper roll 4 obtained from the drive unit of the winding roller 3. If the calculated peripheral speed deviates from a desired peripheral speed, the control unit 10 sends a rotation speed correcting signal to the drive unit, which regulates the rotation speed so that the desired peripheral speed is obtained.
Företrädesvis belyser linjärlasern 6 pappersrullen 4 under hela upprullningsprocessen, så att pappersrullens 4 inbuktning och periferihastighet kan regleras kontinuer- ligt.Preferably, the linear laser 6 illuminates the paper roll 4 during the entire winding process, so that the indentation and peripheral speed of the paper roll 4 can be controlled continuously.
Företrädesvis digitaliseras den avbildade linjen 7 i ett tidigt skede i kontrollenhetens 10 bildanalysator eller alternativt redan i kameran 9, och den fortsatta bearbet- ningen i bildanalysatorn sker sedan i digital form. Bild- analysatorn innefattar för denna bearbetning företrädes- vis en mikroprocessor. Den algoritm som beräknar linjens 7 ekvation innefattar företrädesvis stegen att ett fler- tal jämt fördelade punkter längs linjen 7 identifieras, varefter linjens 7 krökningsradie och krökningscentrum 10 15 20 25 30 35 | 1 - X ~ . 521 EÉJÛ beräknas på känt sätt utgående ifrån punkternas inbördes positioner. Det inses att linjen 7 ur noggrannhetssyn- punkt bör vara så lång som möjligt. Med en linjärlaser är det möjligt att belysa pappersrullens 4 halva omkrets, och allmänt gäller att linjens 7 utsträckning i pappers- rullens 4 omkretsled bör vara så stor som möjligt. Efter- som linjen 7 beskriver en båge måste minst tre punkter användas i algoritmen för att entydigt bestämma krök- ningsradien och krökningscentrat. För ökad noggrannhet används emellertid företrädesvis fler punkter. Andra kända algoritmer för att med hjälp av en bildanalysator bestämma krökningsradie och krökningscentrum för en kurva kan alternativt användas.Preferably, the imaged line 7 is digitized at an early stage in the image analyzer of the control unit 10 or alternatively already in the camera 9, and the further processing in the image analyzer then takes place in digital form. The image analyzer preferably comprises a microprocessor for this processing. The algorithm that calculates the equation of line 7 preferably comprises the steps of identifying a plurality of evenly distributed points along line 7, after which the radius of curvature of the line 7 and the center of curvature 10 15 20 25 30 35 | 1 - X ~. 521 EÉJÛ is calculated in a known manner based on the mutual positions of the points. It is understood that line 7 should be as long as possible from an accuracy point of view. With a linear laser it is possible to illuminate the half circumference of the paper roll 4, and in general it applies that the extent of the line 7 in the circumferential direction of the paper roll 4 should be as large as possible. Since line 7 describes an arc, at least three points must be used in the algorithm to unambiguously determine the radius of curvature and the center of curvature. However, for increased accuracy, more points are preferably used. Other known algorithms for determining the radius of curvature and center of curvature of a curve with the aid of an image analyzer can alternatively be used.
Vid ett alternativt förfarande belyser ljusridàn även bärcylindern 2 längs en andra linje 11 på bärcylinderns 2 cylinderyta 12. I detta fall är kameran 9 inriktad så att den avbildar den första linjen 7 såväl som den andra linjen 11. I bildanalysatorn beräknas linjernas 7, 11 krökningsradier och krökningscentra på samma sätt som har beskrivits ovan. Därefter beräknar kontrollenheten 10 bärcylinderns 2 och pappersrullens 4 inbördes avstånd, varefter pappersrullens 4 inbuktning beräknas. Vid detta förfarande erhålles följaktligen pappersrullens 4 inbukt- ning direkt utan krav på föregående kännedom om bärcylin- derns 2 radie eller axelposition.In an alternative method, the light curtain also illuminates the support cylinder 2 along a second line 11 on the cylinder surface 12 of the support cylinder 2. In this case, the camera 9 is aligned so as to image the first line 7 as well as the second line 11. In the image analyzer and centers of curvature in the same manner as described above. Then the control unit 10 calculates the mutual distance of the carrier cylinder 2 and the paper roll 4, after which the indentation of the paper roll 4 is calculated. In this method, consequently, the indentation of the paper roll 4 is obtained directly without the requirement of prior knowledge of the radius or axis position of the support cylinder 2.
Figur 2 visar en alternativ utföringsform av anordningen, där det ljusavgivande organet har formen av en uppsätt- ning lasrar 13. Lasrarna 13 är anordnade på linje och är inriktade så att deras laserstràlar definierar ett belys- ningsplan, som sammanfaller med det tidigare nämnda belysningsplanet. Följaktligen belyser en första grupp av lasrar 13a pappersrullen 4 punktvis längs linjen 7, och en andra grupp av lasrar 13b belyser bärcylindern 2 punktvis längs linjen 11. De belysta punkterna 14, 15 pà linjerna 7, 11 avbildas av kameran 9. Utifrån de avbil- 10 15 20 25 30 35 ~ . » . - , 521 Såå-Ü « « = . . g 10 dade punkternas 14, 15 inbördes positioner, beräknar kontrollenhetens 10 bildanalysator linjernas 7, ll krök- ningsradier och krökningscentra pä känt sätt, varefter pappersrullens 4 inbuktning och periferihastighet beräk- nas för att utgöra underlag för eventuella reglerande signaler till nämnda manöverdon respektive drivenhet.Figure 2 shows an alternative embodiment of the device, where the light emitting means is in the form of a set of lasers 13. The lasers 13 are arranged in line and are aligned so that their laser beams define an illumination plane, which coincides with the previously mentioned illumination plane. Accordingly, a first group of lasers 13a illuminates the paper roll 4 pointwise along line 7, and a second group of lasers 13b illuminates the carrier cylinder 2 pointwise along line 11. The illuminated points 14, 15 of lines 7, 11 are imaged by the camera 9. From the images 10 15 20 25 30 35 ~. ». -, 521 Såå-Ü «« =. . In the mutual positions of the 10 points 14, 15, the image analyzer of the control unit 10 calculates the radii of curvature and centers of curvature of the lines 7, 11 in a known manner, after which the indentation and peripheral speed of the paper roll 4 are calculated to form any control signals to said control unit.
Fördelen med denna utföringsform är att en uppsättning lasrar normalt är billigare än det tekniskt mer komplice- rade laser-prismaarrangemanget.The advantage of this embodiment is that a set of lasers is normally cheaper than the technically more complicated laser prism arrangement.
Ett krav för att pappersrullens 4 inbuktning och peri- ferihastighet skall kunna beräknas enligt ovan, är att kameran 9 är positionerad och inriktad så att den avbil- dar linjerna 7, ll som krökta kurvor. Med andra ord mäste kamerans 9 position vara skild fràn belysningsplanet. Om kameran 9 skulle vara anordnad i belysningsplanet, skulle linjernas 7, ll projektioner i kameran 9 vara raka, och bildanalysatorn skulle inte kunna beräkna nämnda krök- ningsradier eller krökningscentra.A requirement for the indentation and peripheral speed of the paper roll 4 to be calculated as above is that the camera 9 is positioned and aligned so that it images the lines 7, 11 as curved curves. In other words, the position of the camera 9 must be different from the illumination plane. If the camera 9 were arranged in the illumination plane, the projections of the lines 7, 11 in the camera 9 would be straight, and the image analyzer would not be able to calculate said radii of curvature or centers of curvature.
Principiellt är mätmetoden oberoende av belysningsplanets och kamerans inriktning, sä länge som ovannämnda avbild- ningskrav, vad gäller de avbildade linjernas krökthet, är uppfyllt. Föredraget är emellertid att det ljusavgivande organet är inriktat så att belysningsplanets normalrikt- ning bildar i huvudsak rät vinkel med maskinriktningen, varigenom det undviks att de avbildade linjernas geome- trier och beräkningen av krökningsradierna och -centra blir onödigt komplicerade. Belysningsplanets normalrikt- ning kan således tillåtas bilda en vinkel med tvärrikt- ningen som ligger i intervallet 0-90 grader, och kamerans optiska axel kan tillåtas bilda en vinkel med belysnings- planet, som även det ligger i intervallet O-90 grader.In principle, the measurement method is independent of the orientation of the illumination plane and the camera, as long as the above-mentioned imaging requirements, with regard to the curvature of the imaged lines, are met. It is preferred, however, that the light emitting means be oriented so that the normal direction of the illumination plane forms a substantially right angle with the machine direction, thereby avoiding that the geometries of the imaged lines and the calculation of the radii of curvature and centers become unnecessarily complicated. The normal direction of the illumination plane can thus be allowed to form an angle with the transverse direction which is in the range 0-90 degrees, and the optical axis of the camera can be allowed to form an angle with the illumination plane, which is also in the range 0-90 degrees.
Ett alternativ till de i samband med figurerna l och 2 beskrivna inriktningarna hos det ljusavgivande organet och kameran, är exempelvis att det ljusavgivande organet är inriktat så att belysningsplanet bildar 45 graders 10 15 20 25 30 35 vinkel med tvärriktningen, och att kameran är inriktad sä att dess optiska axel sammanfaller med belysningsplanets normalriktning.An alternative to the orientations of the light emitting means and the camera described in connection with Figures 1 and 2 is, for example, that the light emitting means is aligned so that the illumination plane forms an angle of 45 degrees with the transverse direction, and that the camera is aligned so that its optical axis coincides with the normal direction of the illumination plane.
I det fall det ljusavgivande organet innefattar en uppsättning lasrar är det inte heller ett krav att lasrarna är anordnade sä att deras laserstràlar definie- rar ett plan, dvs. en plan yta. Teoretiskt sett är det möjligt att bestämma pappersrullens krökningsradie och -centra även i det fall laserstràlarna definierar någon form av buktig yta, men beräkningarna skulle i detta fall bli relativt komplicerade.In case the light emitting means comprises a set of lasers, it is also not a requirement that the lasers are arranged so that their laser beams define a plane, ie. a flat surface. Theoretically, it is possible to determine the radius and centers of curvature of the paper roll even in the case where the laser beams define some form of curved surface, but the calculations would in this case be relatively complicated.
Figur 3 visar i en sidovy en rullstol för upprullning av en pappersbana 1 med hjälp av en bärcylinder 2. Rull- stolen innefattar ett primärsystem och ett sekundär- system. Primärsystemet innefattar en nedläggningsarm 33 anordnad att hämta en upprullningsvals 3 fràn ett förråd 22 av upprullningsvalsar 3. Primärsystemet innefattar vidare en primärarm 21 anordnad att mottaga upprullnings- valsen ? från nedläggningsarmen 33, i vilken primärarm 21 upprullningsvalsen T accelereras till samma periferi- hastighet som bärcylindern 2 och förs mot bärcylindern 2 så att pappersbanan 1 slàs om upprullningsvalsen 3C Sekundärsystemet innefattar en sekundärvagn 23, som genom manöverdon 24 är förskjutbar i maskinriktningen (MD) längs en räls 25. Efter omslaget överförs upprullnings- valsen F fràn primärarmen 21 till sekundärvagnen 23, där en drivenhet (ej visad) driver upprullningsvalsen 3” sä att en pappersrulle 4 bildas.Figure 3 shows in a side view a wheelchair for winding up a paper web 1 by means of a support cylinder 2. The wheelchair comprises a primary system and a secondary system. The primary system comprises a laying arm 33 arranged to retrieve a winding roller 3 from a supply 22 of winding rollers 3. The primary system further comprises a primary arm 21 arranged to receive the winding roller? from the closing arm 33, in which primary arm 21 the winding roller T is accelerated to the same peripheral speed as the support cylinder 2 and is moved towards the support cylinder 2 so that the paper web 1 is folded about the winding roller 3C. a rail 25. After wrapping, the take-up roll F is transferred from the primary arm 21 to the secondary carriage 23, where a drive unit (not shown) drives the take-up roll 3 ”so that a paper roll 4 is formed.
Rullstolen innefattar en anordning som liknar den typ som har beskrivits ovan i samband med figur 2, dvs. en anord- ning vars ljusavgivande organ innefattar en uppsättning lasrar 27. Lasrarna 27 är i möjligaste män sammanförda till en och samma position, dvs. de är placerade sà att de i alla praktiska avseenden kan betraktas avge sina ...v- 10 15 20 25 30 35 521 SW] L. ti; ¿V ;; f,; n , ' , fJ f .av 12 laserstràlar från en och samma position. Varje laser- stràle bildar 45 graders vinkel med pappersrullens 4 axialriktning. Laserstràlarna definierar således ett belysningsplan vars normalriktning bildar 45 graders vinkel med pappersrullens 4 axialriktning och rät vinkel med maskinriktningen (MD). Laserstràlarna belyser pappersrullen 4 och bärcylindern 2 punktvis längs linjer (ej synliga) pà pappersrullens 4 respektive bärcylinderns 2 cylinderytor 8, 12. Det vinkelomràde som laserstràlarna täcker in är tillräckligt för att laserstràlarna skall kunna belysa pappersrullen 4 dä den befinner sig på sekundärvagnen 23 såväl som dà den befinner sig i primär- armen 21. Anordningen innefattar vidare en kamera 9, vars optiska axel sammanfaller med belysningsplanets normal- riktning, och en kontrollenhet (ej visad) som avbildar och analyserar linjerna pà så sätt som har beskrivits ovan. Kontrollenheten är ansluten till manöverdonen 24 för upprätthållande av önskad radiell inbuktning av pappersrullen 4 eller, vilket är ekvivalent, önskad linjebelastning mellan pappersrullen 4 och bärcylindern 2. Kontrollenheten är även ansluten till sekundärvagnens 23 drivenhet för upprätthållande av önskad rotations- hastighet hos pappersrullen 4.The wheelchair comprises a device similar to the type described above in connection with Figure 2, i.e. a device whose light emitting means comprises a set of lasers 27. The lasers 27 are in as many men as possible brought together to one and the same position, ie. they are placed so that in all practical respects they can be considered to give their ... v- 10 15 20 25 30 35 521 SW] L. ti; ¿V ;; f ,; n, ', fJ f .of 12 laser beams from one and the same position. Each laser beam forms a 45 degree angle with the axial direction of the paper roll 4. The laser beams thus define an illumination plane whose normal direction forms a 45 degree angle with the axial direction of the paper roll 4 and a right angle with the machine direction (MD). The laser beams illuminate the paper roll 4 and the support cylinder 2 pointwise along lines (not visible) on the cylinder surfaces 8, 12 of the paper roll 4 and the support cylinder 2, respectively. when it is located in the primary arm 21. The device further comprises a camera 9, the optical axis of which coincides with the normal direction of the illumination plane, and a control unit (not shown) which images and analyzes the lines in the manner described above. The control unit is connected to the actuators 24 for maintaining the desired radial indentation of the paper roll 4 or, which is equivalent, the desired line load between the paper roll 4 and the support cylinder 2. The control unit is also connected to the drive unit of the secondary carriage 23 for maintaining the desired rotational speed of the paper roll 4.
Mätmetoden enligt uppfinningen är även lämplig att använda vid rullstolar där stödorganet är ett annat organ än en bärcylinder. Figur 4 illustrerar en sàdan rullstol, där stödorganet är ett ändlöst bälte 28 med ett stödfritt parti 29, som löper mellan tvà valsar 30, 31. Vid upp- rullningen av pappersbanan bildar pappersrullen 4 och det stödfria partiet 29 ett nyp 5, genom vilket pappersbanan passerar. Ett mätsystem, likadant som det i figur 4, är anordnat för är beräkna pappersrullens 4 radie och posi- tion. Givet valsarnas 30, 31 positioner beräknar sedan kontrollenheten pappersrullens 4 intryckning av bältets 28 stödfria parti 29 för att reglera intryckningen. lO 15 20 25 30 35 , - v » ~- | « . = u Det ljusavgivande organet och det avbildande optiska systemet kan placeras på flera olika sätt i förhållande till pappersrullen. Figur 5 visar en möjlig placering av det ljusavgivande organet, i detta fall en linjärlaser 6, och kameran 9. Linjärlasern 6 och kameran 9 är placerade bredvid varandra längs en linje i rullstolens tvärrikt- ning i ett stativ (ej visat) ovanför pappersrullen 4 och bärcylindern 2. Figur 6 visar en alternativ placering, där linjärlasern 6 och kameran 9 är placerade vid rull- stolens ena sida i ett stativ (ej visat) ovanför pappers- rullen 4 och bärcylindern 2. Stativet kan vara ett sepa- rat stativ för anordningen. Alternativt kan linjärlasern och kameran placeras i stativ som uppbär rullstolens olika delar. Figur 7 och 8 visar exempel på detta, där linjärlasern 6 och kameran 9 är placerade på en av de balkar 32 som uppbär rullstolens förråd 22 av upprull- ningsvalsar.The measuring method according to the invention is also suitable for use in wheelchairs where the support member is a member other than a support cylinder. Figure 4 illustrates such a wheelchair, where the support member is an endless belt 28 with a support-free portion 29, which runs between two rollers 30, 31. When the paper web is wound up, the paper roll 4 and the support-free portion 29 form a nip 5, through which the paper web passes. A measuring system, similar to that in Figure 4, is provided for calculating the radius and position of the paper roll 4. Given the positions of the rollers 30, 31, the control unit then calculates the indentation of the paper roll 4 of the support-free portion 29 of the belt 28 to regulate the indentation. lO 15 20 25 30 35, - v »~ - | «. = u The light emitting means and the imaging optical system can be placed in several different ways relative to the paper roll. Figure 5 shows a possible placement of the light emitting means, in this case a linear laser 6, and the camera 9. The linear laser 6 and the camera 9 are placed next to each other along a line in the transverse direction of the wheelchair in a stand (not shown) above the paper roll 4 and the support cylinder 2. Figure 6 shows an alternative location, where the linear laser 6 and the camera 9 are located at one side of the wheelchair in a stand (not shown) above the paper roll 4 and the support cylinder 2. The stand can be a separate stand for the device . Alternatively, the linear laser and the camera can be placed in a tripod that supports the different parts of the wheelchair. Figures 7 and 8 show examples of this, where the linear laser 6 and the camera 9 are placed on one of the beams 32 which support the wheelchair's supply 22 of winding rollers.
Det ljusavgivande organet och kameran kan således place- ras på en rad olika sätt. Förutsättningen är emellertid, såsom har nämnts tidigare, att det ljusavgivande organet och kameran är positionerade och inriktade så att det ljusavgivande organet belyser pappersrullen och even- tuellt även bärcylindern längs linjer på deras cylinder- ytor, och att de av kameran avbildade linjerna är krökta kurvor. Förutsatt att dessa krav är uppfyllda kan det ljusavgivande organet och kameran vara placerade innanför pappersbanans bredd, såsom har visats i figurerna 5-8.The light emitting device and the camera can thus be placed in a number of different ways. However, as mentioned earlier, the condition is that the light emitting means and the camera are positioned and aligned so that the light emitting means illuminates the paper roll and possibly also the support cylinder along lines on their cylinder surfaces, and that the lines imaged by the camera are curved curves. . Provided that these requirements are met, the light emitting means and the camera may be located within the width of the paper web, as shown in Figures 5-8.
Alternativt kan det ljusavgivande organet och kameran vara placerade utanför rullstolens bredd, där det finns mindre damm som kan störa mätutrustningen, eller till och med på insidan av taket i den byggnad i vilken rullstolen står.Alternatively, the light emitting means and the camera may be located outside the width of the wheelchair, where there is less dust that may interfere with the measuring equipment, or even on the inside of the roof of the building in which the wheelchair stands.
Det inses att uppfinningen kan kombineras med konventio- nell teknik. Exempelvis kan pappersrullens radie beräknas enligt uppfinningen, medan pappersrullens axelposition 10 15 20 25 30 35 . . > , » v 14 mäts med en konventionell positionsgivare, som företrä- desvis är ansluten till kontrollenheten.It will be appreciated that the invention may be combined with conventional techniques. For example, the radius of the paper roll can be calculated according to the invention, while the axis position of the paper roll 10 15 20 25 30 35. . >, »V 14 is measured with a conventional position sensor, which is preferably connected to the control unit.
Det är föredraget att anordningen arbetar med synligt ljus, företrädesvis synligt laserljus. Det inses emeller- tid att uppfinningen inte enbart är begränsad till ljus- avgivande organ och avbildande optiska system som arbetar i det synliga vàglängdsomrädet, dvs. ungefär 390-770 nanometer. Även mätsystem som arbetar i det ultravioletta, infraröda eller andra vàglängdsomräden kan användas. Förutsättningen är emellertid att de elektro- magnetiska vågorna har sàdana fysiska egenskaper att detekteringen av en distinkt linje på pappersrullens cylinderyta är möjlig. Följaktligen skall begreppen "ljus" och "optik" här inte tolkas som vara förknippade med enbart synliga elektromagnetiska vågor.It is preferred that the device operates with visible light, preferably visible laser light. It will be appreciated, however, that the invention is not limited to light emitting means and imaging optical systems operating in the visible wavelength range, i.e. about 390-770 nanometers. Measuring systems operating in the ultraviolet, infrared or other wavelength ranges can also be used. However, the condition is that the electromagnetic waves have such physical properties that the detection of a distinct line on the cylinder surface of the paper roll is possible. Consequently, the terms "light" and "optics" should not be construed here as being associated with only visible electromagnetic waves.
Pl576SE TOl 020306Pl576SE TOl 020306
Claims (20)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0200691A SE521580C2 (en) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | Winding apparatus for winding a paper web, comprises measuring and controlling equipment comprising light-emitting member, receptive surface, and control unit |
US10/506,126 US20050156078A1 (en) | 2002-03-08 | 2003-03-05 | Apparatus and method for winding a paper web and equipment therefor for controlling nip load |
EP03710562A EP1497211A1 (en) | 2002-03-08 | 2003-03-05 | Apparatus and method for winding a paper web and equipment therefor for controlling nip load |
AU2003214738A AU2003214738A1 (en) | 2002-03-08 | 2003-03-05 | Apparatus and method for winding a paper web and equipment therefor for controlling nip load |
PCT/SE2003/000363 WO2003076320A1 (en) | 2002-03-08 | 2003-03-05 | Apparatus and method for winding a paper web and equipment therefor for controlling nip load |
CN03805114.1A CN1639037A (en) | 2002-03-08 | 2003-03-05 | Apparatus and method for winding a paper web and equipment therefor for controlling nip load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0200691A SE521580C2 (en) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | Winding apparatus for winding a paper web, comprises measuring and controlling equipment comprising light-emitting member, receptive surface, and control unit |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0200691D0 SE0200691D0 (en) | 2002-03-08 |
SE0200691L SE0200691L (en) | 2003-09-09 |
SE521580C2 true SE521580C2 (en) | 2003-11-11 |
Family
ID=20287192
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0200691A SE521580C2 (en) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | Winding apparatus for winding a paper web, comprises measuring and controlling equipment comprising light-emitting member, receptive surface, and control unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE521580C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7799171B2 (en) | 2004-07-01 | 2010-09-21 | Metso Paper, Inc. | Reeling method and system as well as an measuring apparatus |
-
2002
- 2002-03-08 SE SE0200691A patent/SE521580C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7799171B2 (en) | 2004-07-01 | 2010-09-21 | Metso Paper, Inc. | Reeling method and system as well as an measuring apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE0200691D0 (en) | 2002-03-08 |
SE0200691L (en) | 2003-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20050156078A1 (en) | Apparatus and method for winding a paper web and equipment therefor for controlling nip load | |
FI123478B (en) | Strip thickness gauge | |
US6417918B1 (en) | Tire Inspecting method and apparatus | |
CN114586474B (en) | Device for applying a pattern to a coiled continuous substrate by means of radiation | |
JP4915800B2 (en) | Conveyor rail wear inspection device | |
TW201538410A (en) | Method and device for inspecting and tailoring a moving product web | |
US7059984B2 (en) | Device and method for regulating the tension of a running web | |
US6038027A (en) | Method for measuring material thickness profiles | |
JP2007163340A (en) | Plate length measuring device and method for measuring plate length | |
KR101531294B1 (en) | Pipe instrumentation apparatus | |
SE521580C2 (en) | Winding apparatus for winding a paper web, comprises measuring and controlling equipment comprising light-emitting member, receptive surface, and control unit | |
JP2010071778A (en) | Apparatus for measuring outer diameter of large diameter tube | |
US6034772A (en) | Method for processing interferometric measurement data | |
JP2000131024A (en) | Device for measuring thickness profile of material | |
JPH08338708A (en) | Measuring means | |
US8324604B2 (en) | Fiber optic web edge sensor | |
CN107726977A (en) | A kind of position detecting mechanism and method for detecting position | |
JPH05310369A (en) | Winding state monitoring method | |
JP3525760B2 (en) | Surface profile measuring device | |
JP2018132464A (en) | Roller surface shape measurement device and measurement method | |
JP3460473B2 (en) | Method and apparatus for measuring roller diameter in roller table | |
JP3371540B2 (en) | Band-shaped sheet transfer roller, band-shaped sheet tension measuring device, and winding tension measuring device | |
FI85425C (en) | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MAETNING AV DIAMETERN OCH FORMEN PAO ETT CYLINDERFORMIGT STYCKE. | |
EP1099937A1 (en) | Scale reading apparatus | |
JPH0650818A (en) | Measuring device for color |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |