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Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung einer Rolle - Dokument DE3222654C2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3222654C2 18.03.1993
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung einer Rolle
Anmelder Valmet Paper Machinery Inc., Helsinki, FI
Erfinder Koutonen, Pauli;
Alanco, Lars-Erik, Järvenpää, FI
Vertreter Zipse, E., Dipl.-Phys., 7570 Baden-Baden; Habersack, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 16.06.1982
DE-Aktenzeichen 3222654
Offenlegungstag 05.01.1983
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.03.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.03.1993
IPC-Hauptklasse G06K 7/10

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifizierung von Rollen, insbesondere von großen Papierrollen, mit Hilfe eines auf die Stirnfläche der Rolle aufgebrachten Codes, der mehrere nebeneinanderliegende Zeichen aufweist. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

In einer Papierfabrik werden große Papierrollen für verschiedene Lieferungen erzeugt, welche Rollen unterschiedliche axiale Länge, unterschiedlichen Durchmesser und/oder unterschiedliches Gewicht haben können. Rollen, die gleich bezüglich der gerade erwähnten Parameter sind, können unterschiedliche Papiergüten mit unterschiedlicher Dichtigkeit und/oder Zusammensetzung aufweisen. Auch die Verpackungserfordernisse können variieren, z. B. erfordert die Versendung von Rollen an Kunden in Übersee eine viel haltbarere Verpackung als sie erforderlich ist bei Rollen, die an nahegelegene Kunden geliefert werden. Um Lieferverzögerungen zu vermeiden ist es auch wichtig, eine Rolle einer besonderen Art schnell wiederbeschaffen zu können, wenn die ursprüngliche Rollenwicklung mißraten ist oder wenn die Rolle beschädigt worden ist.

In einer automatisierten Papierrollenherstellung und Verpackungslinie werden z. B. das Rollengewicht und der Rollendurchmesser gemessen und die gemessenen Werte werden in die Steuerungs- und Datenverarbeitungseinheit der Linie eingegeben. Eine Etikettiereinheit erzeugt einen Kennzettel für jede Rolle und bringt ihn auf der Stirnfläche der Rolle auf. Der Kennzettel gibt die gemessenen Werte an und er enthält möglicherweise noch weitere Daten zur Identifizierung des Kunden und der Papiergüte der Rolle. Alle Daten sind in Form eines Code ausgedrückt, der sich zum Lesen durch eine automatische Leseeinheit eignet.

Es ist zweckmäßig, einen sogenannten Streifencode zu benutzen, der von einer Reihe nebeneinanderliegender Streifen gebildet wird. Der Code wird quer über die Streifen gelesen, indem der Wert der Codestreifen einer nach dem anderen abgetastet wird. Um das Lesen des Code zu erleichtern, ist der Kennzettel gewöhnlich auf die Mitte der Rollenstirnfläche aufgebracht. Nichtsdestotrotz ergeben sich Veränderungen in der vertikalen Lage des Kennzettels, da die Rollendurchmesser beträchtlich variieren können. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Abtastebene der Leseeinheit in keiner Verbindung mit der zufälligen Ausrichtung des Kennzettels steht. Es ist bekannt, dieses Problem dadurch auszuschalten, daß die Rolle gedreht wird, während der Code durch Abtasten der gesamten Rollenstirnfläche mittels eines schmalen, gebündelten optischen Strahls gelesen wird. Die Abtastbewegung des Strahls hat somit die gesamte Stirnfläche der Rolle zu überdecken. Dies ist mühsam, zeitaufwendig und unwirtschaftlich. Überdies erfordert die Rollendrehung Drehantriebe, die die Kosten erhöhen. Die Drehung einer mehrere Tonnen wiegenden Rolle ist langsam, was den gesamten Rollenhandhabungsvorgang verlangsamt.

In der US-PS 38 89 102 ist eine Vorrichtung zum Lesen von Strichcodes beschrieben, bei der ein Abtaststrahl achsnormal zur Ebene des Strichcodes so lange gedreht wird, bis der Abtaststrahl den gesamten Strichcode von vorne bis hinten erfaßt.

Aus der EP-A1 00 27 594 ist weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Identifizieren von Strichcodes auf Gegenständen bekannt. In dem Verfahren wird der Gegenstand in parallel zueinander verlaufenden Zeilen abgerastert. Aus den Schnittpunkten zwischen den Rasterzeilen und den Kontrastlinien des Identifikationscodes werden Zählkoordinaten ermittelt und gespeichert, wenn das betreffende Kontrastlinienmuster erkannt wird. Aus diesen Koordinaten wird der Schnittwinkel und die Größe des Kontrastlinienmusters berechnet, wonach in einem zweiten Lesevorgang der Strichcode in richtiger Richtung abgelesen wird, wobei nur eine Leselänge ausgewertet wird, die leicht über die Länge des Strichcodes hinausgeht. Das Lesen von an der Rollenstirnfläche einer Rolle aufgebrachten Strichcodes wird jedoch dann erschwert, wenn Rollen unterschiedlichen Durchmessers vorliegen und somit ein sehr großer Bereich der Stirnfläche abgetastet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Identifizierung von Rollen zu schaffen, das sich für eine automatisierte Rollenhandhabung mit einer schnellen und sicheren Identifizierung von Rollen unterschiedlichen Durchmessers eignet.

Außerdem soll mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden, mit welcher Vorrichtung die Identifizierung der Rollen rasch, genau und wirtschaftlich erfolgen kann.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Rollencode kann leicht durch Benutzen einer an sich bekannten kombinierten optischen Sende-Empfängereinheit, vorzugsweise einer Lasereinheit, gelesen werden, welche Einheit in einer Ebene eine Abtastung über einen begrenzten Winkel ausführt. Durch die lineare Bewegung des optischen Strahls kann eine gute Ausrichtung des Strahls am Zettelcode erhalten werden. Alle Elemente des Code werden gelesen, indem die Abtastung sich leicht über die Codebreite an beiden Enden erstreckt. Die für den Abtastvorgang benötigte Zeit wird wirtschaftlich genutzt, da im wesentlichen nur die eine Information enthaltende Fläche überstrichen wird. Durch Drehen der Abtastebene so, daß sie den gesamten Code überquert, können alle Elemente des Code leicht gelesen werden.

Der Mittelpunkt des Abtastwinkels wird so eingestellt, daß er zwischen das erste und das letzte Zeichen des Codes fällt. Dann wird die Abtastebene jederzeit den Code zumindest teilweise schneiden. Durch Einstellung der Größe des Abtastwinkels entsprechend etwa der zweifachen Breite des Code wird die Abtastung sich mit Sicherheit über den gesamten Code erstrecken, ohne unnötig weit über ihn hinauszugehen.

Zum Einstellen der Abtastung des mittig auf die Rollenstirnfläche aufgebrachten Kennzettels wird die Sender-Empfängereinheit entsprechend dem gemessenen Wert des Rollendurchmessers in vertikaler Richtung bewegt, bis der Mittelpunkt der Abtastung nahe der Rollenachse liegt.

Eine vorteilhafte Art zur Ausführung dieser Positionierung besteht darin, in an sich bekannter Weise die Vertikalbewegungen der Sender-Empfängereinheit und der Einrichtung zur Messung des Rollendurchmessers zu kombinieren, so daß die Bewegung der Sender-Empfängereinheit etwa halb so groß ist wie die Bewegung der Meßeinrichtung. Die Einrichtung zur Messung des Rollendurchmessers kann auch Korrektureinrichtungen umfassen, die den von dem Horizontalabstand zwischen den Rollenstützwalzen verursachten Einfluß auf die Lage des Rollenmittelpunkts berücksichtigen. In einer automatischen Rollenbehandlungsanlage kann die Korrektur einbezogen werden, indem sie berechnet und dem Steuerungszentrum der Anlage zwecks genauer Positionierung der Sender-Empfängereinheit zugeführt wird.

Indem die Abtastebene mit einer Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, die wesentlich kleiner ist als die Winkelgeschwindigkeit der Abtastung, bleibt die Codelesegenauigkeit unbeeinflußt von der Drehung der Abtastebene. Das Verhältnis zwischen der Abtastwinkelgeschwindigkeit und der Drehgeschwindigkeit der Abtastebene sollte vorteilhaft 10 : 1 übersteigen. Damit wird sichergestellt, daß mehrere Abtastungen den gesamten Code überstreichen. Die Abtastung kann beendet werden, nachdem der Empfänger eine Signalgruppe aufgenommen hat, die sowohl das erste als auch das letzte Zeichen des Code einschließt. Dies zeigt an, daß die notwendige Information erhalten worden ist. Es können auch mehrere Lesevorgänge zur Bestätigung dieser Information erfolgen.

Durch kontinuierliches Drehen der Abtastebene um höchstens 180° wird zumindest einmal eine momentane Ausrichtung der Ebene bezüglich des Codes erhalten werden, bei der alle Zeichen des Codes abgetastet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1.

In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 1 eine große Papierrolle bezeichnet, an deren Stirnfläche 2 ein Kennzettel 3 angebracht ist. Der Kennzettel 3 trägt zur Rollenidentifizierung einen Streifencode 4 aus parallelen Streifen 5. Zur Kennzeichnung des vorderen und hinteren Endes des Code sind ein erster Streifen 5a und ein letzter Streifen 5b besonderer Art vorgesehen. Zum Lesen des Code 4 dient eine optische Sender-Empfängereinheit 6, vorzugsweise eine Lasereinheit, die einen schmalen, gebündelten Strahl 7 aussendet. Der Strahl 7 streicht rasch in einer Ebene 8 über einen begrenzten Abtastwinkel a. Der Auftreffpunkt 9 des Strahls 7 auf der Rolle 1 bewegt sich längs einer Linie 10 auf der Rollenstirnfläche 2. Die Sender-Empfängereinheit 6 ist drehbar in einem Traggestell 16 gehalten, so daß die Abtastebene 8 um eine in dieser Ebene liegende Achse 11 gedreht werden kann. Die Winkelgeschwindigkeit der Bewegung des Abtaststrahls kontinuierlich vor und zurück ist wesentlich höher als die Drehgeschwindigkeit der Ebene 8 um die Achse 11.

In der Zeichnung sind schematisch eine Einrichtung 13 zum Messen des Rollendurchmessers und eine Einrichtung 15 für eine Vertikalbewegung 15a der Einrichtung 13 dargestellt. Die Durchmessermeßeinrichtung kann z. B. eine mechanische Schieblehre sein, deren starre Backe von einem Walzenpaar 12 zum Abstützen der Rolle 1 gebildet wird. Der Abstand zwischen der starren Backe und der auf der Oberseite des Rollenmantels aufliegenden beweglichen Backe wird elektrisch ermittelt und der gemessene Wert wird in einen den Vorgang steuernden Rechner eingegeben. Die Sender-Empfängereinheit 6 wird in vertikaler Richtung entsprechend dem gemessenen Durchmessermaß der Rolle 1 eingestellt, so daß der Mittelpunkt 10a des Abtastwinkels in oder nahe der Längsachse der Rolle 1 zu liegen kommt. Zum vertikalen Bewegen der Meßeinrichtung 13 und der Sender-Empfängereinheit 6 sind Verlagerungseinrichtungen 15 und 14 vorgesehen, wie z. B. Ketten- oder Bandantriebe. Diese können so miteinander verbunden sein, daß die Bewegung 14a der Sender-Empfängereinheit 6 etwa halb so groß ist wie die Bewegung 15a. Die Verbindungsglieder sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Es können übliche Einrichtungen hierfür verwendet werden.

Aufgrund der Drehung der Abtastebene 8 dreht sich die Abtastlinie 10 um einen Punkt 10a, wie es durch Pfeile 18 in Fig. 2 dargestellt ist. Da die Vor- und Zurück-Abtastgeschwindigkeit des Strahls 7 beträchtlich höher ist als die Drehgeschwindigkeit der Ebene 8, wird der Code mehrmals gelesen. Dabei erfolgt zumindest eine Lesung so, daß der Code 4 in richtiger Reihenfolge gelesen wird, beginnend beim ersten Streifen 5a, weiter über die Datastreifen 5, und endend beim letzten Streifen 5b.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel trifft der Strahl 7 im wesentlichen senkrecht auf den Zettel 3 auf. Dies ist jedoch nicht zwangsnotwendig zur Ausführung eines Lesevorgangs. Wenn der Kennzettel 3, der von einem an den Rollenkern befestigten Kopfteil 17 getragen wird, Streifenmaterial mit retroreflektierenden Eigenschaften aufweist, d. h. mit einer Reflexion in Richtung des einfallenden Strahls, so muß der Strahl 7 nicht senkrecht auf den Kennzettel 3 auftreffen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, Abwandlungen sind innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche möglich. Das Drehen der Abtastebene 8 um die Achse 11 kann beispielsweise auch durch Veränderung der Optik der Sender-Empfängereinheit 6 erfolgen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Identifizierung von Rollen (1), insbesondere von großen Papierrollen, mit Hilfe eines auf die Stirnfläche (2) im Bereich der Rollenachse der Rolle (1) aufgebrachten Codes (4), der mehrere nebeneinanderliegende Zeichen (5a, 5, 5b) aufweist und durch eine kombinierte optische Sender-Empfängereinheit (6) gelesen wird, indem die Sender-Empfängereinheit (6) entsprechend dem gemessenen Rollendurchmesser in vertikaler Richtung bewegt wird, bis der Mittelpunkt (10a) des Abtastwinkels (a) nahe der Längsachse der Rolle (1) liegt, und ein optischer Strahl (7) in einer Ebene (8) einen begrenzten Abtastwinkel (a) überstreicht, wobei die Abtastebene (8) um einen Drehpunkt (10a) gedreht wird, bis zumindest eine über den gesamten Code (4) hinweggehende Abtastung (10) erhalten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung (10) derart eingestellt wird, daß ihre Mitte zwischen das erste und das letzte Zeichen (5a, 5b) des Codes (4) fällt, und daß der Abtastwinkel (a) höchstens zweimal der Breite des Codes (4) entsprechend eingestellt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Drehen der Abtastebene die Sender-Empfängereinheit (6) gedreht wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalbewegung (14a) der Sender-Empfängereinheit (6) von der Vertikalbewegung (15a) einer Rollendurchmesser- Meßeinrichtung (13) gesteuert wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalbewegung (14a) der Sender-Empfängereinheit (6) auf etwa die Hälfte der Vertikalbewegung (15a) der Meßeinrichtung (13) eingestellt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, durch gekennzeichnet, daß die Abtastebene (8) mit einer Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, die beträchtlich geringer ist als die Winkelgeschwindigkeit der Abtastung (10) des Strahls (7).
  7. 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastebene (8) höchstens um 180° gedreht wird.
  8. 8. Vorrichtung zur Identifizierung von Rollen (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit Einrichtungen zum Messen und Identifizieren einer Rolle (1) mit Hilfe eines an der Stirnfläche (2) im Bereich der Rollenachse der Rolle angebrachten Codes (4), der mehrere nebeneinanderliegende Zeichen (5a, 5, 5b) aufweist, mit einer kombinierten Sender-Empfängereinheit (6) zum Abtasten und Lesen des Codes (4), und mit Einrichtungen (14, 15) zum Bewegen der Sender-Empfängereinheit (6) in vertikaler Richtung und zum Steuern der Vertikalbewegungen der Sender-Empfängereinheit (6) im Verhältnis zum Rollendurchmesser derart, daß die Sender-Empfängereinheit in oder nahe der Längsachse der Rolle (1) gehalten wird.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Drehen der Abtastebene (8) der Sender-Empfängereinheit (6), so daß die Abtastung (10) zumindest einmal den gesamten Code (4) überstreicht, und durch Einrichtungen zum Verarbeiten der Leseinformation und zum Beendigen des Abtastvorgangs bei Empfang einer Signalgruppe, die das erste und das letzte Zeichen (5a, 5b) des Codes (4) umfaßt.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender-Empfängereinheit (6) drehbar gehalten ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender-Empfängereinheit (6) als Lasereinheit ausgebildet ist.






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