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用于监控连续压机中钢带的材料附着的方法和连续压机

文献发布时间:2023-06-29 06:30:04


用于监控连续压机中钢带的材料附着的方法和连续压机

技术领域

本发明涉及一种用于对在用于材料板、特别是木质材料板的连续压机中的循环钢带的材料附着进行监控的方法,其中借助于所述钢带在预先选择的带速度下对压制垫施加压力以制作材料板,并且经由至少一个光电检测器至少在钢带的一侧通过如下方式监控该循环钢带的材料附着,即光发射器将光图案发射到所述钢带上,并且光接收器通过反射方法接收所述光图案且传送给确定变化的分析评估单元。

另外,本发明还涉及一种具有光电监控设备的、用于实施所述方法的连续压机。

背景技术

通常将相机用作光接收器。

材料附着在本发明中是指压制垫的脱落部分的沉积物,这些沉积物由于其特性而粘附在钢带上。下面,有时也将这些材料附着称为结垢。

通常,材料板在一个连续挤压过程中例如由木质纤维或者木屑形成,在所述挤压过程中与粘合剂混合并分撒成一个压制垫的材料在两个循环钢带之间被成形和固化。然而,原则上也可以(共同)使用其他材料例如塑料的纤维。

如果仍然具有粘合材料或者粘合剂的部分从压制垫中脱落的话,会容易发生例如切屑附着在钢带上,这在钢带上导致非预期的凸起。材料板的表面特别是受钢带的表面结构或者表面品质影响。在施加的挤压力下,钢带上通过材料附着形成的局部凸起在每个循环中都压入压制垫中,使得后期的板局部有缺陷。特别是在超薄板的情况中,平坦且均匀的产品表面是所期望的,并且钢带上的材料附着会对产品如此产生负面影响,使得甚至可能导致废板。

另外,钢带是连续压机成本最高的单个部件。由于结构和有时>2米/秒的高带速之故,在运行期间手动监控典型的损害图像几乎是不可能的。只有在停止运转和检查钢带时才能够识别到有害的运行特性,并且由于安装的状态也很难充分地实现这一点。然而,即使是连续作用的清洁设备,例如通过使用一个添加或者不添加溶剂的(旋转)清洁刷,也只能在一定程度上保持钢带表面清洁。如果这个清洁设备持续作用于钢带上的话,甚至可能产生较高磨损的烦扰后果。

另外,一旦钢带进入挤压间隙,钢带上的材料沉积在这些位置上在该钢带上导致更高的压力。这会对所述钢带产生负面影响并对其造成持续损伤,其中可能产生塑性变形,该塑性变形在制成的材料板上反映出来。

在停止运转时检查这样的钢带的材料附着是非常耗时的,因为一个这样的钢带可长达200米。在检查钢带时,必须手工寻找每个材料附着并去除。

在造纸工业中将光电检测器用于监控钢带是众所周知的,其中在砑光过程中必须对在纸幅面上施加压力的钢带进行监控。例如在EP 2304105B1中说明了这样一种方法。然而,在造纸工业中很少涉及粘性附着物,因而EP 2304105 B1中说明的检测器只用于识别钢带中的裂纹或者变形。

发明内容

本发明的目的是获得有关可能的钢带附着物的自动信息,并通过简单的方式方法使检测到的材料附着便于清洁作业。

这个目的在方法方面通过权利要求1的特征得以实现、特别是通过如下方式实现:将在检测器测量开始之后在所述钢带上识别到的材料附着(物)连同绝对的或者彼此相对的时间间距值或者距离间距值传送给分析评估单元。

为了检测材料附着,对反射图案的连续性进行监控。如果反射的钢带表面被材料附着(大多为木材,不反射)覆盖的话,反射图案就在这个位置被中断。与原始图案的偏差由相机和分析评估单元的相应的分析评估软件进行分析评估。

通过这种方式,然而也已知清除钢带上通过检测器测量被确定的各个材料附着。在钢带循环一圈后,总是重新检测到同样的材料附着,从而在连续运行中例如通过计算出时间上的间隔借助于预先选择的带速度来确定材料附着之间的坐标。由此明确地/单义地确定了材料附着在钢带上的精确位置。在此,由反射测量来确定材料附着的尺寸,从而可以确定一个极限值,超过这个极限值就需要进行干预。

如果为所述钢带设置一个参考标记,光电检测器将该参考标记用作检测器测量起点,是特别有利的。

一个这样的起点例如可以是时间上的或者空间上的点,相机在钢带起动时对准该点。借助于已知的速度增加和已知的钢带长度,可以随时算出所述点的瞬间位置。

作为参考标记可以使用一个由光电检测器本身检测的标记,或者一个通过另一个传感器检测的标记,所述另一个传感器将这个点传送给分析评估单元。

在第一种情况中,例如一个点状的或者线性的、与钢带反差明显的彩色标记可以确定为参考标记,或者以特别简单的方式可以使用对于光电检测器系统而言可容易识别的钢带连接焊缝作为参考标记。这样,钢带每转一圈,所述参考标记就类似触发器重新由检测器系统检测一次,并且连续地在仅仅一个钢带循环中就精确地确定与材料附着的时间间距值或者距离间距值。

如果所述参考标记未被光电检测器检测,那么参考标记还可以由另一个传感器记录/拍摄并作为起动信号传送给光电检测器。此处,例如可以考虑感应式传感器,其对钢带中的一个或者多个缺口作出反应的。然而,也可以将(例如通过钢带转向滚筒)驱动钢带的电机的驱动信号用于精确地触发起点或者参考点。

由此消除了与打滑相关的偏移,该偏移可能相对在起动连续压机时仅一次确定的测量起点发生。因此,在每旋转一圈时都通过参考标记重新设置检测器测量的起点。

优选,在材料附着每次经过所述光电检测器时,均同时存储一个时间标识。

另外,有利的是,在材料附着至少另一次经过所述光电检测器时,与之前发生的经过之一比较材料附着的图像尺寸。

通过这种方式,可以随着时间追踪材料附着的尺寸发展。然而,当超过或者接近一个事先确定的极限值时,也会自动产生一个警告信号。

实时数据在一个数据库中被标注有时间标识并且被存储。因此钢带的局部变化也可随着时间被追踪的。如果钢带例如在短时间内经历越来越多的材料附着的话,可以将这个状况与工艺参数进行比较,以查明可能的原因和避免进一步的材料附着。同样可以简单地监控钢带的基本状况和质量。

需要指出的是,所述分析评估单元也可以编程为自学的,从而它在学习阶段后在材料附着发展到一定程度时能够独立和自动地发出一个警告信号。

特别优选的方式是,由所述分析评估单元在显示器上产生钢带的优选二维展开图像,该展开图包括材料附着显示。

每个材料附着的坐标都可以通过已知的位置记入钢带的这个矩形示图中。通过所提供的时间滚动的可能性,可以迅速识别每个材料附着的发展。通过对材料附着的产生时间点的识别,大大简化了原因的查明。

优选在考虑到分析评估单元中所存储的、相对于检测器测量起点的时间间距值或者距离间距值的情况下,将有害的材料附着移动到合适的清洁位置,并使之停在那里。在那里,手动或者利用清洁设备将材料附着至少部分清除。清洁设备例如可以通过一个可调节的旋转刷构成,该旋转刷不必在整个钢带宽度上延伸,而是根据具体情况可以构造为可横向运动的。此外或者作为备选方案,可以将清洁剂或者溶剂喷洒到钢带上。

因为检测并存储每个材料附着例如与参考标记的距离,所以因此可以将被识别为严重的和需维修的材料附着通过简单的方式在规定的(缓慢的)钢带进给速度的情况下移动到一个规定的位置,在那里可以容易地够到并清洁这个部位。以此使得维修人员特别容易地找到并清除材料附着。为此可以利用软件规定,在显示器上简单地利用一个指向设备(鼠标)在二维的钢带示图中点击材料附着。如果使用者决定清除刚带上的材料附着的话,他就可以在可视输出中选择结垢,由此设备控制系统将损坏部位移动到事先选择的清洁位置。在那里,可以手动地或者利用示例性说明的清洁设备清洁这个部位。然后清洁设备应该在材料附着位于清洁位置中时被激活或者只有在这时才可以激活,以便不使钢带持续受力。由于清洁装置与钢带之间的材料接触,在钢带表面上发生磨蚀导致的自然磨损。所以,期望将干预时间保持尽可能短。本发明在设备操作员不必进行操作的情况下使这一点成为可能。

优选借助于光接收器视域内的校准装置调节光发射器的颜色和/或亮度。

这将干扰相机系统的环境影响降到了最小程度,所述环境影响例如是改变的车间照明、侧向的光射入、改变的环境色温以及当前的钢带的不同特性。为此,所述光发射器例如适合于发射任何波长(例如通过使用三原色发光二极管(RGB LED))。通过调节发光强度和色调,可以对相应的环境影响进行补偿。例如在略呈红色的环境光的情况中应选择蓝色光图案,以达到与周围环境的最大对比。为了确定环境条件,例如一个专门打印的校准盘作为校准装置位于相机视域内。由于这个校准盘的光图案的色调是已知的,所以能够通过软件确定环境条件。

在设备方面,所述目的通过一种连续压机得以实现,其包括

至少一个用于通过由压力施加器施加的压力将移动的压制垫压实的循环的钢带;

用于调节钢带速度的控制系统;和

光电监控设备,其包括将光图案发射到钢带上的光发射器和包括光接收器,该光接收器适合通过反射方法接收光图案并传送给确定变化的分析评估单元,

该连续压机用于实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法,并且尤其是其特征在于:所述钢带具有检测器测量的起点,并且所有另外的被识别的材料附着连同从该检测器测量的起点起的时间间距值或者距离间距值能够被传送给分析评估单元并能够存储在分析评估单元中。

如已经在方法权利要求中详细阐述的那样,另外优选

-至少一个检测到的材料附着在每次经过光电检测器时都应该可以在分析评估单元中配置一个时间标识,和/或

-所述钢带的二维图像应该可以连同材料附着一起显示在与分析评估单元联接的显示器上,和/或

-所述钢带的驱动装置应该借助用于调节钢带速度的控制系统适合于:根据所记录的在检测器测量的起点与材料附着之间的距离使严重的材料附着移到维修或维护站。

另外,如果将至少一条在钢带宽度上延伸的光线用作光图案的话,是有利的。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。附图中示出:

图1示出了连续压机的入口和示意性地示出了检测器和分析评估单元;

图2示出了一个光发射器;

图3示出了钢带上的光图案;

图4a至4c示出了在具有材料附着的钢带移动过程中反射的光图案的变化;和

图5示出了显示器上的钢带示图。

具体实施方式

在图1中可以看到一个连续双带压机1的入口区域,如该双带压机用于制作材料板、特别是由木质材料构成的材料板那样。示出了所述连续压机1在其基本结构中具有一个带有能被加热的上部压板7a的压机上部1a和一个带有能被加热的下部压板7b的压机下部1b。框架12将压机上部1a和压机下部1b连接,用于施加压力的压力施加器8也支撑在该框架中。在压机上部1a中以及在压机下部1b中,环绕循环的钢带5a、5b在形成一个用于未示出的压制垫的挤压间隙的情况下被引导,其中所述钢带5a、5b在中间连接有辊棒10的情况下支撑到压板7a、7b上。在此,辊棒10通过辊棒支承销轴在未示出的环绕循环的辊棒链条上被引导。链条经由点画线表示的链条转向辊11引导。

钢带5a、5b经由上部和下部的钢带转向滚筒9a、9b循环引导。当然,类似地在未示出的压机端部也设有这样的钢带转向滚筒。出于清楚的原因,未示出连续双带压机1的总图,因为钢带5a、5b可以长达两百米。

在所示出的连续压机1的入口区域中,上部钢带5a和下部钢带5b形成一个用于未示出的压制垫的楔形入口区域,其也被称为导入口6。

在所述实施例中,在每个转向滚筒9a、9b前布置有一个光电检测器2。该光电检测器2由一个光发射器14(例如一个LED条)和一个光接收器15(例如一个相机系统)构成。根据压机宽度,可以将所述宽度上的多个相机的图像组合形成一个图像。光发射器14由至少一个光源构成,该光源直接或者间接地将一个光图案16投射到反射的钢带表面上。在该实施例中,光图案16朝向转向滚筒9a、9b的辊周面投射,并且在此射到上部或者下部钢带5a、5b的钢带表面上。在转向滚筒9a、9b上存在高的带张力,从而钢带5a、5b直接靠置在滚筒周面上。相机系统15在相机取景框中既探测投射的光图案16,也探测周围的钢带表面。由于完好无损的和清洁的钢带5a、5b的均匀的反射特性,投射的光图案16不失真地被反射并被相机系统15检测到。所述光图案16可以设计为各种不同的形状。可以使用棋盘图案、光栅线、彩色图像投影等,在这个实施例中应该在光带的宽度上显示至少一条水平线。然而,原则上也可以将光图案投射到钢带5a、5b的不是笔直地围绕转向滚筒9a、9b延伸的其他位置上。

由相机系统记录下来的反射线被传输给一个分析评估单元3,并可以在那里被检查是否出现变化。所述反射线也可以显示在一个显示器17上。若材料附着遮住了光发射器14投到钢带表面上的光图案16(在这个示例中即一条线)的区域,利用相机系统15接收/拍摄的反射就会发生变化甚至完全消失。

例如,图2示出了一个光发射器14,并且图3示出了钢带上的光图案16。光发射器在此例如包括一个形式上为一个与钢带同宽的发光二极管条的光源19、一个遮光板21和一个扩散器20。箭头表示发射出两条光线。这些光线以两条线的形式作为光图案16成像在钢带5、5a、5b上。例如,还标出了相机取景框23,该相机取景框在钢带5、5a、5c移动时实际上监视这个反射的光图案。

为了检测上述材料附着,可以采用不同的工作原理。在钢带表面中的几何变形改变光图案16的反射出射角并且从而在光学上导致投射的光图案弯曲。然而,通常情况下,当光图案在材料附着上行进时,光图案就完全不再被反射。通过光接收器15和分析评估单元3中的相应的分析评估软件识别与原始图案的偏差。

由于光发射器14和光接收器15(相机系统)的位置设置为固定的,光图案16相对于相机取景框23的位置最初是恒定的。通过连续的钢带循环,光图案反复扫描钢带的每个面点。如果一个材料附着通过所述光图案的话,就出现刚才阐述的效果。

通过将图像中未反射的条段或者面部段转换为钢带的真实宽度,获得材料附着相对于钢带宽度的位置。同样可以通过软件确定沿行进方向的位置。为此需要例如经由一个参考标记或者干脆从钢带的起始点起追踪钢带的行程。此外,已有的特征如焊缝可以用作类似触发器的同步特征。因为通过传感器13持续地测量钢带5的速度并且钢带长度本来就是已知的,所以参照带长度从检测器测量的起点或者参考点起精确确定材料附着的位置并不是问题。

为了更好地理解反射现象,图4a至4c作为时间顺序、即实际上作为影像的单帧图像示出了如何能够识别和评估材料附着。在图4a中可以看到一个可能的相机取景框23,其具有一条直线作为钢带5上的光图案16,其中该光图案16刚好没扫过材料附着25。在此,箭头表示钢带循环的方向。在所述直线上方,即在靠近光图案的地方,在钢带表面上有一个几何状的材料附着25,该材料附着随后由于钢带循环而以其边缘区域与光图案、即直线16相切。因此,直到材料附着中心位于光图案线上为止,可以确定反射中断(参照图4b)。示图4c示出了材料附着如何离开光图案16,光图案重新连续延伸。

在检测到材料附着时,将位置和大小存储在分析评估单元3的数据库中。然后可以按照要求,根据事先确定的规则给设备操作员发送一个报告。所述设备操作员可以通过一个可选的显示器17手动评估钢带的状况,并确定局部修复的必要性。

图5示意性地示出了展开状态中的钢带5连同其材料附着在显示器17上的视图。钢带的左侧边缘27对应于检测起点。在设备停止运转之后,通过鼠标点击一个相应的材料附着25(参见示出的光标26),软件可以输出与检测起点27相关的精确坐标29。另外,钢带5因此可以经由一个通向设备控制系统4的接口移动到事先确定的清洁位置18。在图1中示出了,清洁位置18可以配备一个可向着钢带5、5a、5b调节的清洁刷18a。然而,在此也可以选择任何其他形式的清洁剂/清洁装置,包括喷洒液体溶剂。因此省去了操作者手动寻找材料附着位置的作业。

关于点击的材料附着,不仅在展开图24上示出了精确的坐标29,此外例如还在显示器的右侧配置了一个时间标识30,在该时间标识时材料附着25具有所示出的尺寸,其中通过时间选择键28可以追溯尺寸的发展。

附图标记列表

1 连续双带压机

1a 上部压机部分

1b 下部压机部分

2 光电检测器

3 分析评估单元

4 钢带速度控制系统

5a 上部钢带

5b 下部钢带

6 导入口

7a 上部压板

7b 下部压板

8 压力施加器

9a 上部的钢带转向滚筒

9b 下部的钢带转向滚筒

10 辊棒

11 链条转向辊

12 框架

13 钢带速度传感器

14 光发射器

15 光接收器,相机系统

16 光图案,此处直线

17 显示器

18 清洁位置

18a可附接的清洁刷

19 光源

20 扩散器

21 遮光板

22 校准装置

23 相机取景框

24 钢带5的展开图

25 材料附着

26 光标

27 检测起点

28 时间选择键

29 坐标

30 时间标识

技术分类

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