用于监控在连续压机中的钢带的方法以及连续压机与流程

本发明涉及一种用于监控在用于材料板、尤其是木质材料板的连续压机中的环绕运行的钢带的变形部的方法，其中，借助所述钢带在预先选择的带速度的情况下将压力施加到挤压垫上以制成材料板。

并且经由至少在所述钢带一侧上的至少一个光电探测器监控所述环绕运行的钢带的变形部，

其方式为：光发射器将光图案发射到钢带上，并且光接收器采用反射方法接收光图案并且将其传递至分析单元，该分析单元确定变化。

此外，本发明还涉及一种具有用于执行所述方法的光电监控装置的连续压机。

背景技术：

通常将相机用作光接收器。

在本发明中，变形部可理解为在钢带表面中的所有不平整处、异常处或者裂纹。

典型地，材料板、例如由木纤维或者木屑组成的材料板在连续压制过程中制成，在所述连续压制过程中使与粘合剂混合的并且相对于挤压垫散布的材料在两个环绕运行的钢带之间成型并且固化。

特别是材料板的表面受到钢带的表面结构或者说表面质量的影响。在施加压力的情况下将钢带的不平整转移到材料板上。尤其是在极薄板的情况下值得期待的是平整且均匀的产品表面，因此钢带应当尽可能不具有损坏。

此外，钢带是连续压机中成本高昂的独立构件。基于构造方式和有时＞2m/s的高的带速度，在运行期间对典型的损坏情况进行人工监控几乎是不可能的。有损害的运行特性只有在钢带静止并且进行检查的情况下才能识别出，并且由于是已装配状态这也仅具有有限的可行性。

典型的损坏情况尤其包括：

·钢带表面中的凹陷(凹坑)

·表面中的划痕

·边缘裂纹

边缘裂纹例如由于钢带边缘上缺失的圆弧而产生。由此可能产生过高的应力。圆弧的缺失可能是由于边缘区域内的磨损而引起的。

在静止的情况下检查这种钢带非常耗时，因为这种带可能长达200m。在对钢带进行维护的情况下必须手动寻找并且修复每一处损坏。

借助在前序部分中描述的方法例如检查相对短的板材的变形部。这例如从对汽车的挡泥板表面中的损坏或者凹陷的检查中已知。

但是从造纸业(在造纸业中，在压延期间必须监控向纸幅施加压力的钢带)中、例如从ep2304105b1中也已知这种方法。这些钢带没有制造材料板时所使用的钢带那样长。但是尽管如此，对于维护与修复人员来说，找到带中已发现的故障实际上已极为费力。因此，在钢带中找到由光电探测识别出的部位是困难的，因为借助所述方法无法使钢带中的变形部精确地在特定的、可接近的维护点上停止。在这种快速运行的设备的情况下只能将钢带缓慢地制动并且此外无法避免在导向辊上滑动。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是，获取有关钢带状态的自动化信息并且以简单的方式和方法使探测到的变形部对于维护工作而言变得易于接近。

根据所述方法，该任务通过权利要求1的特征解决并且尤其是通过如下方式解决：为钢带配设探测器测量的起始点，该起始点被固定的光电探测器检测到，并且将所有另外的识别到的、与该起始点具有时间或者空间间隔值的变形部传递至分析单元。

这种起始点例如可以是带起动时相机所指向的时间上的或者空间上的点。借助已知的加速和已知的钢带长度能够随时计算该点的瞬时位置。

但是通过这种方式，每个变形部在钢带上的坐标根据探测器测量的起始点是已知的。于是例如在连续运行中通过借助速度和钢带长度计算时间距离来确定这些坐标。由此明确限定在带上的变形部的准确位置。在此，变形部的尺寸以已知的方式从反射测量中测定，使得能够确定极限值，从该极限值起需要进行干预。

特别有利的是，钢带设置有基准标记，该基准标记被光电探测器检测作为探测器测量的起始点。

例如能够将点状的或者线性的、与钢带反差明显的颜色标记确定为基准标记或者以特别简单的方式使用对于光电探测器系统而言易于识别的钢带的连接焊缝。因此，钢带每转动一圈，基准标记会像触发器式地重新被探测器系统检测到并且连续地在仅一圈带环绕运行中就精确地测定相对于变形部的时间或者空间间隔值。由此避免与滑动有关的、相对于仅在启动连续压机时一次性确定的测量起始点可能出现的位移。即每转动一圈均通过基准标记重新设置探测器测量的起始点。

优选的是，在变形部每次经过光电探测器的情况下一并存储时间信息。

此外有利的是，至少在变形部下一次经过光电探测器的情况下将变形部的图像尺寸与此前经过时的图像尺寸进行比较。

以这种方式能够追溯变形部随时间推移的尺寸变化。但是如果超过或者接近事先限定的极限值，则也能够自动生成警告信号。在数据库中为实时数据设置时间信息并且进行存储。由此也能够追溯钢带的随时间推移的局部变化。例如如果钢带在短时间内遭受更多的损坏，则能够将这一情况与过程参数进行比较，以检测可能的原因并且避免进一步的损坏。同样能够简单地监控钢带的一般状态和质量。

应当指出的是，所述分析单元也可以编写有自学习程序，使其在完成学习阶段后能够在变形部发展到特定程度的情况下自主且自动地输出警告信号。

以特别优选的方式由分析单元在监视器上生成钢带的、优选二维的展开的、具有变形部示意图的图像。

在钢带的这种矩形示意图中能够通过已知的位置输入每个变形部的坐标。经由所设置的时间滚动的可能性能够迅速识别每个变形部的变化。通过识别变形部的形成时间点明显简化成因测定。

优选的是，在考虑到分析单元中所存储的相对于探测器测量的起始点的时间或者空间间隔值的情况下，使需要维修的变形部移动到合适的维护位置并且在那里停住。

由于每个变形部例如与基准标记的间距均被检测并且存储，因此在限定的(缓慢的)钢带进给速度的情况下能够将被识别为临界的并且需维护的变形部以简单的方式移动至行至特定位置，在该位置上能够轻松接触到该损坏部位并且进行修复。由此使得发现并且修复变形部对于维护人员而言变得特别容易。为此能够在软件方面规定，简单地借助指示装置(鼠标)在监视器上点击钢带的二维示意图中的变形部。也就是说，如果使用者决定维修钢带中的缺陷部位，则其能够在可视化输出中选取缺陷部位，由此，设备控制装置能够将受损部位移动到事先选定的维修位置上。

优选地，借助校准装置在光接收器的视场内调节光发射器的颜色和/或亮度。

这导致干扰性的周围环境因素对相机系统的影响最小化，例如变化的厂房照明、侧向的光入射、周围环境的变化的色温、以及当前钢带的不同特性。为此，光发射器例如适用于，发射任意的波长(例如通过使用rgbled)。通过调节发光强度和色调能够补偿相应的周围环境影响。例如在红色环境光的情况下可选择蓝色的光图案，以达到与周围环境的极大对比。为了测定周围环境条件，例如有专门印制的校准盘作为校准装置处于相机的视场中。由于所述盘的光图案的色调是已知的，因此能够采用软件技术测定周围环境条件。

在装置方面，所述任务通过用于实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法的连续压机解决，所述连续压机包括：

-至少一个环绕运行的钢带以用于借助通过压力传感器施加的压力压缩运动的挤压垫，

-用于控制钢带速度的控制装置以及

-光电监控装置，该光电监控装置包括光发射器，该光发射器将光图案发射到钢带上；并且该光电监控装置包括光接收器，该光接收器适用于采用反射方法接收光图案并且将其传递至分析单元，所述分析单元确认变化，

并且尤其是通过如下方式解决：

钢带具有探测器测量的起始点，该起始点能够由固定的光电探测器检测到，并且所有另外的已知的、与探测器测量的该起始点具有时间或者空间间隔值的变形部能够被传递至分析单元并且能够存储在那里。

如已在方法权利要求中详细阐述的那样，此外应当优选地

-能够在分析单元中为至少一个检测到的变形部在每次经过光电探测器时设置时间信息，和/或

-钢带的二维图像能够在与分析单元耦联的监视器上与变形部一起显示，和/或

-钢带的驱动装置借助用于控制钢带速度的控制装置适用于，基于所记录的在探测器测量的起始点和变形部之间的间距将临界的变形部移动至维护站。

此外有利的是，在钢带的宽度上延伸的至少一条光线用作光图案。

附图说明

下面借助附图更详细地阐述本发明。附图如下：

图1示出连续压机的进料区域并且示意性地示出探测器和分析单元，

图2示出光发射器，

图3示出钢带上的光图案，

图4a至图4g示出在具有变形部的钢带运动的情况下被反射的光图案的变化，以及

图5示出钢带在监视器上的示意图。

具体实施方式

在图1中可以看到连续双带压机1的进料区域，该连续双带压机例如用于制造材料板、尤其是由木质材料制成的材料板。所示出的是，连续压机1在其基本结构方面包括具有上部的可加热压板7a的压机上部1a和具有下部的可加热压板7b的压机下部1b。框架12(在所述框架中也支撑有压力传感器8以施加压力)连接压机上部1a和压机下部1b。在压机上部1a中以及在压机下部1b中，在构成挤压间隙的情况下引导连续环绕运行的钢带5a、5b以用于未示出的挤压垫，其中，钢带5a、5b在中间插入滚杆10的情况下相对于压板7a、7b支撑。在此，滚杆10借助滚杆支承销栓在连续环绕运行的滚杆链上引导，但是这些滚杆链未示出。所述链经由虚线示出的链导向辊11引导。

钢带5a、5b经由上部的和下部的带转向滚筒9a、9b环绕地引导。当然类似地也在未示出的压机端部上设置有这种类型的带转向滚筒。为了清楚起见，省却连续双带压机1的整体视图，因为钢带5a、5b可能长达两百米。

在连续压机1的示出的进料区域中，上部的钢带5a和下部的钢带5b构成用于未示出的挤压垫的进料楔形部，该进料楔形部也称为进料开口6。

在本实施例中，在每个转向滚筒9a、9b上游安装有光电探测器2。该光电探测器2包括光发射器14(例如led板条)和光接收器15(例如相机系统)。根据压机宽度能够将该宽度上的多个相机的图像结合成一个图像。光发射器14由至少一个光源组成，所述光源直接或者间接地将光图案16投射到反射性的钢带表面上。在本实施例中将光图案16投射到转向滚筒9a、9b的滚动圆周上并且在这里投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上存在高的带应力，由此钢带5a、5b直接靠置在滚筒圆周上。相机系统15不仅检测被投射的光图案16，而且也检查在相机片段中的周围的钢带表面。由于未受损且清洁的钢带5a、5b的均匀的反射特性使被投射的光图案16不失真地被反射并且由相机系统15检测到。光图案16能够以多种形状实施。能够使用棋盘图案、网格线、彩色图像投影等，在本实施例中应示出在钢带的宽度上的至少一个水平的线条。

将通过相机系统记录的被反射的线条发送至分析单元3并且能够在那里检查其变化。被反射的线条也能够显示在监视器17上。如果通过光发射器14施加到钢带表面上的光图案16(在本示例中即为线条)的区域变形，则借助相机系统15接收的反射将失真。

图2示例性地示出光发射器14并且图3示出钢带上的光图案16。光发射器在这里例如包括呈与钢带等宽的led板条形式的光源19、挡板21和扩散器20。箭头表示，发射出两条光线。这两条光线作为光图案16以两个线条的形式映射在钢带5、5a、5b上。示例性地也示出相机片段23，当钢带5、5a、5b运行时，所述相机片段在一定程度上观测反射的光图案。

为了探测变形部能够运用不同的工作原理。钢带表面中的几何形变(例如凹坑或者凹陷)会改变光图案16的反射的反射角并且由此在光学方面导致被投射的光图案的弯曲。与原始图案的偏差会被光接收器15和分析单元3中的相应的分析软件识别。

基于光发射器14的和光接收器15(相机系统)的固定设置的位置，光图案16相对于相机片段23的位置起初是恒定的。由于连续的钢带环绕运行，光图案重复地探测钢带的每个平面点。如果光图案16经过变形部(例如凹坑)，则由于上述的反射角的改变产生光学失真。以线条图案为例，在到达凹坑中心点的情况下可确定最大的径向弯曲。通过在所述弯曲和基线之间的最大偏差能够测定变形部的尺寸。

变形部相对于钢带宽度的位置通过将图像中的弯曲偏转换算成钢带的实际宽度而得出。在运行方向上的位置同样能够采用软件技术测定。为此例如可通过基准标记或者直接从钢带的起点开始追踪钢带的路径。此外能够将现有的特征(例如焊缝)用作触发器式的同步特征。由于钢带5的速度始终经由传感器13测量并且钢带的长度本来就是已知的，因此从探测器测量的起始点或者基准点开始，精准地确定变形部相对于带长度的位置是毫无问题的。

为了更好地理解反射现象，图4a至4g按时间顺序、即类似于影片的单帧画面示出，如何能够识别并且评估变形部。在图4a中可以看到可能的、在未受损的钢带5上具有线条作为光图案的相机片段23。在此，箭头表示钢带环绕运行的方向。在稍后的图4b的时间点上，钢带表面中的几何变形部处于线条上方，即接近光图案的位置，所述变形部由于带环绕运行以其边缘区域与光图案、即线条16相切。由此可确定反射的弯曲。随着钢带5的进一步进给可以确定所述弯曲的扩大(参见图4c)，直至变形部中心点处于光图案线条上。光弯曲此时围绕变形部中心点镜像对称地沿圆周存在(参见图4d)。图4e至图4g示出，变形部如何离开光图案16并且弯曲是如何消失的。

在检测到变形部的情况下将位置和尺寸存储在分析单元3的数据库中。此后能够根据期望按照预先限定的规则向设备操作员进行报告。通过可选的监视器17，设备操作员能够人工评估钢带的状态并且确定局部维修的必要性。

图5示意性地示出处于展开状态24中的带5连同其变形部在监视器17上的示意图。带27的左侧边缘对应于探测的起始点。在设备静止后，通过点击相应的变形部25(参见示出的光标26)，软件能够输出准确的坐标29(相对于探测27的起始点)。此外，由此能够经由相对于设备控制装置4的接口将钢带5移动至事先限定的维护或者维修位置18。由此省去人工寻找受损部位。

对于被点击的变形部不仅示出在展开部24上的精确坐标29，而且此外例如在监视器的右侧配设时间信息，在该时间信息中，变形部25具有示出的尺寸，其中，通过时间选择按键28能够追溯尺寸的变化。

附图标记列表

1连续双带压机

1a上部的压机部分

1b下部的压机部分

2光电探测器

3分析单元

4用于钢带速度的控制装置

5a上部的钢带

5b下部的钢带

6进料开口

7a上部的压板

7b下部的压板

8压力传感器

9a上部的带转向滚筒

9b下部的带转向滚筒

10滚杆

11链导向辊

12框架

13用于钢带速度的测量传感器

14光发射器

15光接收器、相机系统

16光图案，在这里为线条

17监视器

18维护位置

19光源

20扩散器

21挡板

22校准装置

23相机片段

24钢带的展开示意图

25变形部

26光标

27探测的起始点

28时间选择按键

29坐标

30时间信息。