DE3222654C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identi
fizierung von Rollen, insbesondere von großen Papierrol
len, mit Hilfe eines auf die Stirnfläche der Rolle auf
gebrachten Codes, der mehrere nebeneinanderliegende Zei
chen aufweist. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrich
tung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In einer Papierfabrik werden große Papierrollen
für verschiedene Lieferungen erzeugt, welche Rollen un
terschiedliche axiale Länge, unterschiedlichen Durchmes
ser und/oder unterschiedliches Gewicht haben können.
Rollen, die gleich bezüglich der gerade erwähnten Para
meter sind, können unterschiedliche Papiergüten mit un
terschiedlicher Dichtigkeit und/oder Zusammensetzung auf
weisen. Auch die Verpackungserfordernisse können variieren,
z. B. erfordert die Versendung von Rollen an Kunden in
Übersee eine viel haltbarere Verpackung als sie erfor
derlich ist bei Rollen, die an nahegelegene Kunden ge
liefert werden. Um Lieferverzögerungen zu vermeiden ist
es auch wichtig, eine Rolle einer besonderen Art schnell
wiederbeschaffen zu können, wenn die ursprüngliche Rol
lenwicklung 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 ge
messenen Werte an und er enthält möglicherweise noch wei
tere Daten zur Identifizierung des Kunden und der Papier
güte der Rolle. Alle Daten sind in Form eines Code aus
gedrückt, der sich zum Lesen durch eine automatische
Leseeinheit eignet.
Es ist zweckmäßig, einen sogenannten Streifen
code zu benutzen, der von einer Reihe nebeneinanderlie
gender 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. Nichts
destotrotz ergeben sich Veränderungen in der vertikalen
Lage des Kennzettels, da die Rollendurchmesser beträcht
lich variieren können. Ein weiteres Problem besteht da
rin, daß die Abtastebene der Leseeinheit in keiner Ver
bindung mit der zufälligen Ausrichtung des Kennzettels
steht. Es ist bekannt, dieses Problem dadurch auszuschal
ten, 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 ver
langsamt.
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 Schnitt
punkten 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 aufge
brachten 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 Ver
fahren 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 wel
cher 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 An
spruch 8 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen beschrieben.
Der Rollencode kann leicht durch Benutzen einer
an sich bekannten kombinierten optischen Sende-Empfänger
einheit, 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 ge
nutzt, da im wesentlichen nur die eine Information ent
haltende Fläche überstrichen wird. Durch Drehen der Ab
tastebene so, daß sie den gesamten Code überquert, kön
nen alle Elemente des Code leicht gelesen werden.
Der Mittelpunkt des Abtastwinkels wird so einge
stellt, 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 zwei
fachen Breite des Code wird die Abtastung sich mit Sicher
heit 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 Posi
tionierung besteht darin, in an sich bekannter Weise die
Vertikalbewegungen der Sender-Empfängereinheit und der
Einrichtung zur Messung des Rollendurchmessers zu kombi
nieren, 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 verur
sachten Einfluß auf die Lage des Rollenmittelpunkts be
rücksichtigen. In einer automatischen Rollenbehandlungs
anlage kann die Korrektur einbezogen werden, indem sie
berechnet und dem Steuerungszentrum der Anlage zwecks
genauer Positionierung der Sender-Empfängereinheit zuge
führt wird.
Indem die Abtastebene mit einer Winkelgeschwindig
keit gedreht wird, die wesentlich kleiner ist als die
Winkelgeschwindigkeit der Abtastung, bleibt die Codelese
genauigkeit unbeeinflußt von der Drehung der Abtastebene.
Das Verhältnis zwischen der Abtastwinkelgeschwindigkeit
und der Drehgeschwindigkeit der Abtastebene sollte vor
teilhaft 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 nach
folgend anhand beigefügter Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Aus
führungsform 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 paralle
len Streifen 5. Zur Kennzeichnung des vorderen und hin
teren 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-Empfänger
einheit 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 Be
wegung 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 dar
gestellt. 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 Bewe
gung 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 Ein
richtungen 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-Ab
tastgeschwindigkeit 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 Data
streifen 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 ge
tragen 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 Aus
führungsform 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-Empfängerein
heit 6 erfolgen.
Claims (11)
1. Verfahren zur Identifizierung von Rollen (1), insbe
sondere 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 opti
sche Sender-Empfängereinheit (6) gelesen wird, indem die
Sender-Empfängereinheit (6) entsprechend dem gemessenen Rol
lendurchmesser 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) hinweg
gehende Abtastung (10) erhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastung (10) derart eingestellt wird, daß ihre Mitte zwi
schen 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. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Drehen der Abtastebene die Sender-Empfängereinheit
(6) gedreht wird.
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. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertikalbewegung (14a) der Sender-Empfängereinheit
(6) auf etwa die Hälfte der Vertikalbewegung (15a) der Meß
einrichtung (13) eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
durch gekennzeichnet,
daß die Abtastebene (8) mit einer Winkelgeschwindigkeit ge
dreht wird, die beträchtlich geringer ist als die Winkelge
schwindigkeit der Abtastung (10) des Strahls (7).
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastebene (8) höchstens um 180° gedreht wird.
8. Vorrichtung zur Identifizierung von Rollen (1), insbe
sondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vor
stehenden Ansprüche, mit Einrichtungen zum Messen und Identi
fizieren 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 Einrichtun
gen (14, 15) zum Bewegen der Sender-Empfängereinheit (6) in
vertikaler Richtung und zum Steuern der Vertikalbewegungen
der Sender-Empfängereinheit (6) im Verhältnis zum Rollen
durchmesser derart, daß die Sender-Empfängereinheit in oder
nahe der Längsachse der Rolle (1) gehalten wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Dre
hen 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. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sender-Empfängereinheit (6) drehbar gehalten ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sender-Empfängereinheit (6) als Lasereinheit ausge
bildet ist.
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