EoW September 2012

Technischer artikel

über TCP/IP um Zugang zur Datenbank der Rezepte zu haben oder um die Verbindung mit dem Hostrechner zu unterstützen. Bild 9 zeigt die Hauptbildschirmseite, in der die wichtigsten Informationen für den Linienbediener eingeschlossen sind. Auf zusätzlichen Fenstern können weitere Details angezeigt werden, wie getrennte L*/a*/b*-Kanalmessung, verschiedene Informationen zur Signalrückverfolgung oder -tendenz. Für eine spätere Bewertung, wird eine Teilprobe von Rohdaten auf der IPC-Festplatte gespeichert. Um von allen Bedingungen der Produktionsbeleuchtung unabhängig zu sein, wird das Scan-Feld gedeckt und die Beleuchtung erfolgt durch eine interne LED-Lichtquelle (siehe Bild 10 , weißer Richtungspfeil). Entsprechend einer höheren Luminanzveränderung verglichen mit a* und b*, sollte eine Änderung der Gleichung (1) geprüft werden: Während die Gleichung (1) eine „circular error distribution“ (kreisförmige Fehlerverteilung) darstellt, ist die Änderung eine elliptische Verteilung mit erhöhter Toleranz im L*-Kanal (für f > 1). Die technischen Aspekte sind fast gelöst, das Hauptziel ist nun die Verbesserung der Vorrichtungsschnittstelle und -handhabung. Dazu ist ein Feedback der Unternehmen im Bereich Draht- und Kabelherstellung erforderlich. Ein weiterer Diskussionspunkt sollte die Kombination von Streifen- und Hauptfarbe sein. Zum Beispiel ist es schwer die Hauptfarbe rot mit einem braunen Streifen zu trennen – das gilt für eine automatische Vorrichtung sowie für einen Linienbediener. Daher handelt es sich nicht lediglich um ein Problem derselben Farbmessung, sondern um eine mögliche Verbesserung bei der Qualitätskontrolle durch eine einfache Neubestimmung der Farbpaare mit hohem ∆ E. n Gleichung (2)

Als zweiter Schritt erfolgte das Messen auf einem streifkodierten Draht. Für eine Trennung beider Farben vom Rohsignal werden statistische Methoden eingesetzt, da der Anteil an Haupt- und Streifenfarbe im Scan-Feld variiert. Bild 7 zeigt die detaillierte Rohdarstellung L*a*b* eines Drahts mit Hauptblau- und Hauptgrünstreifen. Da sich die Drehgeschwindigkeit des Längsdrahts ändert, kann die Verweilzeit einer Farbe unter der Sensorposition nicht vorhergesagt werden. Ein „Drehmechanismus“ wurde eingesetzt um eine regelmäßigere Drehung zu erreichen und zu sichern, dass beide Farben ins Scan-Feld innerhalb eines kürzeren Zeitraums als die Alarmzeit kommen. Mit einer sehr geringen Drahtgeometrie (<1,5mm Durchmesser) und/oder mit geringer Streifenbreite, selbst wenn die Streifenposition sich in der Mitte des Scan-Felds befindet, erfasst der Sensor einen geringen Anteil an Hauptfarbe an den Streifenrändern. Das schränkt die Farbtrennung ein, da mehr „Mischung“ zwischen der Haupt- und der Streifenfarbe bei sehr geringen Geometrien vorhanden ist. Entsprechend Tabelle 2 , diente die dritte Einstellung dazu, eine deutliche Angabe eines Streifenmangels zu erhalten. Um diesen Mangel während der Produktion zu erzwingen, wurde der Co-Extruder für Streifen zirka 40 Sekunden lang ausgeschaltet. Bild 8 zeigt das Ergebnis als Rohdaten (wobei nur die Farbkanäle a* und b* dargestellt werden): bei der normalen Produktion, schwanken die Werte zwischen Haupt- und Streifenfarbe. Nachdem der Co-Extruder ausgeschaltet wurde (bei 10 Sekunden auf dem x-Maßstab), verschwand das Streifensignal langsam hin zur Hauptfarbe gleichzeitig zur Abnahme der Streifenbreite. bewegte sich das Rohsignal nur innerhalb der Hauptfarbentoleranzen. Der Co-Extruder wurde bei zirka 50 Sekunden auf dem x-Maßstab wieder eingeschaltet und das Streifensignal fuhr in 5 Sekunden zur normalen Bedingung hoch. Die letzte Einstellung in der Tabelle 2 dient dazu den Streifen gegenüber dem Hauptverhältnis zu prüfen. Da der Sensor nur die Durchschnittsfarbe im Scan-Feld erfasst, kann die Streifenbreite nicht direkt gemessen werden. Im Falle einer konstanten Längsdrehung des Produkts, kann der Zeitraum von Hauptfarbe t m und Streifenfarbe t s , der in deren Toleranzzeitraum entstand, für eine gewisse Zeit T integriert werden und das sich ergebende Zeitverhältnis Nach zirka 5 Sekunden,

sollte dem geometrischen Verhältnis fast gleichen. Die ersten Tests unter optimalen Bedingungen zeigten fast zufriedenstellende Ergebnisse mit T>10s, jedoch waren die Größen des Scan- Felds, Jitter und Drehunregelmäßigkeiten immer noch eine Herausforderung an die Bewertung. Aktuelle Vorrichtungs- spezifikationen und zukünftige Entwicklungen Die Benutzerschnittstelle der Vorrichtung sollte für den Linienbediener ziemlich einfach gesteuert werden können ohne Einstellungsflexibilität oder Detailinformationen zu verlieren, die mit Inline-Drahtzentrierabmessungen vergleichbar sind. Basierend auf ein IPC, ist die Steuerung des Sensors völlig klar für den Benutzer. Eine berührungslose Messung reduziert die Gefahr einer Sensorbeschädigung. Sehr oft ist der Draht nicht völlig trocken während er durch die Vorrichtung läuft. Das verursacht eine Verunreinigung der Sensoroberfläche, kann jedoch durch die Installation einer permanenten Druckluft-Blaseinheit über den Sensor gelöst werden. Um die Optik während des Produktionsstarts/-stopps und Blankdraht-Durchlauf zu schützen, wird der Sensor in eine sichere Position gebracht bis zur normalen Produktion. Der Temperaturausgleich erfolgt automatisch. Wie bereits erwähnt, werden die Farben als relative Messung erfasst, daher wird durch das System ein Teach-in für alle Geometrie-/Farbkombinationen gefordert. Dies erfolgt ein Mal nachdem der Draht mit guten Ergebnissen bei der Produktion läuft und der erfasste Bezug für die weitere Produktion dieses Drahttyps gespeichert werden kann. Eine jegliche Anzahl an Rezepten kann gespeichert werden. Bis heute ist die Datenbank der Rezepte sehr einfach und sollte Suchfunktionen bei der zukünftigen Software einschließen. Ein Anschluss an die SPS-Linie sollte über einfache digitale 24V-Signale (Signalzustand und Freigabe der Vorrichtung) ermöglicht werden, wo Störungsmeldungen im Rollenprotokoll implementiert werden, wie z. B. Funk- oder Durchmesserfehler oder mit einer komplexeren Netzwerkkommunikation

Literatur

Edward H. Adelson, MIT, 1995

[1]

https://www.ral-farben.de/492.html?&L=1

[2]

[3] Joint ISO/CIE Standard: CIE Colorimetry – Part 1-5, ISO 11664-1··5 / CIE S014-1··5/E:2006-2007 [4] Masataka Okabe, Kei Ito (2008-02-15). Color blind barrier free. http://jfly.iam.u-tokyo.ac.jp/color/

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