extrusionsanlage mit Paralign® Roll alignment in blown film

extrusionsanlage mit Paralign® Roll alignment in blown film

Mess- und Prüftechnik
Measurement and testing technology
Walzenausrichtung in einer Blasfolienextrusionsanlage mit Paralign®
Roll alignment in blown film extrusion
with Paralign®
I
n der Ausgabe 5/2008 ist erstmals über den Einsatz eines
neuartigen Verfahrens zur Bestimmung der Parallelität von
Walzen berichtet worden. In Paralign® wird in Form von Ringlaserkreiseln Technologie aus der Luft- und Raumfahrt zur
Bestimmung der Parallelität eingesetzt. Bislang werden solche
Messungen z. B. mit optischen Verfahren wie dem Theodoliten
durchgeführt; aber auch das Stichmaß oder Umschlingungsmessungen kommen zum Einsatz. Allen diesen Methoden
gemeinsam ist ein großer zeitlicher Aufwand zur Durchführung
der Messung.
In Abbildung 1 ist das Messgerät gezeigt. Es beinhaltet drei
sogenannte Ringlaserkreisel – in blauer Farbe dargestellt. Jeder
der Kreisel misst den Drehwinkel um seine eigene Achse, die in
schwarz eingezeichnet ist. Die drei Achsen der Kreisel sind
senkrecht zueinander angeordnet, und bilden dadurch ein
Rechtssystem. Dies ermöglicht die Bestimmung von Relativpositionen im Raum.
I
n issue 5/2008 for the first time in Coating there had been a
report about a new way of determining roller parallelism. In
Paralign®, technology from aerospace industry in form of ringlaser gyroscopes is being employed. So far, such measurements
are being carried out with optical equipment as for example a
theodolite, but also sticks or circumference measurements are
being applied. These types measurement are very time consuming.
Figure 1 shows the new measuring system. It includes three so
called ring laser gyroscopes – marked in blue color. Every gyroscope measures an angle around its own rotating axis which is
marked in black color. All three axes of the gyroscopes are positioned vertically on each other and thus form a rectangular system in space. This enables the measurement of relative positions in space.
In contrast to all optical measuring methods the measuring
data are exclusively generated within the Paralign® device. It is
not necessary to set up an optical path such as indispensable
e.g. for an optical procedure. Using the new technology shortens the measuring time drastically and ensures the same accuracy for every roller to be measured no matter whether they are
in housing or not.
Abb. 1: Das Messgerät Paralign®. Die drei Ringlaserkreisel sind in blauer Farbe
Abb. 2: Messung einer Walze mit Paralign®. Das Messgerät wird auf der Walzen-
gezeigt. Jeder Kreisel misst den Winkel um seine eigene Drehachse. Im Gegen-
oberfläche aufgesetzt und entlang dieser bewegt, wie durch die Pfeile links im
satz zu hermömmlichen Methoden findet die Messwertaufnahme innerhalb des
Bild angedeutet.
Messgerätes statt.
Fig. 2: Measurement of a roll with Paralign®. The device is put on the roller surfa-
Fig. 1: The measuring system Paralign®. The three ring laser gyroscopes are
ce and moved vertically along the roller surface, as indicated by the arrows in
marked in blue color. Every gyroscope measures the angle around its own rota-
the left picture.
ting axis. In contrast to conventional methods the measurement takes place
internally within the measuring device.
Figure 2 shows the measuring device during the measurement
of a roller. Paralign® is put on the roller surface followed by a
2|2009
Coating
13
Mess- und Prüftechnik
Measurement and testing technology
Im Gegensatz zu allen optischen Messmethoden werden die
Messdaten rein intern in Paralign® aufgenommen. Es wird
keine optische Verbindung benötigt zu oder zwischen den
Messobjekten: diese Sichtlinie ist unerlässlich für optische
Messmethoden, wie z. B. beim Einsatz eines Theodoliten. - Der
Einsatz der neuen Technologie in Paralign® verkürzt die Messzeit drastisch, und stellt die gleiche Genauigkeit für jede zu
messende Walze sicher, ganz gleich ob diese frei zugänglich
oder sich in einem eingehausten Bereich befindet.
In Abbildung 2 ist das Messgerät während der Messung
gezeigt. Paralign® wird auf der Walzenoberfläche aufgesetzt
und anschließend ein Sweep durchgeführt. Ein Bündel von
Messpunkten wird für jede Walze aufgezeichnet und anschließend durch einen mathematischen Algorithmus in einer Software ausgewertet.
PROTOKOLL EINER BLASFOLIEN-EXTRUSIONSANLAGE. Mit Para-
lign® kann die gesamte Prozesskette überwacht werden, z. B.
von einer Kaschiermaschine über eine Druckmaschine bis hin
zu einem Rollenschneider. Teil der Produktionsstraße kann z. B.
auch eine Folienextrusionsanlage sein; von einer solchen ist in
Abbildung 3 ein Protokoll gezeigt. Auch dieser Prozess ist sehr
anspruchsvoll im Hinblick auf die Qualität des entstehenden
Produktes. Solche Anlagen erstrecken sich häufig über mehrere Stockwerke und müssen auch deshalb gut ausgerichtet sein,
um Faltenbildung und ggf. Folienabrisse so gering wie möglich
zu halten.
subsequent «Sweep» move. A number of measuring points are
registered and evaluated by software based mathematical algorithms.
MEASUREMENT IN A PRODUCTION LINE FOR BLOWN FILM EXTRUSION. With Paralign®, the complete process chain can be moni-
tored: i.e. from a coating line to a slitter winder, including the
printing machine in the middle of these two steps. Also a blown
film extrusion line can be part of the process. A report of an
extrusion line is shown in figure three. Also this process is very
sensitive with regard to the quality of the product. Such
machines range over a few floors, and require well aligned rolls
in order to prevent folds and breaks.
In particular worth to mention in the report are the regular offsets in the upper part of the machine. A possible explanation of
such offsets is the difficulty, to work with traditional means in
production lines spread over a few floors. Using e.g. a tape
measure for circumference measurements, with experience
one can work quite well in one floor, but connecting rolls in different heights, an error is being summed up.
Thanks to the inertial measurement technology inside Paralign®, the reference between rolls is being established by the
data generated inside the device. There`s no need for intervisibility in-between the rolls or between the rolls and the reference line, like this is necessary for optical measurements. Thus,
with Paralign® the same accuracy for all measured rolls is
reached.
Im Protokoll besonders hervorzuheben sind die regelmäßigen
Versätze vor allem im oberen Bereich der Anlage. Eine mögliche Erklärung dieser ist die Schwierigkeit, mit herkömmlichen
Messverfahren über mehrere Stockwerke zu arbeiten. Falls z. B.
Umschlingungsmessungen zum Einsatz kommen, so kann mit
der nötigen Erfahrung dann noch recht gut gearbeitet werden,
solange sich die Walzen nahe beieinander in einer Ebene befinden. Sobald die Messung sich aber über mehrere Stockwerke
erstreckt, werden Messfehler aufsummiert.
Dank der inertialen Messtechnik in Paralign® wird der Bezug
zwischen den Walzen über die im Gerät generierten Daten hergestellt, es wird keine Sichtlinie oder sonstige Verbindung zu
und zwischen den Walzen benötigt. Dadurch wird beim Einsatz
von Paralign® die gleiche Genauigkeit für alle vermessenen
Walzen erreicht.
Der obere Bereich des Prokolles aus Abbildung 3 ist in Abbildung 4 noch einmal gezeigt. Deutlich sind Versätze im Bereich
z. T. über 10mm zu sehen. Ein Befund, der nach Jahren der Produktion nicht selten vorgefunden wird.
Abb. 3: Protokoll einer Blasfolienextrusionsanlage. Standpunkt des Betrachters
14
AUSBLICK:
ist die Bedienerseite, repräsentiert durch den grünen Punkt, der rote Punkt sym-
Gerade in der augenblicklichen wirtschaftlichen Situation kann
es insbesondere darauf ankommen, auf rasch wechselnde Produktionsaufträge mit einer so gut wie möglich ausgerichteten
Produktionsanlage reagieren zu können. So kann ggf. der bis
zum Erreichen der gewünschten Produktqualität anfallende
Ausschuß gering gehalten werden.
bolisiert die Antriebsseite. Die in blau dargestellte Walze dient als Referenz, sie
Coating
2|2009
steht senkrecht auf der Zeichenoberfläche. Deutlich sind Versätze im oberen
Bereich des Bildes zu erkennen.
Fig. 3: Production line for blown film extrusion; point of view is the operator side,
represented by the green point, the red point giving the machine side. The roll in
blue serves as the reference, it is oriented perpendicular on the surface.
Mess- und Prüftechnik
Measurement and testing technology
OUTLOOK:
In particular in the current economical situation it can be especially important, to react on quickly changing production jobs
with an as well as possible aligned production line. Thus, the
scrap accumulated until reaching the desired product quality
can be kept small.
Thanks to the inertial measurement technology in Paralign® it
has become possible to define in a new way accurracy and
speed of roll parallelism measurement. The measurement principle has been introduced five years ago, the product is being
applied in particular in the coating and packaging industry, but
also in paper- and steel rolling production lines. About 1000
services have been carried out with Paralign® so far.
Please find further information on www.paralign.info.
Abb. 4: Detailausschnitt des Protokolles: Während Walze «9» am Übergang nach
PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH
Matthias Ecker
Dipl.-Phys.
[email protected]
oben noch innherhalb eines Millimeters parallel in Horizontal und Vertikal mit der
Referenzwalze ist, so sieht man deutlich Versätze im oberen Bereich der Anlage,
bis zu 17 mm an Walze «6».
Fig. 4: Detail of the report; while roll «9» at the transition from ground floor to 1st
floor is still parallel within 1mm in its horizontal and vertical position compared to
the reference roll, clear offsets at the rolls above become obvious, with misalignments up to 17 mm at roll «6».
Paralign® gelingt es durch den Einsatz inertialer Messtechnik
sowohl in puncto Genauigkeit als auch Geschwindigkeit die
Walzenvermessung neu zu definieren. Das vor fünf Jahren
erfolgreich in den Markt eingeführte Produkt findet vor allem
Anwendung in der Beschichtungs- und Verpackungsindustrie,
aber auch Papier- und Stahlproduktion profitieren von der
neuen Technologie. Mit Paralign® wurden weltweit bislang
etwa 1.000 Serviceeinsätze durchgeführt.
Weitere Informationen finden Sie bitte auf www.paralign.de.
PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH
Matthias Ecker
Dipl.-Phys.
[email protected]
2|2009
Coating
15