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Einrichtung zum Sortieren von Prüflingen nach ihren Längen
Bei zahlreichen Mess-und Sortieraufgaben handelt es sich darum, eine grosse Anzahl von Prüflingen in einem stetigen Arbeitsfluss nach bestimmten Gesichtspunkten zu ordnen. Bei dem Beispiel des Sortierens von Holzstempeln nach ihrer Stärke, die in grosser Anzahl anfallen, muss der Mess- und Sortiervorgang sehr schnell verlaufen, wenn man ein unsortiertes Stapeln der Holzstempel verhindern will. Mit rein me- chanischen Messmethoden lässt sich ein kontinuierlicher Arbeitsablauf nicht durchführen, da das Mess- werkzeug an jeden Prüfling einzeln angelegt werden muss und dadurch die Kontinuität des Arbeitsablaufes unterbrochen ist. Die Anordnung lässt sich zwar sehr robust und einfach bauen ; sie ist aber dennoch nicht verschleissfrei.
Wenn es darum geht, eine grosse Anzahl von Prüflingen zu sortieren, so lässt sich mit me- chanischen Anordnungen die notwendige Arbeitsgeschwindigkeit nicht erreichen.
Es sind daher Verfahren entwickelt worden, bei denen der Messvorgang lichtelektrisch, elektronisch, induktiv, kapazitiv oder thermisch erfolgt. Dabei bewirkt das zu messende Objekt bei seiner Bewegung an dem Messfühler vorbei elektrische Impulse, deren Zählung in einem Zählwerk dann die Länge des Messobjektes ergibt. Die Impulserzeugung kann in diesen Fällen durch das Messobjekt selbst oder durch besondere Impulsgeber erfolgen, die beispielsweise in die Förderbahn des Messobjektes eingebaut sind.
Die Messgenauigkeit derartiger Einrichtungen lässt sich jedoch nur in beschränktem Umfang den jeweiligen Erfordernissen anpassen. Es sind auch Einrichtungen zur lichtelektrischen Längenmessung von festen Körpern bekannt, bei denen der über eine Rolle abwälzende zu messende Gegenstand mit seinem vorderen Ende ein auf eine lichtelektrische Zelle gerichtetes Lichtstrahlenbündel unterbricht und nach seinem vollständigen Passieren wieder freigibt und während der Verdunkelung der Zelle von dem zweckmässig verstärkten Zellenstrom (bzw. dessen Änderung) ein Zählwerk erregt wird. Als Zählwerk wird ein in Laya- geneinheiten geeichtes Zeitzählwerk vorgesehen.
Bei einem bekannten Verfahren zum Messen von Strekken und zum Teilen von Kreisen rufen beim Vorbeigang der Messmarke an einer Ablesestelle ihre Teilintervalle bei jedem Durchgang elektrische Impulse hervor. Ihre Anzahl wird mit einer voreingestellten Zahl verglichen. Treten Abweichungen auf, so wird ein der Grösse der Abweichung entsprechender Regelvorgang ausgelöst. Gleichzeitig werden entsprechende Signale auf einen Träger aufgezeichnet. Liegt die Aufgabe des Sortierens von Gegenständen in Abhängigkeit von einer sie charkaterisierenden Messgrösse vor, so ist es gleichfalls bekannt, elektrische Steuerimpulse auf einem Magnetband zu speichern und entsprechend eine Sortiervorrichtung zu steuern. Bei diesen bekannten Verfahren wird die Messgrösse als Im- pulsanzahl bestimmt.
Diese Verfahren sind dann und nur dann von der Geschwindigkeit des Messobjektes un- abhängig, wenn dieses Markierungen besitzt, die die Impulse auslösen. Soweit die Impulse aber zeitabhängig erzeugt werden, ist eine Eichung des Zählorgans in Längeneinheiten nur dann möglich, wenn die Geschwindigkeit des Prüflings konstant ist. Diese Bedingung führt oft zu einer Beschränkung der Arbeitsumstände, die oft nicht tragbar ist.
Die Erfindung zeigt nun einen Weg, der den Sortiervorgang von dieser Bedingung unabhängig macht und sich darüber hinaus noch durch eine sehr grosse Messgenauigkeit auszeichnet, die den jeweiligen Genauigkeitsanforderungen leicht angepasst werden kann. Sie bezieht sich auf eine Einrichtung zum Sortieren von Prüflingen nach ihren Längen in einer Richtung, beispielsweise zum Sortieren von Holzstempeln nach ihrer Stärke, bei der die Prüflinge kontinuierlich in Richtung der zu messenden Länge durch eine Lichtschranke hindurch bewegt werden, die ein Zählwerk jene Zeitdauer hindurch steuert, während der sich
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der Prüfling in der Lichtschranke befindet, und bei der ein vom Messergebnis dieses Zählwerkes abhängiges Sortiersignal auf einem bewegten Magnetband gespeichert wird,
dessen Geschwindigkeit derart der Prüflingsgeschwindigkeit entspricht, dass es jeweils gerade durch einen Abtastkopf abgetastet wird, der zu jener Sortierweiche gehört, vor oder in der sich der Prüfling gerade befindet und die immer dann geöffnet wird, wenn das gespeicherte Sortiersignal die Aussortierung über diese Sortierweiche erfordert und ist gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator, dessen Impulsfrequenz der Geschwindigkeit des Prüflinges proportional ist, und einen von diesem beaufschlagten Impulszähler, der über einen von dem lichtelektrischen Empfänger der Lichtschranke gesteuerten Schalter so lange die Impulse des Impulsgenerators zählt, wie sich der Prüfling in der Lichtschranke befindet. Dadurch wird in einfacher Weise die ermittelte Impulsanzahl von der Fördergeschwindigkeit unabhängig und stellt ein direktes Mass für die zu messende Länge dar.
Handelt es sich darum, Abweichungen von einer vorgegebenen Soll-Länge zu ermitteln, so lässt sich dies dadurch erreichen, dass der Impulszähler Mittel zur Einstellung einer Sollimpulszahl erhält und jeweils die Abweichung der gemessenen Impulszahl von der Sollimpulszahl anzeigt.
Als Impulszähler sind binäre Zähler geeignet, die sich nach Speicherung des Messwertes selbsttätig in ihre Ausgangslage zurückschalten.
Um zu verhindern, dass der Messvorgang an einer Stelle des Prüflinges durchgeführt wird, deren Länge von der Länge an übrigen Stellen erheblich abweicht, kann man mehrere Messfühler vorsehen. Aus den Ergebnissen der von den einzelnen Messfühlern gesteuerten Impulszähler lässt sich ein Mittelwert bilden, den man dem Sortiervorgang zugrunde legen kann. Zur Vereinfachung kann man auch auf die direkte Mittelwertbildung verzichten und das Ergebnis dem Sortiervorgang zugrunde legen, das von der Mehrzahl der Messfühler ermittelt wird. Die Anzahl der festgestellten Impulse wird im allgemeinen nicht geeignet sein, das Sortiersignal unmittelbar auszulösen. Es wird daher häufig zweckmässig sein, den Messwert des Impulszählers zunächst einem Messwertumformer zuzuführen, der dann entsprechend der Grösse des Messwertes das Sortiersignal auslöst.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele für Einrichtungen nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung den Messvorgang. Als Messfühler dient eine Lichtschranke 1, die aus einer Lichtquelle 2 und einem lichtelektrischen Empfänger 3 besteht. Durch die Lichtschranke wird ein Prüfling 4 mit einer durch den Preil 5 angedeuteten Geschwindigkeit bewegt. Solange sich der Prüfling in der Lichtschranke befindet, steuert der lichtelektrische Empfänger 3 einen elektronischen Schalter 6 derart, dass Impulse des Impulsgenerators 7 auf das Impulszählwerk 8 gelangen. Die Impulsfrequenz des Impulsgenerators 7 ist der Geschwindigkeit des Prüflinges proportional. Dem Zählwerk 8 wird über die Zuführungsleitung 9 der Impulssollwert zugeführt. Je nachdem, ob der Impulsistwert grösser, gleich oder kleiner als der Impulssollwert ist, wird der Kanalschalter 10 gesteuert. Er ist zu diesem Zweck mit drei Ausgängen 11,12 und 13 versehen.
Es tritt jeweils an dem Ausgang eine Spannung auf, die dem Messergebnis entspricht.
Die Ausgangsspannung wird auf einem Magnetband gespeichert. Dies ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Der Prüfling 14 befindet sich dabei auf einem Transportband 15, das mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Er bewegt sich dadurch an dem Messfühler 16 und den" Sortierweichen 17 - 19 vorbei. Die in dem Messfühler 16, der entsprechend dem Beispiel nach Fig. 1 aufgebaut sein kann, ermittelte Abmessung des Prüflinges wird in dem Messwertumformer 20 in ein speicherbares Signal umgeformt. Bei dem Ausführungsbeispiel wird das Magnetband 21 synchron mit der Geschwindigkeit des Transportbandes 15 bewegt. Der synchrone Antrieb beider Bänder ist schematisch durch die Verwendung eines einzigen Antriebsmotors 22 für beide Bänder dargestellt.
In der Praxis wird man jedoch gezwungen sein, verschiedene Antriebsmotore zu verwenden und den Synchronlauf durch zusätzliche Synchronisierungsmittel sicherzustellen. Das Ausgangssignal des Messwertspeichers 20 bewirkt über den Schreibkopf 23 eine ihm entsprechende Magnetisierung des Magnetbandes 21. Die Abtastköpfe 24 - 26 der Sortierweichen 17 - 19 tasten nun das Magnetband daraufhin ab, ob es Signale enthält, die ein Ansprechen der jeweils zugeordneten Sortierweiche erfordern. Erfordert der gerade von dem Messfühler 16 erfasste Prüfling ein Ansprechen der Sortierweiche 18, so tastet der Abtastkopf 25 der Sortierweiche 18 den entsprechenden Befehl gerade zu dem Zeitpunkt ab, zu dem sich der Prüfling gerade im Bereich der Sortierweiche 18 befindet. Die Sortierweiche wird ansprechen und ihn in den zugehörigen Sortierkanal 27 einführen.
Ein Beispiel für eine karussellartige Anordnung zeigt die Fig. 3. An der Stelle 28 werden die Prüflinge 31 in die mit dem Karussell 29 umlaufenden Transportwinkel 30 eingelegt. Sie durchlaufen dann den wiederum als Lichtschranke angenommenen Messfühler 32. Wie in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 dargestellt, wird dabei ein dem Messergebnis entsprechender Sortierbefehl gewonnen und
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gespeichert. Auch hiebei wird das Speicherelement synchron mit dem Karussell bewegt. Kommt der Prüfling vor die Sortierweiche, die ihn auszusortieren hat, so wird der Sortierbefehl in diesem Augenblick von dem Speicherelement abgegriffen.
Die Sortierweiche, die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 mit 88 bezeichnet ist, lenkt den Transportwinkel aus, so dass der Prüfling aus dem Transponwinkel herausfällt und von dem Sortierkanal 34 aufgenommen wird. Entsprechend arbeiten die den Sortierkanälen 35 und 36 zugeordneten, aber nicht dargestellten Sortierweichen.
Bei der beschriebenen Einrichtung sind die Messelemente keinem Verschleiss unterworfen. Die Mess- und Auswertzeiten sind ausserordentlich kurz, und der Messvorgang läuft automatisch ab. Wird die Enrich- tung zum Sortieren von Holzstempeln verwendet, so muss die Lichtschranke waagrecht liegen, damit we- der Lampe noch Empfänger durch herabfallende Rindenteile od. dgl. verschmutzt werden können. Dabei kann die Einrichtung zusätzlich noch zur Zählung der Gesamtanzahl der Prüflinge verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Sortieren von Prüflingen nach ihren Längen in einer Richtung, beispielsweise zum Sortieren von Holzstempeln nach ihrer Stärke, bei der die Prüflinge kontinuierlich in Richtung der zu messenden Länge durch eine Lichtschranke hindurch bewegt werden, die ein Zählwerk jene Zeitdauer hindurch steuert, während der sich der Prüfling in der Lichtschranke befindet, und bei der ein vom Messergebnis dieses Zählwerkes abhängiges Sortiersignal auf einem bewegten Magnetband gespeichert wird, dessen Geschwindigkeit derart der Prüflingsgeschwindigkeit entspricht, dass es jeweils gerade durch einen Abtastkopf abgetastet wird, der zu jener Sortierweiche gehört, vor oder in der sich der Prüfling gerade befindet und die immer dann geöffnet wird,
wenn das gespeicherte Sortiersignal die Aussortierung über diese Sortierweiche erfordert, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator, dessen Impulsfrequenz der Geschwin- digkeit des Prüflinges proportional ist, und einen von diesem beaufschlagten Impulszähler, der über einen von dem lichtelektrischen Empfänger der Lichtschranke gesteuerten Schalter so lange die Impulse des Impulsgenerators zählt, wie sich der Prüfling in der Lichtschranke befindet.