CH673705A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung findet Anwendung in der kabelherstellenden Industrie, der Automatisierung von Fertigungslinien, d.h. der digitalen Längenmessung von ablaufendem oder aufzuwickelndem biegsamen Messgut, wie Drähte, Litzen, Adern, Kabel, Seile und dgl., welches mit gleichbleibender oder sich kontinuierlich ändernder Geschwindigkeit bewegt wird.

In einer Vielzahl von bekannten Produktionsprozessen besteht die Notwendigkeit, gefertigtes sträng-, faden- oder flä-chenförmiges Material in der Fertigungslänge kontinuierlich zu messen, um somit eine ständige Aussage über die produzierte Länge zu erhalten oder in Abhängigkeit der gemessenen Länge einen bestimmten, auf das Messgut bzw. auf die Steuerung der Fertigungslinie gerichteten Einfluss nehmen zu können.

Das ist z.B. bei der Herstellung von Walzgut an Produktionslinien von Kabeln, Seilen, Draht und ähnlichem fadenförmigen Material der Fall. Dabei ist es erforderlich, relativ grosse Längen zu erfassen und somit Messverfahren mit hohem Genauigkeitsgrad einzusetzen, um den absoluten Messfehler gering zu halten. Eine dementsprechende Forderung ist damit, dass das Messverfahren unabhängig vom Durchmesser des Messgutes genaue und reproduzierbare Messwerte liefert.

Nachfolgende Verfahren und Vorrichtungen zur Längenmessung von sich bewegendem Messgut sind bekannt, sind Stand der Technik.

In «Werkstofftechnik und Maschinenbautechnik» 6 (1975) H. 5, S. 78 wird eine Anordnung mit einer Messrolle beschrieben, wobei die Messrolle mit einem Impulsgeber verbunden ist und das Messgut zwischen der Messrolle und einer federnd gelagerten Gegenrolle hindurchläuft. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass bei höherer Geschwindigkeit die Gefahr des Schlupfes zwischen Messrolle und Messgut anwächst sowie die Andrückrolle zu Schwingungen neigt, was wiederum zinn Schlupf zwischen Messgut und Messrolle führt.

In der Zeitschrift «Drahtwelt» 70 (1984) H. 10, S. 275-279, wird eine Anordnung zur Längenmessung aufgezeigt, bei der das Messgut durch ein Raupenband hindurchläuft, das aus einem System von vier Rollen und zwei endlosen Bändern besteht, wobei eine Rolle mit einem Impulsgeber verbunden ist, dessen Impulszahl ein Mass für die gemessene Länge darstellt. Der Nachteil dieser Messanordnung besteht darin, dass zum einen ein hoher mechanischer Aufwand notwendig ist und sich zum anderen das Messsystem nicht in jedem Fall aus Platzgründen in eine Produktionslinie einordnen lässt. Des weiteren ist es zur Verminderung oder Beseitigung von Schlupf zwischen Messgut und Raupenband erforderlich, das Raupenband aus weichem, möglichst griffigem Material herzustellen, was wiederum aufgrund der entstehenden Durchmesseränderungen an der Oberfläche des Systems Raupenband-Messrolle zu Messun-genauigkeiten führt.

In der DE-AS 25 36 082 wird eine Einrichtung zum kontinuierlichen Messen der Längen von linearem Material während des Aufspulens auf einen sich drehenden Kern beschrieben. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht, neben dem relativ hohen mechanischen Aufwand, darin, dass der Durchmesser des Messgutes das Messergebnis unmittelbar beeinflusst sowie das Messverfahren nur bei einer mechanischen Aufhaspelung des Messgutes anwendbar ist.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur digitalen Längenmessung von durchlaufendem Messgut zu schaffen, das über eine hohe Messgenauigkeit verfügt und bei dem der Durchmesser des Messgutes das Messergebnis nicht beeinflusst, mit einfachem mechanischem Aufwand zurealisieren ist und sich leicht in Fertigungslinien einfügen lässt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im mechanischen Aufbau ökonomisches, leicht in Produktionslinien einzuordnendes, mit hoher Messgenauigkeit arbeitendes und vom

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Messgutdurchmesser unabhängiges, digitales Längenmesssystem zu entwickeln.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Zum Wesen der Erfindung gehört auch, dass die Durchmesser der zwei Messrollen Di und D2 derartig ausgeführt sind,

dass sich bei der Division

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Q =

(Di - D2) • 7t als Quotient ein endlicher Dezimalbruch ergibt, so dass eine einfache Auswertung der Längeninformation durch den mess-gutlängenproportionalen Impulszähler möglich wird.

Ein weiteres erfinderisches Merkmal ist, dass für den mit der variablen Impulsvorwahl versehenen Zählkanal während des Messvorganges ein Vorwahlwert, der dem kleinsten zu bestimmenden Längeninkrement entspricht, errechnet wird und dieser Wert während des Messvorganges diesem Zählkanal zugeführt wird, so dass eine ständige Korrektur des Vorwahlwertes entsprechend des momentan über die Messrollen laufenden Messgutdurchmessers durchgeführt wird.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die zwei Messrollen Bestandteil der Produktionsanlage des Messgutes sind, z.B. Führungsrollen oder Umlenkrollen und damit keine zusätzlichen mechanischen Bauteile in der Produktionsanlage angeordnet werden müssen.

A usführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles und der beigefügten Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung zeigt das Blockschaltbild, einschliesslich der Gesamtanordnung des Messverfahrens.

Das Messgut 1, mit dem im Produktionsprozess variablen Messgutdurchmesser AD, wird von einem nicht näher zu beschreibenden Maschinenteil abgezogen, über die drehbare Messrolle Di 2 und die drehbare Messrolle D2 3 schlupffrei von einem nicht näher bezeichneten Wickler aufgenommen oder einem nicht näher bezeichneten und dargestellten Bearbeitungs-prozess zugeführt. Die Messrolle Di 2 und die Messrolle D2 3 sind jeweils starr mit den inkrementalen Impulsgebern 6 und 7 verbunden. Die Durchmesser der Messrollen Di und D2 sind so ausgeführt, dass die Bedingung (Di — D2) • n = 0,5 m eingehalten wird, wo im Ausführungsbeispiel Di mit 318,31 mm und D2 mit 159,15 mm ausgeführt worden ist.

Der inkrementale Impulsgeber 6 liefert über die Impulsleitung 14 eine wegproportionale bzw. längenproportionale Anzahl von Zählimpulsen an den Zählkanal 8, der über die Vorwahlleitung 15 einen Vorwahlwert erhält, wobei bei Koinzidenz zwischen Vorwahlwert und eingezählter Impulszahl der Aus-s gang 12 des Zählkanals 8 einen Längenimpuls liefert, der dem Längenzähler 17 und der nachgeschalteten Anzeigeeinheit 18 zugeführt wird. Der inkrementale Impulsgeber 7 liefert über die Impulsleitung 13 dem Zählkanal 9, der einen festen Vorwahlwert 19 erhält, wiederum eine längenproportionale Anzahl von io Impulsen, so dass bei Koinzidenz zwischen festem Vorwahlwert 19 und eingezählter Impulszahl die Steuerleitung 16 einen Impuls an das Tor 11 gibt.

Weiterhin gelangen vom inkrementalen Impulsgeber 6 Zählimpulse in den Differenzbildner 10, der die Differenzimpulszahl 15 AZ zwischen festemVorwahlwert 19 und der eingezählten Impulszahl, die über die Impulsleitung 14 zugeführt wird, ermittelt und diese über die Leitung 20 dem Tor 11 zuführt.

Wenn das Tor 11 über die Steuerleitung 16 freigeschaltet wird, wird die Information AZ als Vorwahlwert in den Zählka-2o nal 8 über die Vorwahlleitung 15 eingetragen. Die Wirkungsweise und der zeitliche Ablauf der Messung erfolgt auf die Art und Weise, dass mit Messbeginn die Zählkanäle 8 und 9 auf Null gesetzt werden und danach von den inkrementalen Impulsgebern 6 und 7 so lange Impulse in die Zählkanäle 8 und 9 ein-25 gezählt werden, bis der Zählerstand im Zählkanal 9 mit dem fest eingestellten Vorwahlwert 19 übereinstimmt. Hierbei ist es vorteilhaft, dass der feste Vorwahlwert 19 der Impulszahl der beiden in den technischen Parametern gleichartigen inkrementalen Impulsgeber 6 und 7 bei deren Umdrehung um den Winkel 30 a = 2 • 7t (360°) entspricht. Bei Koinzidenz zwischen dem Vorwahlwert 19 mit der über die Impulsleitung 13 eingezählten Impulszahl wird über die Steuerleitung 16 das Tor 11 kurzzeitig freigegeben und die im Differenzbildner 10 ermittelte Differenzimpulszahl AZ wird als Vorwahlwert über die Vorwahlleitung 3s 15 dem Zählkanal 8 übergeben. Im Zählkanal 8 werden weiterhin vom inkrementalen Impulsgeber 6 Zählimpulse eingezählt, bsi der übergebene Vorwahlwert erreicht ist. Bei Koinzidenz zwischen Vorwahlwert AZ und eingezähltem Wert liefert der Ausgang 12 des Zählkanals 8 einen Impuls, der vom Längen-4o zähler 17 gezählt wird und ein Mass für proportionale Längenmessung des Messgutes 1 ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht, aufgrund der gewählten Durchmesser der Messrollen 2 und 3, jeder Impuls des Ausgangs 12 des Zählkanals 8 einer Messstrecke von 45 500 mm. Gleichzeitig wird mit diesem 500-mm-Zählimpuls ein Nullsetzen der Zählkanäle 8 und 9 sowie ein Rücksetzen des Differenzzählers 10 vorgenommen und der nächste Messzyklus vorbereitet.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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Q =

(Di - D2) • n

1. Verfahren zur digitalen Längenmessung von durchlaufendem, biegsamen Messgut, welches mit gleichbleibender oder kontinuierlich ändernder Geschwindigkeit bewegt wird und bei dem sich der Durchmesser des Messgutes kontinuierlich oder diskontinuierlich ändern kann, gekennzeichnet dadurch, dass das Messgut (1) schlupffrei über eine drehbar gelagerte Messrolle Di (2) und eine weitere drehbar gelagerte Messrolle D2 (3) geführt wird, diese Messrollen (2, 3) dabei völlig oder teilweise umschlungen werden und jeweils über die starren Verbindungen (4, 5) mit einem inkrementalen Impulsgeber (6, 7) gekoppelt werden, wobei die Durchmesser der Messrollen (2, 3) in einem bestimmten Verhältnis zueinander, unter Berücksichtigung

Di =éD2 ausgeführt werden und dass der eine der zwei inkrementalen Impulsgeber (6) zur direkten Längenmessung eingesetzt wird und dessen längenproportionale Impulszahl sowie die längenproportionale Impulszahl des zweiten inkrementalen Impulsgebers (7) derart miteinander verknüpft werden, dass der Einfluss des Messgutdurchmessers auf das Messergebnis eliminiert wird, indem die beiden von den inkrementalen Impulsgebern (6, 7) gelieferten Impulsfolgen zwei getrennten, rücksetz-baren, mit jeweils einer Impulsvorwahl ausgestatteten Zählkanälen (8, 9) zugeführt werden, wobei eine der beiden Impulsvorwahlen (15) intern verändert werden kann und die andere Impulsvorwahl (19) fest vorgegeben ist und beide Zählkanäle (8, 9) über jeweils einen Koinzidenzausgang verfügen, an denen bei Übereinstimmung ein eingezählter Impulszahl und Vorwahl ein Impuls abgenommen werden kann und der Koinzidenzausgang des mit der fest vorgegebenen Impulsvorwahl (19) versehenen Zählkanals (9) ein Tor (11) steuert, über welches das Ergebnis eines Differenzbildners (10) oder eines Rückwärtszählers, der die Differenz zwischen dem festen Vorwahlwert (19) und der eingezählten Impulszahl, die über eine Impulsleitung (14) zugeführt wird, ermittelt, als Vorwahlwert dem Zählkanal (8) zur Verfügung gestellt wird, wobei der Koinzidenzausgang dieses Zählkanals (8) auf einen Längenzähler (17) geführt wird, der die messgutlängenproportionalen, von dem Messgutdurchmesser unabhängigen Impulse erfasst und über eine Anzeige-einheit (18) zur weiteren Verarbeitung bereitstellt und diese Impulse gleichzeitig zum Nullsetzen der beiden Zählkanäle (8, 9) und zum Rücksetzen des Differenzbildners (10) eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass solche inkrementalen Impulsgeber (6, 7) eingesetzt werden, die in den technischen Parametern identisch sind und die starr gekoppelten Messrollen (2, 3) im Verhältnis der Durchmesser so ausgeführt werden, dass sich bei der Division des zu bestimmenden kleinsten Längeninkrementes 1 der Quotient als endlicher Dezimalbruch ergibt,

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass für den mit der veränderbaren Impulsvorwahl (15) versehenen Zählkanal (8) während des Messvorganges ein Vorwahlwert, der dem kleinsten zu bestimmenden Längeninkrement entspricht, errechnet wird und dieser Wert während des Messvorganges dem Zählkanal (8) zugeführt wird, so dass eine ständige Korrektur des Vorwahlwertes entsprechend des momentan über die Messrollen (2, 3) laufenden Messgutdurchmessers durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass als Messrolle (2, 3) räumlich auseinanderliegende Rollen, die Bestandteil der das Messgut (1) produzierenden oder zu bearbeitenden Anlage sind, eingesetzt werden.