DD221826A1

DD221826A1 - Schaltungsanordnung zur beruehrungslosen laengenmessung bewegter objekte

Info

Publication number: DD221826A1
Application number: DD25681183A
Authority: DD
Inventors: Michael Jakob; Werner Kratzsch
Original assignee: Rohrwerke Bitterfeld Veb
Priority date: 1983-11-17
Filing date: 1983-11-17
Publication date: 1985-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Laengenmessung bewegter Objekte, insbesondere Halbzeuge und Werkstuecke. Ziel der Erfindung ist die Realisierung einer hinreichend genauen automatischen Laengenmessung bewegter Objekte bei vertretbarem geraetetechnischem und Wartungsaufwand. Die Aufgabe besteht darin, den Einfluss der Geschwindigkeit auf das Messergebnis zu minimieren und auf den Einsatz von optischen Systemen und Rechentechnik zu verzichten. Vorgeschlagen wird eine Schaltungsanordnung, bei der die ueber das Vielfache einer gewaehlten Grundlaengeneinheit hinausgehende Restlaenge durch zwei elektronische, mit unterschiedlicher Impulsfolgefrequenz betriebene Zaehlvorgaenge, die durch das Passieren bestimmter Sensoren durch Werkstueckanfang und -ende ausgeloest und beendet werden, und anschliessendem Vergleich der beiden Zaehlergebnisse ermittelt wird. Die Anordnung ist ueberall dort anwendbar, wo Werkstuecke mit grosser Laenge mit stationaeren Transporteinrichtungen kontinuierlich bewegt werden. Fig. 2

Description

Titel der Erfindung

Schaltungsanordnung zur berührungslosen Längenmessung bewegter

Objekte ;

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung dient der Messung der in Bewegungsrichtung liegenden Ausdehnung von mit hinreichend konstanter Geschwindigkeit bewegten Objekten.

Sie ist insbesondere zur Längenmessung von auf stationären Fördereinrichtungen bewegten Halbzeugen und Werkstücken geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Längenmessung sich bewegender Objekte sind Anordnungen unter Verwendung von Meßrollenfühlern bekannt. Diese erfordern neben einem verschleißbedingten erhöhtem Wartungsaufwand eine möglichst gleichförmige Gestalt und eine hinreichende Ebenheit der Oberfläche der zu messenden Objekte, um ein Anlegen und sicheres Führen zu gewährleisten.

Nach anderen Verfahren, wie in DE-AS 1773534 und DE-OS 2838583 (beide G 01 B 11/04) dargestellt, wird die Länge der Objekte über die Geschwindigkeit ermittelt, wobei entweder deren Konstanz oder zur Messung einer mittleren Geschwindigkeit erheblipher gerätetechnischer Aufwand,, z. B. Rechnereinsatz, erforderlich ist.

Weiterhin werden Verfahren unter Verwendung von rotierenden elektromagnetischen Strahlern oder Spiegeln mit Reflexion am Meßobjekt angewendet, wobei die Auswertung mittels Linearisie-

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rungsfunktionen erfolgen und der Wartungsaufwand nicht unerheblich ist. χ \ Nach einer in der DE-OS 2236730 dargestellten Lösung wird die Gesamtlänge des Objektes mittels optoelektronischer Empfänger in Grundlängeneinheiten zerteilt und der über ein Vielfaches dieser Grundlängeneinheiten hinausgehende Teil der Länge durch Array-Kameras in Verbindung rait optischen Systemen erfaßt. Dazu ist ein erheblicher elektronischer und optischer Aufwand erforderlich, wobei die den optischen Systemen anhaftenden Nachteile, insbesondere hoher Wartungsaufwand, nicht beseitigt sind. .

Zur Ermittlung des über ein Vielfaches der Grundlängeneinheit hinausgehenden Teils der Länge des Objektes werden nach der DE-OS 2602273 im Abstand der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheit innerhalb einer Grundlängeneinheit ebenfalls optoelektronische Sensoren angeordnet. Diese Lösung hat den Nachteil, daß für die Bestimmung der Restlänge eine solche Anzahl von Sensoren, die dem Verhältnis von Grundlängeneinheit zu kleinster zu bestimmender Längeneinheit entspricht, erforderlich ist und daß die Auflösung der Restlänge durch die Möglichkeit der linearen Anordnung dieser Anzahl von Sensoren begrenzt ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Realisierung einer funktionssicheren automatischen Längenmessung sich bewegender Objekte mit hinreichender Genauigkeit bei vertretbarem gerätetechnischem und Wartungsaufwand. ^l '.' ^

Darlegung des Wesens der Erfindung » ;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung zur berührungslosen Längenmessung zu entwickeln, die keine konstante Geschwindigkeit über die Gesamtlänge des sich bewegenden Objektes erfordert, bei der die Unterteilung der Restlänge in die kl-einste

zu bestimmende Längeneinheit ohne Verwendung zusätzlicher Sensoren erfolgt und bei der auf den Einsatz von optischen Systemen und Rechentechnik verzichtet wird.

Zur Lösung wird eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, bei der zur Ermittlung der Anzahl der Grundlängeneinheiten in bekannter Weise auf die Annäherung oder Entfernung eines Körpers reagierende Sensoren im Abstand der Grundlängeneinheit angeordnet und über eine elektronische Steuereinheit mit einem Zähl- und Anzeigewerk verbunden sind.

Zur Ermittlung der über das Vielfache der Grundlängeneinheit hinausgehenden Restlänge ist erfindungsgemäß jeder dieser Sensoren über die elektronische Steuereinheit mit zwei elektronischen Zählwerken verbunden, die mit unterschiedlichen, im Verhältnis von Grundlängeneinheit zur kleinsten zu messenden Längeneinheit stehenden Impulsfolgefrequenzen beaufschlagt sind. Aus den Zählergebnissen dieser Zählwerke wird mit Hilfe der elektronischen Steuereinheit die Anzahl der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheit gewonnen und an ein weiteres Zähl- und Anzeigewerk, das vorteilhaft mit dem Zähl- und Anzeigewerk für die Anzahl der Grundlängeneinheiten vereinigt ist, übermittelt. _x Passiert der Werkstückanfang einen Sensor, so werden neben dem Impuls für das Setzen der Anzahl der Grundlängeneinheit jeweils die mit unterschiedlicher Impulsfolgefrequenz ablaufenden Zählvorgänge ausgelöst, von denen der ZählVorgang mit der höheren Impulsfolgefrequenz bereits dann beendet wird, wenn das Ende des zu messenden Objekts den ersten der Sensoren freigibt. Der Zählvorgang mit der niedrigeren Impulsfolgefrenquenz ist dann beendet, wenn daraufhin der· Anfang des Objekts den nächsten Sensor erreicht.

Werden die beiden Zählvorgänge zu unterschiedlichen Zeitpunkten beendet, so löst die elektronische Steuereinheit nach Beendigung des letzteren einen Rückwärtszählvorgahg im Zählwerk mit der höheren Impulsfolgefrequenz aus, wobei jedesmal, wenn das Zählergebnis mit der neidrigeren Impuls'folgefrequenz erreicht ist,

ein Impuls für das Setzen der Anzahl der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheit an das entsprechende Zähl- und Anzeigewerk abgegeben •wird.-- '. ' ' ' , -. .^: ' - . . ".

Das Meßergebnis setzt sich aus der Anzahl der Grundlängeneinheiten und der Anzahl der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheiten zusammen .

Während die Ermittlung d§r Anzahl der Grundlängeneinheiten geschwindigkeitsunabhängig erfolgt, geht bei der Ermittlung der Anzahl der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheiten durch Anwendung zeitabhängiger Zählvorgänge die Bewegungsgeschwindigkeit des Meßobjektes ein.

Änderungen dieser Geschwindigkeit wirken jedoch nur im Zeitraum der Bestimmung der Restlänge auf diesen Teil des Meßergebnisses ein und führen daher nur zu praktisch vernachlässigbaren Abweichungen.

Gewinnt man die Impulsfolgefrequenzen für die beiden Zählvorgänge vorteilhaft durch Teilung aus einer gemeinsamen Grundfrequenz, so gehen Frequenzfehler ebenfalls nur in unbedeutendem Maße in das Meßergebnis ein. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, daß mit der Wahl des Verhältnisses und der absoluten Größen der Impulsfolgefreqüerizen die erforderliche Genauigkeit bzw. die Auflösung bezogen auf die Grundlängeneinheit variiert werden kann. , .

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel zur Längenmessung von Rohren unter Verwendung optoelektronischer Sensoren., erläutert werden

In beiliegender Zeichnung zeigen ,

Figur 1 die prinzipielle Anordnung der Sensoren und Figur 2 das Blockschaltbild der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung.

Die Sensoren G, bis G sind im Abstand einer bestimmten Grund-

ι η ,

längeneinheit L. entlang der Transporteinrichtung so angeordnet, daß sie durch die vorbeibewegten Rohre verdeckt und wieder freigegeben werden können.

Die Sensoren sind mit der elektronischen Steuereinheit 1 verbunden, die die von den Sensoren gewonnenen Signale zur Steuerung des kombinierten Zähl- und Anzeigewerks 2 für die Anzahl der Grundlängeneinheiten und die Anzahl der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheiten und der Zählwerke 3 und 4, die mit den Impulsfrequenzen f/ bzw. f₂ betrieben werden, verwendet. Passiert der Rohranfang den Sensor G^, so wird in das Zählwerk 3 mit der Impulsfolgefrequenz f. und in das Zählwerk 4 mit der Impulsfolgefrequenz fp eingezählt.

Bei Passieren des Sensors Gp durch den Anfang des Rohres wird, sofern das Rohrende den Sensor G. noch nicht passiert hat, im kombinierten Zähl- und Anzeigewerk 2 die erste Grundlängenein- ₍ heit gesetzt, während die Zählwerke 3 und 4 auf Null gesetzt werden und umgehend erneut mit dem Einzählen beginnen. Dieser* Vorgang· wiederholt sich solange, bis das Rohrende den Sensor G₁. erreicht, nachdem der Rohranfang den Sensor 6 _Λ passiert hat.

Von den bei Passieren des Sensors G_ * durch den Rohranfang ausgelösten Zählvorgängen in den Zählwerken 3 und 4 wird der im Zählwerk 3 mit der höheren Impulsfolgefrequenz fv unterbrochen^ wenn das Rohrende den Sensor G. passiert. Der Zählvörgang im Zählwerk 4 mit der niedrigeren Impulsfolgefrequenz f^ wird dagegen, fortgesetzt bis der Rohranfang den Sensor G erreicht. Nachdem nunmehr der Meßvorgang abgeschlossen ist, leitet die elektronische Steuereinheit 1 im Zählwerk 3 denRückwärtszählvorgang vom Zählergebnis auf Null ein, wobei jedesmal, wenn das Zählergebnis des Zählwerkes 4 erreicht ist, ein Übertragimpuls an das kombinierte Zähl- und Anzeigewerk 2 für das Setzen der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheit abgegeben wird.

Wurde die Grundlängeneinheit L., in deren Abstand die Sensoren G. bis, G angeordnet sind, mit 0,5 m gewählt und soll die kleinste zu bestimmende Längeneinheit 1 cm betragen, so ist das Verhältnis ι der Impulsfolgefrequenzen f. mit 50 bestimmt.

Ist bei Unterbrechung des Zählvorganges im Zählwerk 3 ein Zählergebnis von Z-, = 2760' registriert und beträgt das Zählergebnis im Zählwerk 4 ZV = 120, so wird beim Rückwärtszählen von 2760 auf Null 23 mal das Zählergebnis Z^ von 120 erreicht, was 23 Übertragsimpulsen und damit einer Restlänge von 23 cm, die,im kombinierten Zähl- und Anzeigewerk 2 zum dort registrierten Vielfachen von 0,5 m addiert wird, entspricht.

Claims

Erfindungsanspruch:

1.. Schaltungsanordnung zur berührungslosen Längenmessung bewegter Objekte mit mehreren im Abstand einer Grundlängeneinheit· angeordneten auf Annäherung oder Entfernung eines Körpers reagierenden Sensoren, die bei Passieren des Objektanfangs einen Impuls an ein elektronisches Zähl- und Anzeigewerk abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin bei Passieren jedes Sensors durch den Objektanfang in zwei weiteren elektronischen Zählwerken Zählvorgänge mit unterschiedlichen, im Verhältnis von Grundlängeneinheit zu kleinster zu bestimmender Längeneinheit stehenden Impulsfolgefrequenzen ausgelöst w.erden, wobei der Zählvorgang mit der höheren Impulsfolgefrequenz bei Passieren des ersten Sensors durch das Objektende beendet ist, bei Erreichen des nächstfolgenden Sensors durch den Objektanfang der andere Zählvorgang beendet ist, daraufhin durch eine elektronische Steuereinheit ein Rückwärtszählvorgang vom Zählergebnis mit der höheren Impulsfolgefrequenz auf Null ausgelöst und bei jeweiligem Erreichen des Zählergebnisses mit der niedrigeren Impulsfolgefrequenz ein Impuls an ein elektronisches Zähl- und Anzeigewerk für die Anzahl der kleinsten zu beistimmenden Längeneinheiten, um die das Objekt länger als das Vielfache einer Grundlängeneinheit ist, abgegeben wird.
2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zähl- und Anzeigewerk für die Anzahl der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheiten mit dem für die Anzahl der Grundlängeneinheiten kombiniert ist.
3. Schaltungsanordnung nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsfolgefrequenzen für die Zählvorgänge von einer gemeinsamen Grundfrequenz abgeleitet sind.

1 Seite Zeichnungen