DD221826A1

DD221826A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR TOGGLE LENGTH MEASUREMENT OF MOVING OBJECTS

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. 2The invention relates to an arrangement for measuring the length of moving objects, in particular semi-finished products and workpieces. The aim of the invention is the realization of a sufficiently accurate automatic length measurement of moving objects with reasonable technical equipment and maintenance. The task is to minimize the influence of speed on the measurement result and to dispense with the use of optical systems and computer technology. Proposed is a circuit arrangement in which the remainder exceeding a multiple of a selected basic length unit by two electronic, operated with different pulse repetition Zaehlvorgaenge that are triggered and passed by passing certain sensors by Werkstueckanfang end, followed by comparison of the two Zaehlergebnisse is determined , The arrangement is applicable everywhere where workpieces with a large length are moved continuously with stationary transport devices. Fig. 2

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Schaltungsanordnung zur berührungslosen Längenmessung bewegterCircuit arrangement for non-contact length measurement of moving

Objekte ;Objects;

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung dient der Messung der in Bewegungsrichtung liegenden Ausdehnung von mit hinreichend konstanter Geschwindigkeit bewegten Objekten.The invention serves to measure the expansion of moving objects at a sufficiently constant speed in the direction of movement.

Sie ist insbesondere zur Längenmessung von auf stationären Fördereinrichtungen bewegten Halbzeugen und Werkstücken geeignet.It is particularly suitable for measuring the length of moving on stationary conveyors semi-finished products and workpieces.

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.Characteristic of the known technical solutions For measuring the length of moving objects, arrangements using measuring roller sensors are known. These require, in addition to a wear-related increased maintenance, the most uniform possible shape and a sufficient flatness of the surface of the objects to be measured in order to ensure an application and safe guiding.

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.According to other methods, as shown in DE-AS 1773534 and DE-OS 2838583 (both G 01 B 11/04), the length of the objects is determined by the speed, either their constancy or for measuring a mean speed erheblipher device technical effort, , z. B. computer use, is required.

Weiterhin werden Verfahren unter Verwendung von rotierenden elektromagnetischen Strahlern oder Spiegeln mit Reflexion am Meßobjekt angewendet, wobei die Auswertung mittels Linearisie-Furthermore, methods using rotating electromagnetic radiators or mirrors with reflection at the test object are used, the evaluation being carried out by means of linearization.

IV 1933*1:-) UIV 1933 * 1 :-) U

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. .tion functions carried out and the maintenance is not negligible. After a solution shown in DE-OS 2236730, the total length of the object is divided by means of optoelectronic receiver into basic units and the portion of the length exceeding a multiple of these basic units is detected by array cameras in conjunction with optical systems. For this purpose, a considerable electronic and optical effort is required, wherein the optical systems adhering disadvantages, in particular high maintenance, are not eliminated. ,

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.In order to determine the portion of the length of the object which exceeds a multiple of the basic unit length, optoelectronic sensors are also arranged according to DE-OS 2602273 at a distance of the smallest unit of length to be determined within a basic unit length. This solution has the disadvantage that for the determination of the residual length such a number of sensors, which corresponds to the ratio of basic unit to smallest unit length to be determined, is required and that the resolution of the residual length is limited by the possibility of linear arrangement of this number of sensors ,

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Realisierung einer funktionssicheren automatischen Längenmessung sich bewegender Objekte mit hinreichender Genauigkeit bei vertretbarem gerätetechnischem und Wartungsaufwand. ^l '.' ^ The object of the invention is to realize a functionally reliable automatic length measurement of moving objects with sufficient accuracy with reasonable equipment and maintenance costs. ^l '.' ^

Darlegung des Wesens der Erfindung » ;Explanation of the essence of the invention »;

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-einsteThe invention has for its object to develop a measuring device for non-contact length measurement, which does not require a constant speed over the total length of the moving object, in which the subdivision of the residual length in the kl-einste

zu bestimmende Längeneinheit ohne Verwendung zusätzlicher Sensoren erfolgt und bei der auf den Einsatz von optischen Systemen und Rechentechnik verzichtet wird.length unit to be determined without the use of additional sensors and is dispensed with the use of optical systems and computer technology.

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.To solve a circuit arrangement is proposed, in which are arranged to determine the number of basic length units in a known manner to the approach or removal of a body responsive sensors at a distance of the basic length unit and connected via an electronic control unit with a counting and display unit.

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.In order to determine the residual length which exceeds the multiple of the basic length unit, according to the invention, each of these sensors is connected via the electronic control unit to two electronic counters, which are exposed to different pulse repetition frequencies in the ratio of the basic unit to the smallest unit of length to be measured. From the count results of these counters, the number of the smallest unit of length to be determined is obtained with the aid of the electronic control unit and transmitted to a further counting and display unit, which is advantageously combined with the counting and display unit for the number of basic length units. _x If the beginning of the workpiece passes a sensor, then in addition to the pulse for setting the number of basic unit each running at different pulse repetition counts are triggered, of which the counting process with the higher pulse repetition frequency is already terminated when the end of the object to be measured the first releases the sensors. The counting process with the lower pulse train sequence is then ended when the start of the object reaches the next sensor.

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,If the two counting operations are terminated at different times, the electronic control unit triggers a Rückwärtszählvorgahg in the counter at the higher pulse repetition frequency after completion of the latter, each time when the count result is reached with the neidreren Impuls'folgefrequenz,

ein Impuls für das Setzen der Anzahl der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheit an das entsprechende Zähl- und Anzeigewerk abgegeben •wird.-- '. ' ' ' , -. .^: ' - . . ".an impulse for setting the number of the smallest unit of length to be determined is given to the corresponding counting and display unit. ''', -. , ^: '-. , ".

Das Meßergebnis setzt sich aus der Anzahl der Grundlängeneinheiten und der Anzahl der kleinsten zu bestimmenden Längeneinheiten zusammen .The measurement result is composed of the number of basic length units and the number of the smallest length units to be determined.

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.While the determination of the number of basic length units is speed-independent, the speed of movement of the DUT is determined by determining the number of the smallest length units to be determined by using time-dependent counting operations.

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.However, changes in this speed only affect this part of the measurement result during the period of determination of the residual length and therefore only lead to practically negligible deviations.

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. , .If the pulse repetition frequencies for the two counting operations are advantageously obtained by dividing them from a common fundamental frequency, then frequency errors likewise only insignificantly enter the measurement result. Another advantage of the proposed solution is that with the choice of the ratio and the absolute magnitudes of the pulse repetition frequencies, the required accuracy or the resolution can be varied relative to the basic length unit. ,.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel zur Längenmessung von Rohren unter Verwendung optoelektronischer Sensoren., erläutert werdenThe invention will be explained below using an exemplary embodiment for measuring the length of tubes using optoelectronic sensors

In beiliegender Zeichnung zeigen , In accompanying drawing show

Figur 1 die prinzipielle Anordnung der Sensoren und Figur 2 das Blockschaltbild der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung.Figure 1 shows the basic arrangement of the sensors and Figure 2 is the block diagram of the proposed circuit arrangement.

Die Sensoren G, bis G sind im Abstand einer bestimmten Grund-The sensors G, to G are at a distance of a certain basic

ι η ,ι η,

längeneinheit L. entlang der Transporteinrichtung so angeordnet, daß sie durch die vorbeibewegten Rohre verdeckt und wieder freigegeben werden können.Length unit L. along the transport device arranged so that they can be covered by the passing past tubes and released again.

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.The sensors are connected to the electronic control unit 1, which receives the signals obtained by the sensors for controlling the combined count and display unit 2 for the number of basic length units and the number of the smallest length units to be determined and the counters 3 and 4, with the pulse frequencies f / or f ₂ are used. If the beginning of the tube passes the sensor G 1, the counter 3 with the pulse repetition frequency f. and counted into the counter 4 at the pulse repetition frequency fp.

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.When passing the sensor Gp through the top of the tube is provided that the tube end has not yet passed the sensor G., set in the combined counting and indicating unit 2, the first Grundlängenein- _{(standardized,} while the counters are set to zero 3 and 4 and This process is repeated until the end of the pipe reaches the sensor G ₁ after the beginning of the pipe has passed the sensor 6 _Λ .

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.Of the triggered in passing the sensor G_ * by the pipe start counting processes in the counters 3 and 4 is interrupted in the counter 3 with the higher pulse repetition frequency fv ^ when the pipe end passes the sensor G. The Zählvörgang in the counter 4 with the lower pulse repetition frequency f ^, however, continues until the beginning of the tube reaches the sensor G. Now that the measuring operation is completed, the electronic control unit 1 in the counter 3 initiates the count-back from counting result to zero, each time when the count of the counter 4 is reached, a carry pulse to the combined counting and display unit 2 for setting the smallest determining unit of length is delivered.

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.If the basic length unit L., in whose distance the sensors G. to, G are arranged, has been chosen to be 0.5 m and the smallest unit of length to be determined should be 1 cm, then the ratio ι of the pulse repetition frequencies f. determined with 50.

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.If a counting result of Z-, = 2760 'is registered when interrupting the counting process in counter 3 and the counting result in counter 4 is ZV = 120, the counting result Z ^ of 120 is reached when counting back from 2760 to zero 23 times, which means 23 carry pulses and thus a residual length of 23 cm, which, in the combined counting and display unit 2 is added to the registered there multiples of 0.5 m corresponds.

Claims

Invention claim:

1 .. Circuit arrangement for non-contact measurement of length of moving objects with several at a distance of a basic length unit arranged on approaching or removing a body responsive sensors that emit a pulse to an electronic counting and display unit when passing the object start, characterized in that continue when passing each Sensors triggered by the object beginning in two other electronic counters Counting operations with different, in the ratio of basic unit to smallest unit length to be determined pulse repetition w.erden, the counting is terminated with the higher pulse repetition frequency when passing the first sensor through the object end, upon reaching the The next following sensor is completed by the object start of the other counting process, then an electronic check out a count-down from counting result with the higher pulse repetition frequency to zero st and respective reaching of the count with the lower pulse repetition frequency, a pulse to an electronic counting and indicating unit for the number smallest, is discharged to be beistimmenden units of length by which the object is longer than a multiple of a basic length unit.

2. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the counting and display unit for the number of the smallest units of length to be determined is combined with that for the number of basic length units.

3. Circuit arrangement according to item 1 or 2, characterized in that the pulse repetition frequencies for the counting operations are derived from a common fundamental frequency.

1 page drawings