DE102012206958A1 - Method for detecting position of band saw blade on band saw, involves providing free space for accommodating metallic element such that change in voltage induced into receiver coil is generated by moving metallic element in free space - Google Patents

Method for detecting position of band saw blade on band saw, involves providing free space for accommodating metallic element such that change in voltage induced into receiver coil is generated by moving metallic element in free space Download PDF

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Abstract

The method involves detecting induced voltage in receiver coil (16) using measuring device (20). The signal of the measuring device is fed to evaluation device (22) so as to determine position, velocity or size of metallic element (1). The free space (25) is formed between transmitting coil (11) and receiver coil. The free space is provided for accommodating metallic element such that the change in voltage induced into receiver coil is generated by moving metallic element in the free space. An independent claim is included for device for detecting position of plate or strip-shaped metallic element.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung eines metallischen Elements nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for detecting a metallic element according to the preambles of the independent claims.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedenste Verfahren zur Erfassung eines metallischen Elements bekannt, wobei deren Messverfahren beispielsweise auf optischen Prinzipien (z.B. mittels einer Lasereinrichtung), elektrischen bzw. elektronischen Verfahren wie einer Kapazitätsveränderung bis hin zu Induktionsmessverfahren und der Nutzung des Halleffekts reicht. Jedes Messprinzip hat dabei seine eigenen Randbedingungen, Präzisionen und Messbereiche. Beispielsweise beim Einsatz in Handwerkzeugmaschinen besteht der Bedarf nach einem Verfahren zur Erfassung eines metallischen Elements, das sich vorrichtungstechnisch einfach umsetzen lässt, eine hohe Robustheit gegenüber Medien- und Störsignalen aufweist, sowie einen linearen Signalverlauf hat. Hierbei soll ein Messbereich zwischen einigen Millimetern bis hin zu wenigen Zentimetern abgedeckt werden. Beispielhaft, aber nicht einschränkend, sei der Einsatz eines entsprechenden Verfahrens bzw. einer Vorrichtung zur Erfassung der Position eines Sägebandes in einer Bandsäge erwähnt, bei der sich die Position des Sägebandes beim Sägen eines Werkstückes, abhängig von der Werkstückgeometrie und dessen Beschaffenheit ändert, wodurch die Sägegenauigkeit leidet. Wenn nun die Position des Sägebandes hinreichend genau erkannt wird, kann durch eine entsprechende Regelung einer Positioniereinrichtung das Sägeband in seiner Position in gewünschter Art und Weise neu justiert werden, so dass eine hohe Präzision bei Sägen erreicht wird. Die angesprochenen Messprinzipien bzw. Vorrichtungen eignen sich aufgrund der spezifischen Anforderungen jedoch nur bedingt. A variety of methods of detecting a metallic element have been known in the prior art, the measuring methods of which range from, for example, optical principles (e.g., using a laser device), electrical and electronic techniques such as capacitance variation, to induction measurement techniques, and the use of the Hall effect. Each measuring principle has its own boundary conditions, precision and measuring ranges. For example, when used in hand tool machines, there is a need for a method for detecting a metallic element, which can be easily implemented device technology, has a high robustness against media and interference signals, and has a linear waveform. Here, a measuring range between a few millimeters to a few centimeters is to be covered. By way of example, but not limitation, the use of a corresponding method or device for detecting the position of a saw blade in a band saw is mentioned, in which the position of the saw blade in sawing a workpiece, depending on the workpiece geometry and its nature changes, Saw accuracy suffers. If now the position of the saw blade is detected with sufficient accuracy, the saw band can be readjusted in its position in the desired manner by a corresponding control of a positioning, so that a high precision is achieved in sawing. However, the mentioned measuring principles or devices are only partially suitable due to the specific requirements.

Aus der DE 33 26 476 A1 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche zwar an sich bekannt, genaue Angaben, wie diese zum Einsatz insbesondere in den angesprochenen Werkzeugmaschinen unter Berücksichtigung der angesprochenen Randbedingungen anwendbar sind, sind jedoch aus der genannten Schrift nicht entnehmbar. From the DE 33 26 476 A1 Although a method and a device according to the preambles of the independent claims, although known per se, precise information on how they are applicable for use in particular in the mentioned machine tools taking into account the aforementioned boundary conditions, but can not be removed from the cited document.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Erfassen eines metallischen Elements nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass diese bei einfachem Aufbau gegenüber Umwelteinflüssen, wie Medien, robust aufgebaut ist, in einem Messbereich von einigen Millimetern bis wenigen Zentimetern einsetzbar ist und eine hinreichend hohe Genauigkeit bzw. Auflösung aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Erfassung eines metallischen Elements mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zwischen wenigstens einer Sendespule und wenigstens einer Empfängerspule ein Freiraum zur zumindest teilweisen Aufnahme des metallischen Elements ausgebildet ist, derart, dass durch das Hineinbewegen des metallisches Elements in den Freiraum oder das Bewegen des im Freiraum angeordneten metallischen Elements innerhalb des Freiraums eine Änderung der in die wenigstens eine Empfängerspule induzierten Spannung erzeugt wird. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass das Messprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einer Abschattung eines durch eine Sendespule erzeugten Magnetfelds beruht, die durch Induktion in einer Empfängerspule detektiert wird. Die Abschattung durch das metallische Element führt zu einer Verminderung des an der Empfängerspule entstehenden (magnetischen) Feldes und damit auch bei einer Verringerung der in der Empfängerspule indizierten Spannung. Die Messung dieser Spannung liefert daher eine Aussage über die Position des metallischen Elements. Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a method and an apparatus for detecting a metallic element according to the preambles of the independent claims such that it is robust with a simple structure against environmental influences, such as media, built in one Measuring range of a few millimeters to a few centimeters can be used and has a sufficiently high accuracy or resolution. This object is achieved in a method for detecting a metallic element with the features of claim 1, characterized in that between at least one transmitting coil and at least one receiver coil, a free space for at least partially receiving the metallic element is formed such that by moving in the metallic Elements in the free space or moving the space arranged in the metallic element within the free space, a change in the at least one receiver coil induced voltage is generated. In other words, this means that the measurement principle of the method according to the invention is based on a shading of a magnetic field generated by a transmitting coil, which is detected by induction in a receiver coil. Shading by the metallic element leads to a reduction of the (magnetic) field produced at the receiver coil and thus also to a reduction in the voltage indicated in the receiver coil. The measurement of this voltage therefore provides information about the position of the metallic element.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung zur Erfassung eines metallischen Elements sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Dabei sollen vorrichtungstechnische Merkmale verfahrenstechnisch und verfahrenstechnische Merkmale vorrichtungstechnisch offenbart sein. Advantageous developments of the method according to the invention and the device for detecting a metallic element are specified in the respective subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention. In this case, device-related features should be procedurally disclosed procedural and procedural features.

Bevorzugt ist ein Verfahren, bei der als metallisches Element ein platten- bzw. streifenförmiges Element verwendet wird. Dadurch ist es insbesondere möglich, den Freiraum zwischen der wenigstens einen Sendespule und der wenigstens einen Empfängerspule relativ klein bzw. eng zu wählen, so dass selbst bei einer Spannungsversorgung der Sendespule mit einer relativ geringen Spannung relativ hohe Spannungen in der Empfängerspule indiziert werden, wodurch mit relativ geringem Aufwand eine gute Auflösung und eine hohe Empfindlichkeit des Spannungssignals in der Empfängerspule bei einer Abschattung durch das metallische Element erzielt wird. Preferred is a method in which a plate-shaped or strip-shaped element is used as the metallic element. As a result, it is possible, in particular, to select the clearance between the at least one transmitting coil and the at least one receiver coil to be relatively small, so that relatively high voltages are indicated in the receiver coil even with a voltage supply to the transmitting coil with a relatively low voltage a relatively low cost, a good resolution and a high sensitivity of the voltage signal in the receiver coil is achieved with a shading by the metallic element.

Ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung unter Verwendung einer einzigen Sendespule und einer einzigen Empfängerspule weist noch eine gewisse Temperaturempfindlichkeit bei Temperaturänderungen auf. In vielen Fällen ist die Temperatur des Systems jedoch nur schwierig zu messen, somit auch nur relativ schwierig zu berücksichtigen. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn es sich bei dem metallischen Element um ein sich schnell bewegendes Element, wie das Sägeband einer Bandsäge handelt, oder wenn zusätzlich noch Flüssigkeiten oder Schmutz eine Temperaturmessung des metallischen Elements verhindern. Ein besonders bevorzugtes Verfahren sieht deshalb vor, dass zur Verringerung der angesprochenen Temperaturempfindlichkeit jeweils zwei, vorzugsweise identische Sendespulen und zwei, vorzugsweise identische Empfängerspulen verwendet werden, und dass die Signale der beiden Empfängerspulen in der Auswerteinrichtung miteinander verknüpft werden, insbesondere voneinander abgezogen werden. Mittels eines derartigen Verfahrens können Temperatureinflüsse des metallischen Elements und der Sende- bzw. Empfängerspulen auf ein Minimum reduziert werden. A method and apparatus using a single transmitter coil and a single receiver coil still has some temperature sensitivity to temperature changes. In many cases, however, the temperature of the system is difficult to measure, and thus relatively difficult to take into account. This is for For example, the case when the metallic element is a fast-moving element, such as the saw band of a band saw, or if in addition still liquids or dirt prevent a temperature measurement of the metallic element. A particularly preferred method therefore provides that in order to reduce the addressed temperature sensitivity in each case two, preferably identical transmitter coils and two, preferably identical receiver coils are used, and that the signals of the two receiver coils in the evaluation are linked together, in particular deducted from each other. By means of such a method, temperature influences of the metallic element and the transmitter or receiver coils can be reduced to a minimum.

Ein bevorzugter konstruktiver Aufbau der Vorrichtung sieht vor, dass die Längsachse der wenigstens einen Sendespule und die Längsachse der wenigstens einen Empfängerspule fluchtend zueinander ausgerichtet sind, und dass das metallische Element senkrecht zu den Längsachsen in dem Freiraum zwischen den Spulen beweglich angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung lassen sich die in der wenigstens einen Empfängerspule induzierten Spannungen besonders einfach interpretieren bzw. auswerten, um insbesondere die Position des metallischen Elements zu bestimmen.A preferred structural design of the device provides that the longitudinal axis of the at least one transmitting coil and the longitudinal axis of the at least one receiver coil are aligned with each other, and that the metallic element is arranged to be movable perpendicular to the longitudinal axes in the space between the coils. With such an arrangement, the voltages induced in the at least one receiver coil can be interpreted or evaluated in a particularly simple manner, in particular to determine the position of the metallic element.

Bevorzugt ist weiterhin ein Einsatz der Vorrichtung, bei der die Auswerteeinrichtung mit einer Stelleinrichtung zur Beeinflussung der Position des metallischen Elements verbunden ist, wobei die Stelleinrichtung Bestandteil einer Regeleinrichtung ist, die das metallische Element vorzugsweise an einem konstanten Ort innerhalb des Freiraums hält. Mittels einer derartigen Vorrichtung lässt sich beispielsweise die Position eines Sägebandes an einer Bandsäge derart beeinflussen, dass stets eine hohe Schnittqualität bzw. Schnittgenauigkeit erzielt werden kann.Furthermore, use of the device is preferred, in which the evaluation device is connected to an adjusting device for influencing the position of the metallic element, wherein the adjusting device is part of a control device which preferably holds the metallic element at a constant location within the free space. By means of such a device, for example, the position of a saw blade on a band saw can be influenced in such a way that always a high cut quality or cutting accuracy can be achieved.

Wichtig ist auch, dass der Freiraum zwischen der wenigstens einen Sendespule und der wenigstens einen Empfängerspule, mit Ausnahme des metallischen Elements, metallfrei ausgebildet ist. Ansonsten könnte das Vorhandensein von Metall im Freiraum zwischen den Spulen zu einer Verfälschung des Messergebnisses führen. It is also important that the free space between the at least one transmitting coil and the at least one receiver coil, with the exception of the metallic element, is metal-free. Otherwise, the presence of metal in the clearance between the coils could lead to a falsification of the measurement result.

Bevorzugt ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Regelung der Position eines metallischen Elements an einer Werkzeugmaschine, insbesondere eines Sägebandes einer Bandsäge. Die Erfindung ist darüber hinaus aber nicht nur zur Bestimmung der Position eines metallischen Elements geeignet, sondern grundsätzlich auch zur Bestimmung der Größe eines metallischen Elements, wenn das metallische Element derart klein ist, dass es zwischen der wenigstens einen Sendespule und der wenigstens einen Empfängerspule vollständig positioniert werden kann. In diesem Fall ist das Maß der in der Empfängerspule induzierten Spannung proportional zur projektierten Fläche des metallischen Elements. Preferably, the use of a device according to the invention or a method according to the invention in a control of the position of a metallic element on a machine tool, in particular a saw band of a band saw. However, the invention is moreover suitable not only for determining the position of a metallic element, but basically also for determining the size of a metallic element when the metallic element is so small that it is completely positioned between the at least one transmitting coil and the at least one receiving coil can be. In this case, the amount of voltage induced in the receiver coil is proportional to the projected area of the metallic element.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines metallischen Elements bei einer ersten Ausführungsform in vereinfachter Darstellung, 1 the basic structure of a device according to the invention for detecting a metallic element in a first embodiment in a simplified representation,

2 eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung unter Verwendung zweier Sendespulen und zweier Empfängerspulen zur Steuerung der Position eines Sägebandes einer Bandsäge in vereinfachter Darstellung und 2 a second device according to the invention using two transmitting coils and two receiver coils for controlling the position of a saw band of a band saw in a simplified representation and

3 den Signalverlauf der mittels der Sendespulen und Empfängerspulen gemäß der 2 erfassten, voneinander abgezogenen Signale der beiden Empfängerspulen in Form eines Diagramms. 3 the waveform of the transmitting coils and receiver coils according to the 2 recorded, subtracted signals of the two receiver coils in the form of a diagram.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same components or components with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der 1 ist eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Erfassung eines metallischen Elements 1 dargestellt. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Sendespule 11, die an einer Strom- bzw. Spannungsquelle 12 angeschlossen ist. Beispielhaft ist eine Wechselspannungsquelle 12 vorgesehen, die bevorzugt als stromgeregelte Wechselspannungsquelle 12 ausgebildet ist, wodurch sich Temperatureffekte während des Betriebs der Wechselspannungsquelle 12 minimieren lassen. Durch die Wechselspannungsquelle 12 wird in der Sendespule 11 ein magnetisches Feld erzeugt, dessen Feldlinien mit 13 bezeichnet sind. Die Sendespule 11 weist eine Längsachse 14 auf. Gegenüberliegend zu der einen Stirnseite 15 der Sendespule 11 ist eine Empfängerspule 16 angeordnet. Die Empfängerspule 16 weist eine Längsachse 17 auf, wobei die beiden Längsachsen 14, 17 der Sendespule 11 und der Empfängerspule 16 fluchtend zueinander angeordnet sind. Die der Sendespule 11 zugewandte Stirnseite 18 der Empfängerspule 16 befindet sich in einem Abstand a zur Stirnseite 15 der Sendespule 11. Der Abstand a beträgt vorzugsweise zwischen einigen Millimetern und (maximal) wenigen Zentimetern. Durch das magnetische Feld der Sendespule 11 wird in der Empfängerspule 16 eine Spannung induziert, die mittels einer Messeinrichtung 20 gemessen bzw. erfasst wird. Die in der Empfängerspule 16 ausgebildeten Feldlinien sind mit der Bezugsziffer 21 versehen. In the 1 is a first device according to the invention 10 for detecting a metallic element 1 shown. The device 10 includes a transmitting coil 11 connected to a power source 12 connected. An example is an AC voltage source 12 provided, preferably as a current-controlled AC voltage source 12 is formed, resulting in temperature effects during operation of the AC voltage source 12 minimize. By the AC voltage source 12 is in the transmission coil 11 generates a magnetic field whose field lines with 13 are designated. The transmitting coil 11 has a longitudinal axis 14 on. Opposite to the one end face 15 the transmitting coil 11 is a receiver coil 16 arranged. The receiver coil 16 has a longitudinal axis 17 on, with the two longitudinal axes 14 . 17 the transmitting coil 11 and the receiver coil 16 are arranged in alignment with each other. The transmitter coil 11 facing end face 18 the receiver coil 16 is located at a distance a to the front side 15 the transmitting coil 11 , The distance a is preferably between a few millimeters and (at most) a few centimeters. Through the magnetic field of the transmitting coil 11 is in the receiver coil 16 a Induced voltage by means of a measuring device 20 measured or recorded. The in the receiver coil 16 trained field lines are indicated by the reference numeral 21 Mistake.

Die Messeinrichtung 20 überträgt die gemessene Spannung der Empfängerspule 16 an eine Auswerteeinrichtung 22, in der ein Algorithmus zur Bestimmung zumindest der Lage des metallischen Elements 1 in Richtung der X-Achse vorhanden ist, wobei die X-Achse senkrecht zu den Längsachsen 14, 17 verläuft.The measuring device 20 transmits the measured voltage of the receiver coil 16 to an evaluation device 22 in which an algorithm for determining at least the position of the metallic element 1 is present in the direction of the X-axis, wherein the X-axis is perpendicular to the longitudinal axes 14 . 17 runs.

Die Höhe der durch die Sendespule 11 in die Empfängerspule 16 induzierten Spannung hängt zum einen von der Höhe der Spannung der Wechselspannungsquelle 12 sowie den Eigenschaften der verwendeten Sendespule 11, und zum anderen vom Abstand a sowie den spezifischen Eigenschaften der verwendeten Empfängerspule 16 ab. Wesentlich ist, dass beim Einführen des metallischen Elements 1 in einen zwischen den beiden Stirnseiten 15, 18 der Sendespule 11 und der Empfängerspule 16 ausgebildeten Freiraum 25 das metallische Element 1 eine Abschattung der magnetischen Feldlinien 13 der Sendespule 11 in Richtung zur Empfängerspule 16 bewirkt, so dass sich die in der Empfängerspule 16 induzierte Spannung verringert. The height of the transmission coil 11 in the receiver coil 16 induced voltage depends on the one hand on the level of voltage of the AC voltage source 12 and the properties of the transmitting coil used 11 , and on the other of the distance a and the specific properties of the receiver coil used 16 from. It is essential that when inserting the metallic element 1 in one between the two end faces 15 . 18 the transmitting coil 11 and the receiver coil 16 trained free space 25 the metallic element 1 a shading of the magnetic field lines 13 the transmitting coil 11 towards the receiver coil 16 causes, so that in the receiver coil 16 reduced induced voltage.

Bei Versuchen hat es sich herausgestellt, dass bei einem Abstand a von beispielsweise 2mm zwischen der Sendespule 11 und der Empfängerspule 16 eine seitliche Verschiebung des Elements 1 von 0,01mm erfasst werden kann. Sobald das metallische Element 1 die Stirnseiten 15, 18 vollständig überdeckt führt eine weitere Bewegung des metallischen Elements 1 zu keiner wesentlichen Änderung der Spannung in der Empfängerspule 16. Der mit Ausnahme des Elements 1 metallfrei ausgebildete Freiraum 25 zwischen der Sendspule 11 und der Empfängerspule 16 kann beispielsweise durch eine entsprechende nichtmetallische Aufnahmetasche 19 in der Vorrichtung 10 ausgebildet sein, wobei die Aufnahmetasche 19 Wandabschnitte aufweist, die die Stirnseiten 15, 18 der Sendespule 11 bzw. der Empfängerspule 16 mechanisch schützen. In experiments, it has been found that at a distance a of, for example 2mm between the transmitter coil 11 and the receiver coil 16 a lateral displacement of the element 1 of 0.01mm can be detected. Once the metallic element 1 the front ends 15 . 18 completely covered leads a further movement of the metallic element 1 to no significant change in the voltage in the receiver coil 16 , The exception of the element 1 metal-free space 25 between the send coil 11 and the receiver coil 16 For example, by a corresponding non-metallic receiving pocket 19 in the device 10 be formed, with the receiving pocket 19 Wall sections which have the end faces 15 . 18 the transmitting coil 11 or the receiver coil 16 protect mechanically.

Bei dem teilweise in den Freiraum 25 hineinragenden metallischen Element 1 handelt es sich bevorzugt um ein platten- bzw. streifenförmiges metallisches Element 1, insbesondere um ein Sägeband einer Bandsäge. Neben der Erfassung der X-Position des metallischen Elements 1 in Bezug auf den Freiraum 25 kann mittels der Vorrichtung 10 auch auf die Größe des Metallelements 1 geschlossen werden, falls dieses eine (projizierte) Größe aufweist, die kleiner ist als die Stirnseite 18 der Empfängerspule 16. In diesem Fall ist die Größe der Abschattung bzw. die Verminderung der induzierten Spannung in der Empfängerspule 16 proportional zur (projizierten) Größe bzw. Fläche des metallischen Elements 1. Auch kann aus der zeitlichen Veränderung des Spannungssignals an der Empfängerspule 15 auf eine Geschwindigkeit des Elements 1 geschlossen werden.Partially in the open space 25 protruding metallic element 1 it is preferably a plate-shaped or strip-shaped metallic element 1 , in particular a saw band of a band saw. In addition to detecting the X position of the metallic element 1 in terms of free space 25 can by means of the device 10 also on the size of the metal element 1 be closed, if this has a (projected) size that is smaller than the front side 18 the receiver coil 16 , In this case, the size of the shading or the reduction of the induced voltage in the receiver coil 16 proportional to the (projected) size or area of the metallic element 1 , Also, from the temporal change of the voltage signal at the receiver coil 15 at a speed of the element 1 getting closed.

In der 2 ist eine gegenüber der 1 modifizierte Vorrichtung 10a dargestellt. Die Vorrichtung 10a umfasst zwei, in einem ersten Halteelement 26 angeordnete, vorzugsweise identisch ausgebildete Sendespulen 11, sowie zwei, in einem zweiten Halterelement 27 angeordnete, ebenfalls vorzugsweise identisch ausgebildete Empfängerspulen 16. Die Sendespulen 11 und Empfängerspulen 16 bilden jeweils Messeinheiten aus. In Analogie zur Vorrichtung 10 sind die Längsachsen 14, 17 der miteinander zusammenwirkenden Sendespulen 11 und Empfängerspulen 16 fluchtend zueinander angeordnet. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der gegenseitige Abstand der Sendespulen 11 und der Empfängerspulen 16 in Richtung der Doppelpfeile 28, 29 variabel ausgebildet ist bzw. eingestellt werden kann, derart, dass der Abstand zwischen den Sendespulen 11 und den Empfängerspulen 16 der Breite eines in dem Freiraum 25 in seiner Breite vollständig angeordneten metallischen Element 1 angepasst ist. Vorzugsweise ist ein entsprechender Verstellmechanismus derart ausgebildet, dass sich der gegenseitige Abstand der Sendespulen 11 und der Empfängerspulen 16 dabei gleichzeitig und in derselben Art und Weise verändert. In the 2 is one opposite the 1 modified device 10a shown. The device 10a includes two, in a first holding element 26 arranged, preferably identically formed transmitting coils 11 , as well as two, in a second holder element 27 arranged, also preferably identically formed receiver coils 16 , The transmitter coils 11 and receiver coils 16 each train measurement units. In analogy to the device 10 are the longitudinal axes 14 . 17 the cooperating transmit coils 11 and receiver coils 16 arranged in alignment with each other. Furthermore, it can be provided that the mutual distance of the transmitting coils 11 and the receiver coils 16 in the direction of the double arrows 28 . 29 is formed variable or can be set, such that the distance between the transmitting coils 11 and the receiver coils 16 the width of one in the open space 25 in its width completely arranged metallic element 1 is adjusted. Preferably, a corresponding adjusting mechanism is designed such that the mutual distance of the transmitting coils 11 and the receiver coils 16 changed at the same time and in the same way.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem metallischen Element 1 um ein Sägeband 2 einer Bandsäge (nicht dargestellt), wobei die Längskanten 3, 4 des Sägebandes 2 mit den Längsachsen 14, 17 der Sendespulen 11 und der Empfängerspulen 16 ausgerichtet sind bzw. fluchten. Die Säge- bzw. Bewegungsrichtung des Sägebandes 2 verläuft senkrecht zur Zeichenebene der 2, und das Sägeband 2 ist in der X-Achse im Freiraum 25 verstellbar angeordnet. Die beiden Empfängerspulen 16 sind über Leitungen 31, 32 mit der Auswerteeinrichtung 22 gekoppelt. Die Auswerteeinrichtung 22 weist einen Algorithmus auf, der die Messsignale der beiden Empfängerspulen 16 vorzugsweise voneinander abzieht, um Temperatureinflüsse der Vorrichtung 10a bzw. des Sägebandes 2 zu kompensieren. Die Auswerteeinrichtung 22 ist über eine Ausgangsleitung 33 mit einer Steuervorrichtung 35 der Bandsäge gekoppelt, die wiederum über eine Ausgangsleitung 36 ein Stellglied 37 ansteuert, das die Position des Sägebandes 2 in X-Achse beeinflusst. Bei dem Stellglied 37 handelt es sich beispielsweise im Falle einer Bandsäge um ein Stellglied 37 zur Beeinflussung des Sturzes von Bandsägerädern. Durch die Empfängerspulen 16, die Auswerteeinrichtung 22, die Steuervorrichtung 35 und das Stellglied 37 wird somit ein geschlossener Regelkreis geschaffen, mit der die Position des Sägebandes 2 in Bezug zur auf die X-Achse konstant gehalten werden kann.In the illustrated embodiment, it is in the metallic element 1 around a saw band 2 a band saw (not shown), wherein the longitudinal edges 3 . 4 the saw band 2 with the longitudinal axes 14 . 17 the transmitter coils 11 and the receiver coils 16 are aligned or aligned. The sawing or moving direction of the saw blade 2 runs perpendicular to the plane of the 2 , and the saw band 2 is in the X-axis in the free space 25 arranged adjustable. The two receiver coils 16 are over lines 31 . 32 with the evaluation device 22 coupled. The evaluation device 22 has an algorithm that measures the measurement signals of the two receiver coils 16 preferably subtracts from each other to temperature influences of the device 10a or the saw band 2 to compensate. The evaluation device 22 is via an output line 33 with a control device 35 coupled to the band saw, which in turn has an output line 36 an actuator 37 controls the position of the saw band 2 influenced in X-axis. At the actuator 37 For example, in the case of a band saw, it is an actuator 37 for influencing the fall of bandsaw wheels. Through the receiver coils 16 , the evaluation device 22 , the control device 35 and the actuator 37 Thus, a closed loop is created with the position of the saw blade 2 relative to the X-axis can be kept constant.

In der 3 ist der Signalverlauf dargestellt, der mittels der Empfängerspulen 16 bei der Vorrichtung 10a erhalten wird, wenn die beiden (Spannungs-)Signale der Empfängerspulen 16 voneinander abgezogen werden. Hierbei ist die Differenzspannung U-Diff zwischen den beiden induzierten Spannungen der Empfängerspulen 16 über der X-Position des Sägebandes 2 dargestellt. Man erkennt, dass bei einer Differenzspannung von null Volt sich das Sägeband 2 an der gewünschten Xsoll-Position befindet (hier ca. 4,8mm). Je nach positivem bzw. negativem Vorzeichen der Spannungsdifferenz U-Diff der beiden Empfängerspulen 16 kann auf die Abweichung der Ist-Position des Sägebandes 2 bzw. deren Längskanten 3, 4 in Richtung der X-Achse geschlossen werden, so dass durch eine entsprechende Veränderung des Sturzes der Bandsägeräder mittels des Stellgliedes 37 die Ist-Position des Sägebandes 2 auf die Soll-Position eingeregelt werden kann. Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens bzw. der Vorrichtung 10a ist es, dass dieses relativ unempfindlich gegenüber einer Bewegung des Sägebandes 2 senkrecht zur Zeichenebene der 2 ist und nur (wie gewünscht) seitliche Bewegungen erfasst. In the 3 the waveform is shown by means of the receiver coils 16 at the device 10a is obtained when the two (voltage) signals of the receiver coils 16 be deducted from each other. Here, the difference voltage U diff between the two induced voltages of the receiver coils 16 above the X-position of the saw band 2 shown. It can be seen that at a differential voltage of zero volts, the saw blade 2 at the desired X soll position (here about 4.8mm). Depending on the positive or negative sign of the voltage difference U diff of the two receiver coils 16 may be due to the deviation of the actual position of the saw blade 2 or their longitudinal edges 3 . 4 be closed in the direction of the X-axis, so that by a corresponding change in the fall of the bandsaw wheels by means of the actuator 37 the actual position of the saw band 2 can be adjusted to the desired position. An advantage of the described method or device 10a It is that this relatively insensitive to a movement of the saw blade 2 perpendicular to the plane of the 2 is and only (as desired) recorded lateral movements.

Die soweit beschriebenen Vorrichtungen 10, 10a können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Ferner ist die Erfindung nicht auf die Erfassung der Position eines Sägebandes 2 beschränkt, sondern grundsätzlich auch auf andere Anwendungsfälle übertragbar.The devices described so far 10 . 10a can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. Furthermore, the invention is not on the detection of the position of a saw blade 2 limited, but in principle applicable to other applications.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3326476 A1 [0003] DE 3326476 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zur Erfassung eines metallischen Elements (1), mit wenigstens einer mit einer Spannungsquelle (12) verbundenen Sendespule (11) und wenigstens einer mit der wenigstens einen Sendespule (11) zusammenwirkenden Empfängerspule (16), in die durch das Magnetfeld der wenigstens einen Sendespule (11) eine Spannung induziert wird, sowie mit einer Messeinrichtung (20) zur Erfassung der in der wenigstens einen Empfängerspule (16) induzierten Spannung, wobei das Signal der Messeinrichtung (20) einer Auswerteeinrichtung (22) zugeführt wird, die eine Position, Geschwindigkeit oder eine Größe des metallischen Elements (1) ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der wenigstens einen Sendespule (11) und der wenigstens einen Empfängerspule (16) ein Freiraum (25) zur zumindest teilweisen Aufnahme des metallischen Elements (1) ausgebildet ist, derart, dass durch ein Bewegen des metallisches Elements (1) in den Freiraum (25) oder ein Bewegen des im Freiraum (25) angeordneten metallischen Elements (1) innerhalb des Freiraums (25) eine Änderung der in die wenigstens eine Empfängerspule (16) induzierten Spannung erzeugt wird.Method for detecting a metallic element ( 1 ), at least one with a voltage source ( 12 ) connected transmitting coil ( 11 ) and at least one with the at least one transmitting coil ( 11 ) cooperating receiver coil ( 16 ), in which by the magnetic field of the at least one transmitting coil ( 11 ) a voltage is induced, and with a measuring device ( 20 ) for detecting in the at least one receiver coil ( 16 ) induced voltage, the signal of the measuring device ( 20 ) an evaluation device ( 22 ), which has a position, velocity or size of the metallic element ( 1 ), characterized in that between the at least one transmitting coil ( 11 ) and the at least one receiver coil ( 16 ) a free space ( 25 ) for at least partially receiving the metallic element ( 1 ) is formed such that by moving the metallic element ( 1 ) into the open space ( 25 ) or moving in the free space ( 25 ) arranged metallic element ( 1 ) within the free space ( 25 ) a change in the at least one receiver coil ( 16 ) induced voltage is generated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als metallisches Element (1) ein platten- bzw. streifenförmiges Element (1) verwendet wird.Method according to claim 1, characterized in that as a metallic element ( 1 ) a plate or strip-shaped element ( 1 ) is used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei vorzugsweise identische Sendespulen (11) und zwei vorzugsweise identische Empfängerspulen (16) verwendet werden, dass jeweils eine Sendespule (11) und eine Empfängerspule (16) eine Messeinheit ausbilden, und dass die Signale der beiden Empfängerspulen (16) in der Auswerteeinrichtung (22) miteinander verknüpft werden, insbesondere voneinander abgezogen werden. Method according to claim 1 or 2, characterized in that in each case two preferably identical transmitting coils ( 11 ) and two preferably identical receiver coils ( 16 ) are used, that in each case a transmitting coil ( 11 ) and a receiver coil ( 16 ) form a measuring unit, and that the signals of the two receiver coils ( 16 ) in the evaluation device ( 22 ) are linked together, in particular deducted from each other. Vorrichtung (10; 10a) zur Erfassung eines metallischen Elements (1), mit wenigstens einer mit einer Spannungsquelle (12) verbundenen Sendespule (11), wenigstens einer mit der wenigstens einen Sendespule (11) zusammenwirkenden Empfängerspule (16), die mit einer Messeinrichtung (20) zur Erfassung der in die Empfängerspule (16) induzierten Spannung verbunden ist, und mit einer Auswerteeinrichtung (22) für die von der Messeinrichtung (20) erfassten Spannungswerte, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der wenigstens einen Sendespule (11) und der wenigstens einen Empfängerspule (16) ein Freiraum (25) zur zumindest teilweisen Aufnahme des metallischen Elements (1) ausgebildet ist. Contraption ( 10 ; 10a ) for detecting a metallic element ( 1 ), at least one with a voltage source ( 12 ) connected transmitting coil ( 11 ), at least one with the at least one transmitting coil ( 11 ) cooperating receiver coil ( 16 ) equipped with a measuring device ( 20 ) for detecting in the receiver coil ( 16 ) induced voltage, and with an evaluation device ( 22 ) for the measuring equipment ( 20 ) recorded voltage values, characterized in that between the at least one transmitting coil ( 11 ) and the at least one receiver coil ( 16 ) a free space ( 25 ) for at least partially receiving the metallic element ( 1 ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum (25) zwischen der wenigstens einen Senderspule (11) und der wenigstens einen Empfängerspule (16) zur Aufnahme des metallischen Elements (1) zwischen einigen Millimetern und einigen Zentimetern beträgt. Apparatus according to claim 4, characterized in that the free space ( 25 ) between the at least one transmitter coil ( 11 ) and the at least one receiver coil ( 16 ) for receiving the metallic element ( 1 ) is between a few millimeters and a few centimeters. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (14) der wenigstens einen Sendespule (11) und die Längsachse (17) der wenigstens einen Empfängerspule (16) fluchtend zueinander ausgerichtet sind, und dass das metallische Element (1) senkrecht zu den Längsachsen (14, 17) im Freiraum (25) beweglich angeordnet ist.Device according to claim 4 or 5, characterized in that the longitudinal axis ( 14 ) of the at least one transmitting coil ( 11 ) and the longitudinal axis ( 17 ) the at least one receiver coil ( 16 ) are aligned with each other, and that the metallic element ( 1 ) perpendicular to the longitudinal axes ( 14 . 17 ) in open space ( 25 ) is movably arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei vorzugsweise identische Sendespulen (11) und zwei vorzugsweise identische Empfängerspulen (16) vorgesehen sind, und dass die zwei Sendespulen (11) und zwei Empfängerspulen (16) senkrecht zu deren Längsachsen (14, 17) beabstandet zueinander angeordnet sind.Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that in each case two preferably identical transmitting coils ( 11 ) and two preferably identical receiver coils ( 16 ) are provided, and that the two transmitting coils ( 11 ) and two receiver coils ( 16 ) perpendicular to their longitudinal axes ( 14 . 17 ) are arranged spaced from each other. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinrichtung (22) mit einer Stelleinrichtung (37) zur Beeinflussung der Position des metallischen Elements (1) verbunden ist, und dass die Stelleinrichtung (37) Bestandteil einer Regeleinrichtung ist, die das metallische Element (1) vorzugsweise an einem konstanten Ort innerhalb des Freiraums (25) hält.Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the evaluation device ( 22 ) with an adjusting device ( 37 ) for influencing the position of the metallic element ( 1 ) and that the actuator ( 37 ) Is part of a control device that the metallic element ( 1 ) preferably at a constant location within the free space ( 25 ) holds. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum (25) zwischen der wenigstens einen Sendespule (11) und der wenigstens einen Empfängerspule (16), mit Ausnahme des metallischen Elements (1), metallfrei ausgebildet ist. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the free space ( 25 ) between the at least one transmitting coil ( 11 ) and the at least one receiver coil ( 16 ), with the exception of the metallic element ( 1 ), metal-free is formed. Verwendung einer Vorrichtung (10; 10a) nach einem der Ansprüche 4 bis 9 bzw. eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Regelung der Position eines metallischen Elements (1) an einer Werkzeugmaschine, insbesondere der Position eines Sägebandes (2) einer Bandsäge.Use of a device ( 10 ; 10a ) according to one of claims 4 to 9 or a method according to one of claims 1 to 3 for regulating the position of a metallic element ( 1 ) on a machine tool, in particular the position of a saw blade ( 2 ) of a band saw.
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