DE10229219A1

DE10229219A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Wegmessung

Info

Publication number: DE10229219A1
Application number: DE2002129219
Authority: DE
Inventors: Christoph Kaufmann
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wegmessung, die einfach aufgebaut ist. Das Wegmesssystem besteht aus einem Kraftaufnehmer (7), der mit einer Feder verbunden ist, deren anderes Ende am zu bewegenden Element angelenkt ist. Die Wegmessung erfolgt über die Erfassung der Kraftänderung in der Feder bei Bewegung des Elementes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wegmessung, insbesondere zur Messung linearer Verfahrwege und/oder Winkelbewegungen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Wegmessung, zum Beispiel an Dosierschiebern oder Auslaufklappen.
Wegmesssysteme sind in vielfältiger Form bekannt, zum mittels inkrementaler Weg- oder Winkelmessung, pneumatischen Positionssystemen etc. Bei einem Verfahren zur Positionsbestimmung eines Pressenstempels gemäss DE-C-19919693 wird zunächst ein Referenzmass gespeichert, welches einem geringen Abstand des Pressenstempels zur Oberkante oder Unterkante einer Matrize entspricht. In einem Rechner wird ein Referenzoffset gespeichert, der dadurch ermittelt wird, dass die Impulse eines vom Pressenstempels betätigten inkrementalen Wegaufnehmers beim Hochfahren des Pressenstempels vom Referenzmass bis zu einem Indeximpuls gezählt werden. Oberhalb des Referenzoffsets wird die Position des Pressenstempels mittels eines absoluten Wegaufnehmers gemessen, der den weg des Kolbens für den Pressenstempel ermittelt und dessen Messwerte in den Rechner gegeben werden. Sobald des Ist-Position des Pressenstempels gleich oder kleiner ist als die Summe von Referenzoffset und Referenzmass, werden die Impulse des inkrementalen Wegaufnehmers zur Positionierung in den Rechner gegeben.
Bei einem Mengenregler trifft der Produktstrom auf eine Platte und wird dabei in Fliessrichtung abgelenkt. Eine Komponente der entstehenden Ablenkkraft ist proportional der gewichtsmässigen Durchflussmenge. Diese Kraft wird durch Hebelübersetzung mit einer Federkraft ins Gleichgewicht gesetzt und mittels einer Luftdüse wird das Gleichgewicht reguliert, um eine konstante Durchflussmenge an Produkt zu erreichen.
Eine optoelektronische Kraftmesseinrichtung, die auch zur Messung aufgeprägter Wege verwendbar sein soll beschreibt die DE-A-3143475 . Hierzu wird die elastische Biegung eines einseitig eingespannten Lichtwellenleiters infolge Krafteinwirkung oder Wegauf prägung mittels des geleiteten Lichts über einen oder mehrere optische Sensoren gemessen.
Bei einem Verfahren zur Messung des Kraft- und/oder Wegverhältnisses eines gegen eine Gegenkraft beweglichen Elements eines Prüflings ( DE-A-3048466 ) soll mittels einer, einen Messfühler aufweisenden ersten Messeinrichtung zur Kraftmessung und einer zweiten Messeinrichtung zur Wegmessung eine solche Messung mit hoher Genauigkeit erfolgen. Die erste Messeinrichtung und der Prüfling werden relativ zueinander bewegt, wobei mit der zweiten Messeinrichtung direkt der Weg des Messfühlers der ersten Messeinrichtung relativ zur Bezugsfläche und damit auch der Weg des beweglichen Elementes des Prüflings ermittelt wird. Zu Beginn des Messvorganges wird der Messfühler mit einer Anfangskraft zur Anlage gegen das bewegliche Element gebracht und ein Nullpunkt ermittelt. Die Anwendung soll insbesondere bei Tast- oder Druckschaltern vorteilhaft sein.
Erforderlich ist dabei auch ein Prüfverfahren, um ein solches Verhältnis mit einer entsprechenden Vorrichtung nachweisen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Wegmessung zu entwickeln, das ein einfaches und genaues Messen von Wegdistanzen und Positionen ermöglicht. Die Lösung der Aufgabe erfolgt den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäss erfolgt die Wegmessung über eine Kraftänderung in einem, mit einer Feder verbundenem Kraftaufnehmer. Die Federdehnung infolge einer Verfahrbewegung eines Arbeitselementes wird so in eine Kraft umgesetzt, dass ab dem Kraftaufnehmer das Messsignal digitalisiert werden kann.
Möglich sind Wegmessungen, Winkelmessungen sowie auch Positionsermittlungen zum Beispiel bei Auslauf- oder Dosierschiebern, Storen, Klappen oder Toren.
Eine solche Vorgehensweise ist frei von systematischen Einflüssen ausser der Feder selbst.
Eine weitere Aufgabe der besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur Wegmessung, die einfach aufgebaut und kostengünstig ist. Diese Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Eine solche, elektromechanisch wirkende Vorrichtung wird zudem mit geringem Energieaufwand betrieben.
Sie kann in weiterer Ausbildung vorteilhaft mit einer Überwachungseinrichtung kombiniert werden, um Start-, Zwischen- und/oder Endpositionen des zu bewegenden Elementes zu ermitteln.
Bei allen Anwendungsfällen enthält das Wegmesssystem lediglich die erfindungsgemässe Kombination einer Feder mit einem Kraftaufnehmer.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur einen Siloauslaufschieber, wie zum Beispiel in einer Getreidemühle verwendet wird.
Der Auslaufschieber 1 weist eine Auslassöffnung 2 für das Produkt auf, die durch einen Schieber 3 einstellbar verschliessbar ist, bzw. einstellbare Offenstellungen einnehmen kann. Der Schieber 3 ist mittels eines Pneumatikzylinders 4, der über Wegeventile 5 gesteuert wird linear verschiebbar. Ein Wegmesssystem 6, das am Auslaufschieber 1 angeordnet ist, beinhaltet einen Kraftaufnehmer 7, der Mit einer Zugfeder 8 verbunden ist. Die Zugfeder 8 ist zudem mit dem Schieber 3 verbunden und parallel zu dessen Bewegungsrichtung angelenkt. Die Zugfeder 8 ist am, vom Kraftaufnehmer 7 entfernteren Ende des Schiebers 3 angelenkt.
Das Wegeventil 5 und das Wegmesssystem 6 sind mit einer Steuerung 10 verknüpft, die wiederum mit einem übergeordneten Hostrechner 11 oder einer SPS-Steuerung 12 verbunden sein kann.
Durch ein Verfahren des Schiebers 3 wird die Zugfeder 8 verformt und eine entsprechende Kraftkomponente vom Kraftaufnehmer 7 erfasst. Der Kraftaufnehmer 7 gibt ein Messsignal an die Steuerung 10, die den Verfahrweg und die aktuelle Position des Schiebers 3 in digitaler Form speichert. Ein Verschieben des Schiebers 3 in eine be stimmte Position kann durch ein Steuersignal von der direkten Schiebersteuerung via Tastatur und Display Vorort oder weiter entfernt durch den Hostrechner 11 erreicht werden.
Da jederzeit die aktuelle Position des Schiebers 3 von der Steuerung erkannt wird, können zugleich Grundwerte vorgegeben und somit Störungen erfasst und beseitigt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform begrenzt.

1: Auslaufschieber
2: Auslassöffnung
3: Schieber
4: Pneumatikzylinder
5: Wegeventil
6: Wegmesssystem
7: Kraftaufnehmer
8: Zugfeder
10: Steuerung
11: Hostrechner
12: SPS

Claims

Verfahren zur Wegmessung, umfassend das aufnehmen und speichern von zurückgelegten Wegstrecken eines Elementes sowie Vorgabe einer zurückzulegenden Wegstrecke und ggf. deren Vergleich mit einer Sollgrösse eines Weges oder einer Position, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Weges über eine Kraftänderung, resp. die Auswertung des Signals einer Kraftänderung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftänderung in einem Kraftaufnehmer (7) aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftänderung vom Kraftaufnehmer (7) digitalisiert weitergegeben wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftänderung in einer Feder erfolgt, die mit dem Kraftaufnehmer (7) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder zugleich am Element angelenkt und parallel zu dessen Bewegungsrichtung ausgelenkt wird.
Vorrichtung zur Wegmessung eine zurückgelegten resp. zurückzulegenden Weges eines Elementes, wobei am Element eine Feder angelenkt ist, deren anderes Ende an einem Kraftaufnehmer (7) angelenkt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftaufnehmer (7) mit einer Steuer- und Speichereinheit verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder am, vom Kraftaufnehmer (7) abgewandten Ende des Elementes angelenkt ist.