DE10307955B4 - Elektronische Longitudinal-Messeinheit für stabförmige Werkstücke - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Messen der von einer Leiste einzunehmenden Länge zwischen zwei Werkstückbegrenzungskanten insbesondere eines Fenster- oder Türrahmenprofils, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einer auf Rollen geführten Längenmessvorrichtung durchgeführt wird, die eine Messrolle, einen mit der Messrolle verbundenen elektronischen Inkrementalgeber und eine elektronische Auswerteeinrichtung aufweist, wobei bei dem Verfahren mittels der Messrolle (4) die zu messende Wegstrecke (b) auf einer Oberfläche des Profils abgefahren wird und die beim Abfahren vom elektronischen Inkrementalgeber generierten Zählimpulse der Auswerteeinrichtung zur Erfassung der abgefahrenen Wegstrecke (b) zugeführt werden.

Description

• In diversen industriellen Fertigungsbereichen wie z.B. im Holz- und Aluminium- Fenster- Türen- und Wintergartenbau besteht die Notwendigkeit bei bestimmten Werkstücken (Fensterflügel, Türfüllungen, Fassadenteilen, Schräg- und Studiofenstern, Wintergärten) sogenannte "Licht- oder Innenmaße" (A) zu ermitteln um dort ein anderes Werkstück (Glasleisten, Sprossen) maßgenau einzupassen mit einer Einpaßgenauigkeit von 0,1 bis 0,2 mm.
• Um diese geforderte Einpassgenauigkeit zu garantieren muß die Messgenauigkeit des Gesamt-Meßsystems dabei um eine Zehnerpotenz besser sein, das heißt, sie darf lediglich eine maximale Meßtoleranz von 0,05 mm aufweisen.
• Bislang übliche Meßsysteme zum Ausmessen der sog. "Lichtmaße" (Innenmaße) "A" sind im einfachsten Fall mechanische Rollmaße mit Millimeter-Teilung die wegen systembedingter Ungenauigkeit zeitaufwendige und deswegen kostenträchtige manuelle Nacharbeit der zugeschnittenen Glasleisten erfordern.
• Besser, weil deutlich genauer, aber in mehrfacher Hinsicht bei weitem noch nicht optimal sind die von Maschinenbauern angebotenen elektronischen handbetätigten Meßstäbe von 1,50 bis 2,50 m Gesamtlänge mit verschiebbarem Anschlag oder die sogenannten "Teleskop-Meßstäbe", die aus mehreren ineinander steckenden und ausziehbaren Alu-Vierkantrohren bestehen. Die eigentliche Messung erfolgt dabei durch ein integriertes elektronisches Inkremental-Meßsystem, in Form eines Drehgebers oder einer magnetischen Linearmessung im Meßstab. Die gemessenen Längenmaßwerte werden dabei mittels manuell wechselbarem Speicherchip oder durch einen Funksender in die Steuerung der Maschine übertragen.
• Das in der DE 299 02 358 U1 offenbarte Längenmessgerät ist in der Form eines Quaders ausgestaltet, auf Laufrädern geführt und mit einer elektronischen Zählvorrichtung versehen, die eine auf einer Achse mit einem der Laufräder rotierende Lochteilerscheibe umfasst. Einerseits der Lochscheibe ist eine Leuchtdiode angebracht, während sich andererseits der Lochscheibe eine Photodiode befindet. Beim Abfahren einer Messstrecke trifft das Licht abwechselnd auf lichtdurchbrochene Bereiche und die Löcher der Lochteilerscheibe. Das durch die Löcher fallende Licht trifft auf die Photodiode, so dass letztere eine Folge von Lichtpulsen registriert, aus denen sich die abgefahrenen Wegstrecken ermitteln lassen.
• Die DE 197 39 363 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Messen und Abschneiden eines Teilstücks von einer Rolle mit Textilware. Die Vorrichtung weist ein mit einem elektronischen Messwerk versehenes Messrad auf, das von dem sich abwickelnden Teilstück angetrieben wird. Das Messwerk ist mit einem Rechner verbunden, indem die gewünschte Länge des Teilstücks eingegeben wird. Nachdem das Messrad die geforderte Länge über das Messwerk erfasst hat, erzeugt der Rechner einen Ausschaltbefehl und steuert einen Drucker an, der einen Beleg mit der Längenangabe des Teilstücks ausdruckt.
• Die US 6,199,292 B1 zeigt eine Messvorrichtung mit einem zylindrischen stiftförmigen Gehäuse, das an einem axialen Ende mit einem Messrad zum Abfahren einer zu messenden Wegstrecke versehen ist. Das von einer Spule umgebende Messrad ist mit Magneten versehen, die bei der Drehbewegung des Messrades in der Spule elektrische Impulse induzieren, aus denen sich die vom Messrad abgefahrene Wegstrecke bestimmen lässt.
• Die DE 197 21 481 A1 beschreibt eine Messvorrichtung mit einem Maßstab, an dem ein Messpunkt angebracht ist. Der Maßstab ist an einem Messradträger verschiebbar gelagert, der mit zwei Messrädern versehen ist, die in einem Größenverhältnis von 10 : 9 stehen, wobei das größere Messrad eine Skaleneinteilung von 1 bis 10 und das kleinere Messrad eine Skaleneinteilung von 1 bis 9 hat. Neben dem größeren Messrad befindet sich eine am Messradträger fest angebrachte erste Skala. Der am Messradträger längs verschiebbar gelagerte Maßstab trägt eine zweite Skala, die mit einer dritten Skala am Messradträger in der Art eines Nonius zusammenwirkt.
• Die DE 196 29 400 A1 beschreibt eine zur Vermessung von Bäumen vorgesehene Vorrichtung mit einem Griff, an dem zwei Hebel angelenkt sind, deren freie Enden jeweils in einer Laufrolle versehen sind. Die Vorrichtung weist ferner eine Stößelrolle auf, deren Auslenkweg die Umfangskontur bestimmt. Bei einer Ausführungsform werden die Umdrehungen und/oder Drehwinkel der Laufrollen und der Verschiebeweg des Stößels durch elektronische Messwertaufnehmer erfasst und nach einer Umwandlung in digitale Messsignale zur Berechnung der Querschnittform der Bäume einem Computer zugeführt.
• Hauptnachteile dieser Meßstäbe sind systembedingte Meßungenauigkeiten von bis zu 0,5 mm und ungenügender Messweg (Messlänge) Daneben ist die Unhandlichkeit durch Länge und Gewicht nachteilig bei der Handhabung des Meßstabes mit latenter Gefahr der Beschädigung der Werkstücksoberfläche und daraus resultierend, erheblicher Folgekosten.
• Ein weiterer enormer Nachteil dieser Meßstäbe ist, dass sie konstruktionsbedingt nicht zur Messung bei Schrägelementen, sogenannten Studiofenstern und Wintergärten eingesetzt werden können.
• Die Inkremental-Zählimpulse (Inkremente) des Meßstabes werden weitergeleitet durch Kabel, Daten-Speicherchip oder Infrarot- bzw. Funkdatenübertragung auf eine elektronische Positioniersteuerung die meist einen sogenannten Längenanschlag der Glasleistensäge oder seltener eine Doppelgehrungssäge regelt. In dieser Steuerung werden die durch den Meßstab ermittelten Maße zunächst gespeichert. Sodann wird der Längenanschlag bzw ggfs die Doppelgehrungssäge durch die Positionier-Steuerung auf die gemessenen bzw gespeicherten Maße gefahren und die Werkstücke (Glasleisten) jeweils auf das gemessene bzw gespeicherte Maß zugeschnitten.
• Da jedoch diese Positionier-Steuerung und obendrein häufig auch der Längenanschlag meist andere Messabweichungen in plus oder minus-Toleranz als der Meßstab hat, die meist im Bereich von +/- 0,2 mm oder sogar mehr liegen, tritt im ungünstigsten Fall eine Summierung der Fehler von Meßstab und Positioniersteuerung auf, die dann einen kumulierten Systemfehler von mehr als einem Millimeter verursachen kann, dessen originärer Grund die Inkompatibilität der unterschiedlichen, ungeeichten Messelektoniken ist. Da diese Systemfehler aber nicht konstant sind sondern ständig unberechenbar in Plus- und Minus-Abweichungen differieren können, sind sie auch nicht durch einen konstanten Korrekturfaktor eliminierbar.
• Diese variablen Messungenauigkeiten, die um das zehnfache die geforderte zulässige Messtoleranz übersteigen können, machen einen wirklich rationellen Einsatz ohne zeitaufwendige manuelle Nacharbeit der Glasleisten in vielen Fällen nahezu unmöglich, was mit der vorliegenden Erfindung vermieden wird.
• Die Kompatibilität beider Mess-Systeme muß durch besondere, Maßnahmen erst hergestellt werden durch einen elektronischen Inkremental-Abgleich. Dieser ist bei den bisherigen, am Markt bekannten Systemen bislang nirgendwo realisiert, zum Teil wohl aus Kostengründen oder vermutlich, weil dieses Grundproblem nicht richtig erkannt wird, denn der eine Hersteller fertigt die Meßstäbe, der andere die Längenanschläge und der Kunde hat inakzeptable Genauigkeits-Probleme beim Werkstückzuschnitt.
• Diese Probleme beginnen schon damit, dass viele Längenanschläge mit Gleitführungen schon rein mechanisch nicht die geforderte Präzision von 0,1 mm bieten. Inakzeptabel groß wird das Problem durch die bislang immer noch gängige Maschinenbauerpraxis, die elektronische Steuerung mit einem Inkremental-Geber auszustatten der über eine simple Ritzel-Zahlstangenkonstruktion die Bewegung des zu messenden Maschinenaggregates aufnimmt und in Inkremente umwandelt.
• Allein hier schon entstehen durch das Zahnflankenspiel Messfehler von 0,2 bis 0,5 mm, die sich im Laufe der Einsatzjahre durch mechanischen Verschleiss zwangsläufig noch gravierend erhöhen dabei gibt es schon seit vielen Jahren praxisbewährte andere Systeme die vollkommen ohne mechanische Übertragungselemente berührungslos und absolut verschleissfrei die geforderte Genauigkeit von 0,1 mm optional sogar 0,01 mm erzielen. Es handelt sich dabei um ein magnetisches Linear-Inkrementalsystem, das diese optimalen Voraussetzungen bietet und vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird aus guten technischen Gründen.
• Neben den Meßstäben haben diverse Maschinenbauer dieses Problem der Glasleisten-Lichtmaß-Messung und Maßzuschnitt auf der Säge versucht mit vollautomatischen Abtastfühlern an Führungsschienen in sogenannten "Beschlagtischen" zu lösen. Diese technisch aufwendigen Systeme haben zwar wegen einer besseren mechanischen Führung eine etwas bessere Genauigkeit aber auch hier sind erhebliche Kombatibilitätsprobleme der verschiedenen elektronischen Messmethoden vorhanden. Darüber hinaus sind diese Beschlagtische sehr teuer (ab EUR 30.000,-) und haben ebenfalls nur eine ungenügende Meßlänge von ca 2.700 mm. Außerdem können dort nur "normale" Fenster gemessen werden, die von der Größe auf den Tisch passen und müssen dabei von Hand auf- und abgelegt werden, was ein zusätzlicher und kostenerhöhender Arbeitsgang ist, der außerdem noch die Gefahr der Beschädigung der kratzempfindlichen lackierten Elementoberfläche birgt.
• Größere Fenster und Fassaden-Elemente oder Wintergärten können auf den Mess- oder Beschlagtischen aus Platz- Gewichts- und Handhabungsgründen garnicht bearbeitet bzw gemessen werden.
• Aus den oben beschriebenen Problemen und Nachteilen der vorhandenen bislang üblichen Meßsysteme zur Glasleisten- und Sprossen-Messung im Fenster- und Türenbau sowie verwandten Aufgabenstellungen ergeben sich folgende technische Forderungen, die die vorliegende, nachfolgend beschriebene Erfindung hervorragend im Sinne einer rationellen und optimal genauen Arbeitsmethode und dies relativ preiswert erfüllt.
• Das Meßsystem muß leicht, handlich und hochgenau sein und mit einer reproduzierbaren Meßgenauigkeit besser als 0,05 mm arbeiten. Dazu ist eminent wichtig die Realisierung der Maß-Kombatibilität zum Steuerungs- Meßsystem durch einen neuartigen elektronischen Inkremental- Abgleich. Weiterhin darf keine Gefahr bestehen, daß die empfindliche Lackoberflächen der Werkstücke zerkratzet wird und der Messweg muß ca 100 bis 6.000 mm betragen. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß wie in den Fig. beschrieben gelöst.
• Die elektronische Roll-Messeinheit dient zur Ermittlung von Längenmassen, vorzugsweise sogenannter Licht- oder Innenmasse oder in modifizierter Form auch Aussenmasse unter anderem an oft stabförmigen Bauteilen, die zu zwei- oder mehrdimensionalen Elementen zusammengefügt sind. Die Roll-Messeinheit wird durch mindestens zwei oder zweckentsprechend mehrere aus geeignetem Material gefertigten, geeignet dimensionierten und geeignet geformten Rollen getragen und linear geführt entlang einer Kante des stabförmigen Bauteils und mindestens eine oder mehrere Rollen dienen als Messrolle indem der abgewickelte Weg des Messrollen-Umfangs in Form von Umdrehungen der Messrollen-Achse durch einen mit dieser Achse gekoppelten elektronischen Drehgeber oder anderen geeigneten Inkrementengenerator aufgenommen wird und in diesem durch bekannte Methoden, beispielsweise optoelektronische, induktive, magnetische usw Umsetzung in geeignet ausgelegte digitalisierte elektronische Zählimpulse (Inkremente) verwandelt wird, wodurch auf eine bestimmte Wegstrecke eine exakt definierte Anzahl von Inkrementen vom Geber generiert werden, die als entsprechende Weginformation mit geeigneten technischen Mitteln (Kabel/Funk/Infrarotsender) weitergeleitet und verarbeitet wird in einer in der Roll-Messeinheit integrierten oder externen anzeigenden Messelektronik oder vorzugsweise einer elektronischen Steuerung für eine Zuschnittsäge und dort zweckentsprechend als Längenmass beim Sägenzuschnitt verwandt werden kann.
• Beispielsweise besteht die Roll-Messeinheit aus einem vorzugsweise Alu- oder Kunststoffgehäuse in geeigneter Dimension, das von mindestens drei oder gegebenenfalls mehr Laufrollen getragen wird, die auf der Oberfläche des zu messenden Werkstückes abrollen.
• Beispielsweise ist eine oder mehrere der Laufrollen in geeigneter Art und Weise mit einem geeigneten elektronischen Geber gekoppelt, der die Abwicklung der Laufrolle(-n) in elektronische Digital-Zählimpulse umsetzt, diese Laufrolle(-n) also die Funktion einer sogenannten "Messrolle" erfüllen.
• Beispielsweise sind sowohl die Laufrollen als auch die Messrollen so angeordnet, dass sie an der Unterseite des Gehäuses durch entsprechend große Ausschnitte ca 5 mm oder bei Bedarf weiter herausragen und so auf der Oberfläche des Werkstücks abrollen können.
• Beispielsweise sind die Lauf- und Messrollen entweder aus geeignetem Kunststoff gefertigt oder aus anderem geeigneten Materialbeispielsweise Alu mit gummierter Abrollfläche hergestellt.
• Beispielsweise befindet sich im Inneren des Gehäuses ein geeigneter elektronischer Geber, der nach den bekannten technischen Methoden inkrementale, absolute, induktive oder andere geeignete Systeme, vorzugsweise eines das magnetisch-elektronische Zählimpulse generiert, wobei die notwendige Stromversorgung des Gebers vorzugsweise durch einen im Gehäuse eingebauten wiederaufladbaren Akku besorgt wird.
• Beispielsweise ist der Geber vorzugsweise als Hohlwellengeber ausgeführt und befindet sich kraftschlüssig auf einer oder der gemeinsamen rotierenden Achse von zwei Messrollen sodass er die Rotation der Messrolle(-n) direkt aufnehmen und in elektronische Inkremente (Zählimpulse) umwandeln kann.
• Beispielsweise sind zur Linearführung des Gehäuses an der bei Draufsicht wahlweise rechten oder linken Seite des Gehäuses optional beidseitig eine oder mehrere horizontal laufende Führungsrollen angebracht deren Befestigungsachse vertikal steht und die sich unterhalb der Werkstückoberfläche (Tragebene) von Trag- und Messrollen an der Innenseite des Werkstücks befinden und am Werkstück abrollen. Vorzugsweise ist die Tragfäche der Führungsrolle(-n) der Profilierung des Werkstücks angepasst.
• Beispielsweise sind zur Linearführung des Gehäuses an der bei Draufsicht wahlweise rechten oder linken Seite des Gehäuses optional beidseitig eine oder mehrere Führungsrollen angebracht, deren Tragachse schräg in einem beliebigen geeigneten Winkel vorzugsweise 45 Grad zur Werkstückoberfläche steht, wobei die Führungsrolle eine geeignet dimensionierte Nut trägt die vorzugsweise als Keilnut ausgebildet ist und in der die Werkstückkante anliegt.
• Beispielsweise wird zur Linearführung des Gehäuses an der bei Draufsicht wahlweise rechten, linken oder beidseits eine vorzugsweise aus Hartkunststoff oder anderem geeignetem Material bestehende Gleitführung verwandt, die im Bedarfsfall wahlweise an der Gehäuseunterseite angebracht ist, und in der Längsdimension etwa der Gehäuselänge entspricht die durchgehend oder bei Bedarf mehrfach geteilt ist und in der Vertikaldimension etwa 10-20 mm tief ggfs mehr in die Werkstücksinnenseite vertikal hinabragt und im Bedarfsfall in diesem Bereich entsprechend der Werkstückprofilierung ausgebildet ist.
• Beispielsweise übernimmt die Gleitführung neben der Linearführung auch die Funktion der Definition der Messbeginn- und Messendposition indem die Gleitführung am vorderen und hinteren Ende mit einer etwa 10 mm hohen ggfs mehr, angeschrägten Anschlagschneide ausgestattet ist, die in der Zeichnung am vorderen Ende und am hinteren Ende benannt sind.
• Beispielsweise übernehmen wahlweise oder anstatt der Anschlagschneiden zwei mechanisch wegklappbare Bügel (nicht gezeichnet) am vorderen und hinteren Ende der Roll-Messeinheit die Funktion der Definition der Messbeginn- und Messendposition um damit die Roll-Messeinheit zur Messung von Aussenmassen verwenden zu können.
• Beispielsweise ist eine Laufrolle und eine Messrolle linksseitig, rechtsseitig oder beidseitig ausserhalb beziehungsweise als bevorzugte Modifikation innerhalb des Gehäuses angebracht und die modifizierte Gleitfläche ist Teil des Gehäuses oder separat linksseitig, wahlweise rechts- oder beidseitig oder falls technisch opportun, unter dem Gehäuse angebracht. In einer bevorzugten Ausführung trägt optimalerweise eine Strebe an ihrem äusseren Ende eine Hilfsrolle, die mit einer Keilnut in die aussenseitige Kante der Werkstückstrebe eingreift und so eine exakte und absolut wackelfreie Linear-Führung der Roll-Messeinheit zuverlässig gewährleistet.
• Beispielsweise ist die Hilfsrolle(-n), die an der aussenseitigen Kante der Werkstückstrebe eingreift, mechanisch mit einer Klemmvorrichtung oder durch Federzug verstellbar, um eine schnelle und einfache Anpassung der Roll-Messeinheit an verschiedene Werkstücksbreiten zu ermöglichen.
• Beispielsweise liegen die Führungsfläche des Gehäuses oder alternativ Führungsrollen an der Innenfläche des Werkstücks an und zum Messbeginn wird die Anschlagschneide der Führungsfläche wahlweise an der linken (1) oder rechten (2) Ecke des Werkstücks angesetzt und dabei die Innenfläche der im rechten Winkel dazu stehenden Werkstückstrebe berührt als mechanische Anfangs- und Endposition bei der Messung.
• Beispielsweise programmiert die Reset-Taste zum Messbeginn die Elektronik auf das variabel einstellbare positive Vorwahlmass "a", das eine Konstante ist, die der Gesamtlänge des Gehäuses, insbesondere dem Abstand zwischen den beiden Anschlagschneiden, entspricht und die automatisch von der Elektronik zum Roll-Messweg "b" hinzuaddiert wird.
• Beispielsweise ist die Elektronik variabel programmierbar mit einem negativen Vorwahlmass "c" das ein konstanter Korrekturfaktor ist, der automatisch von jedem gemessenen Mass abgezogen wird.
• Beispielsweise ist die Elektronik variabel programmierbar mit einem negativen Vorwahlmass der doppelten Glasleistenbreite, das ein konstanter Korrekturfaktor ist, der automatisch von jedem zweiten gemessenen Mass abgezogen wird.
• Beispielsweise ist in der Roll-Messeinheit eine akkubetriebene elektronische Messanzeige integriert, die die gemessenen Längenmasswerte anzeigt.
• Beispielsweise ist in der Roll-Messeinheit eine akkubetriebene elektronische Messanzeige integriert, die die gemessenen Masse anzeigt und diese in der Reihenfolge der Messung gespeichert werden und hier wiederaufrufbar sind.
• Beispielsweise ist in der Roll-Messeinheit eine akkubetriebene Elektronik integriert, die mit einer elektronischen Schnittstelle, beispielsweise RS 232 ausgestattet ist, von der die gemessenen Masse beispielsweise im ASCII-Code übertragen werden können auf eine Steuerung an der Glasleisten-Zuschnittsäge mittels Kabel, Speicherchip, Infrarot- oder Funksendeanlage.
• Beispielsweise bewirkt ein elektronischer Inkrement-Abgleich eine Kompatibilität von 0,1 mm des Messverfahrweges der Roll-Messeinheit zum entsprechenden Wert des Längenanschlages an der Zuschnittsäge.
• Die Zeichnungen 3 bis 6 zeigen Schnitte einer bevorzugten Ausführung und diverser Variationen der erfindungsgemäßen neuartigen elektronischen Roll-Messeinheit "ROM-3" zum Ausmessen von longitudinalen Lichtmaßen (Innenmaße) in zwei- oder mehrdimensionalen Bauteilen wahlweise mit integrierter Digital-Messanzeige oder Übertragungsmöglichkeit der digitalen Längenmeßwerte mittels Kabel, Funk- oder Infrarotsender in Form von inkrementalen Zählimpulsen oder optimalerweise bereits aufbereiteten Längenmaßwerten zu einer Folge-Elektronik als Messanzeige oder Positioniersteuerung zum Einstellen der gemessenen Lichtmaße bei einem vorzugsweise Längenanschlag an Gehrungs- oder Glasleistensägen, Doppelgehrungssägen usw. mit Zuschnitt der Werkstücke auf den vorerwähnten Maschinen.
• In den Zeichnungen sind benannt:
• Elektronischer Meßwertgeber (1) Gehäuse (2) Abdeckung (2a) Tragrolle (3) Führungsrolle (3a) Meßrolle (4) Werkstück (5) Werkstückstrebe unten (5a) Werkstückstrebe links (5b) Werkstückstrebe oben (5c) Werkstückstrebe rechts (5d) Bügel (6) Griff (7) Führung (FG) Anschlagschneide vorn (SP1) Anschlagschneide hinten (SP2)
• Das entweder auf einer Rollenbahn senkrecht stehende oder meist waagrecht auf einem Werktisch in Arbeitshöhe liegende Werkstück (5) ist häufig als rechteckiges Bauteil variabler Längen- und Breiten-Dimensionen ausgeformt bei dem die im Normalfall vier Innenmaße "A1" bis "A4" auszumessen sind. Es gibt aber auch größere, vorzugsweise sogenannte Fassaden-Elemente, die in sich in verschiedene Felder unterteilt sind, die dann je nach Anzahl der Felder entsprechend mehr Glasleisten benötigen, die ausgemessen werden müssen.
• Anmerkung: Der im Fensterbau bei den Fachleuten allgemein gebräuchlicher Begriff "Glasleisten" ist missverständlich. Dieser müsste besser "Glas-Halteleisten" heißen, denn die Glasleisten sind keine Leisten aus Glas sondern aus Aluminium, die dazu dienen, das Fensterglas im Fensterflügel zu halten.
• Das Werkstück kann aber auch als dreieckiges, trapezförmiges, spitzwinkliges und/oder ungleichschenkliges Bauteil geformt sein. Daneben gibt es noch Werkstücke die dreidimensional und multiwinklig zugeschnitten sind für sogenannte "Wintergarten"- oder Lichtkuppel-Konstruktionen. Alle diese Bauteile benötigen ebenfalls wie normale Fenster und Türen zugehörige Glasleisten.
• Nun könnte man hergehen und sagen, die exakten Glasleistenmaße könnten vom PC errechnet und diese dann danach zugegeschnitten werden. Dies wird auch gemacht bei Kunststoff-Fenstern und zum Teil bei Holzfenstern. Diese haben einen größeren Toleranzbereich, weil die Glasleisten relativ weich bzw elastisch sind. Bei Aluminium-Glasleisten klappt dies jedoch nicht, weil diese unnachgiebig sind und eine maximale Einpasstoleranz von 0,2 mm gefordert ist. Das Problem dabei ist, dass selbst bei genauestem Zuschnitt der Flügelmaße immer eine unvermeidbare minimale Ver-Verschiebung der Flügelteile entsteht beim Zusammenfügen und Verpressen der diversen einzelnen zugeschnittenen Teile zum kompletten Fenster- oder Türenelement, sodass die theoretischen Glasleisten-Maße nicht mehr richtig sind, weshalb jedes einzelne Glasleisten-Lichtmaß im Flügel ausgemessen werden muss und jede einzelne Glasleiste nach dem tatsächlichen Ist-Maß zugeschnitten werden muss, weil die theoretischen Maße nicht verwendet werden können aufgrund dieser Zusammenfügungsdifferenzen.
• Nachfolgend wird der technische Aufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Roll-Messeinheit "ROM-3" beschrieben.
• 1 zeigt ein Werkstück (5) beispielsweise Fensterflügel in Draufsicht bestehend aus den vier Werkstückstreben (5a-5d) aus denen es zusammengefügt ist. In den drei Werkstückstreben (5a/5b/5c) sind die zugehörigen Glasleisten (d1/d2/d3) bereits eingepasst. Die vierte Glasleiste (d4) soll mit der neuartigen Roll-Messeinheit gemessen werden. 2 zeigt die in 1 dargestellte Mess-Situation im Längsschnitt zwischen SO/SU Die in den Zeichnungen 3 und 4 dargestellte bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Roll-Messeinheit "ROM-3" besteht aus dem Gehäuse (2) in dem auf einer gemeinsamen kugelgelagerten Achse zwei im Durchmesser identische Laufrollen (3) montiert sind. Die Laufrollen (3) haben eine reine Tragfunktion. Im möglichst weiten Abstand von den Laufrollen (3) befinden sich zwei weitere im Durchmesser identische Laufrollen (4) auf einer gemeinsamen kugelgelagerten Achse, die nicht nur eine Tragfunktion haben, sondern auch eine Messfunktion, weshalb sie als "Messrollen" (4) bezeichnet sind. Der Durchmesser der Messrollen definiert die Abwicklungslänge. Bei einer Abwicklung der Messrollen von beispielsweise 100 mm/U muss der Durchmesser der Messrollen 31,829 mm betragen. Der Rollendurchmesser kann bei Bedarf auch größer oder kleiner sein.
• Sowohl die Laufrollen (3) als auch die Messrollen (4) sind so angeordnet, dass sie an der Unterseite des Gehäuses (2) durch entsprechend große Ausschnitte ca 5 mm herausragen und somit auf der Oberfläche des Werkstücks rollen können. Um ein Verkratzen der lackierten Werkstücksoberfläche und "Schlupf" zu vermeiden müssen die Lauf- und Messrollen entweder aus geeignetem, möglichst griffigen Kunststoff gefertigt sein oder aber aus Alu mit gummierter Abrollfläche hergestellt sein.
• Im Inneren des Gehäuses (2) befindet sich ein geeigneter elektronischer Geber (1) der nach den bekannten technischen Methoden inkrementale, absolute, induktive oder andere geeignete, z.B. magnetisch-elektronische Zählimpulse generiert. Die notwendige Stromversorgung des Gebers wird durch einen im Gehäuse eingebauten wiederaufladbaren Akku besorgt.
• Die hier vorliegende Erfindung verwendet statt der üblichen optoelektronischen Inkremental-Drehgeber bevorzugt ein neuartiges magnetisch-elektronisches Inkremental-Rotationsmeßsystem, das zwei wesentliche Vorteile hat nämlich geringe Stromaufnahme und vollkommene Unempfindlichkeit bei harten Stössen, was bei einem eventuellen versehentlichen Herunterfallen der Roll-Messeinheit sehr wichtig ist.
• Der Geber (1) ist vorzugsweise als Hohlwellengeber ausgeführt und befindet sich kraftschlüssig auf der gemeinsamen rotierenden Achse der beiden Messrollen (4) sodass er die Rotation der Messrollen (4) direkt aufnehmen und in elektronische Inkremente (Zählimpulse) umwandeln kann. Die Rotation der Messrollen (4) mit ihrem definierten Abwicklungsweg wird durch den Geber (1) erfasst und auf bekannte Weise in opto-elektronische, oder andere geeignete, z.B. magnetische, induktive oder ähnliche Art und Weise in inkrementale oder absolute Meßsignale aufbereitet bzw umgewandelt, deren Summe als Zähl-Inkremente dem Verfahrweg "b" in metrischen Longitudinal-Maßen entsprechen. Bei einer Maßauflösung von beispielsweise 0,01 mm müssen bei einem Abrollumfang der Messrollen (4) von beispielsweise 100 mm/U exakt 10.000 Inkremente (Zählimpulse) vom Geber (1) generiert werden. Ein Longitudinal-Verfahrweg von z.B. 1 mm entspricht somit 100 Geber-Inkrementen.
• Die insgesamt vier Mess- und Tragrollen können in der oben beschriebenen Ausgestaltung zwar einen linearen Verfahrweg messen, aber es mangeld noch an einer definierten Messbeginn- und Endposition sowie an einer exakten Führung entlang dem stabförmigen Werkstück. (Innenprofilseite des Fenster- oder Türflügels) Dies wird erfindungsgemäß gelöst wie folgt:
  In einer für Rechtshänder ausgeführten Version der Roll-Messeinheit wird an der bei Draufsicht rechten Seite des Gehäuses (2) entweder zwei weitere horizontal laufende Führungsrollen (3a) angebracht deren Befestigungsachse vertikal oder in einem anderen geeigneten Winkel vorzugsweise 45 Grad steht und dabei eine Keilnut aufweist (nicht gezeichnet) und die sich unterhalb der Tragebene von Trag- und Messrollen (3 + 4) an der Innenseite des Werkstücks oder alternativ an dessen obersten Aussenkante befinden und dort abrollen. Diese beiden Führungsrollen stellen also eine exakte lineare Führung des Gehäuses (2) entlang dem Werkstück her. (nicht gezeichnet)
• In einer anderen, bevorzugten Version, die in den Zeichnungen 3-6 dargestellt ist, und die den Vorteil einer Gewichts- und Herstellungskostenreduzierung hat, wird statt der Führungsrollen eine vorzugsweise Hartkunststoff-Gleitführung (FG) verwandt, die an der rechten Gehäuseunterseite angebracht ist, die in der Längsdimension etwa der Gehäuselänge entspricht und etwa 10-20 mm tief in die Werkstücksinnenseite hineinragt.
• Diese Gleitführung (GF) übernimmt neben der Linearführung noch eine weitere wichtige Funktion, nämlich die Definition der Messbeginn- und Messendposition, was unten näher beschrieben wird. Hierfür ist die Gleitführung (GF) am vorderen und hinteren Ende mit einer etwa 10 mm hohen, angeschrägten Anschlagschneide ausgestattet die (SP1) und (SP2) benannt sind.
• Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Roll-Messeinheit wird in den Zeichnungen 5 und 6 dargestellt. Dieses Modell hat den Vorteil einer absolut sicheren Handhabung ohne Messfehler durch manuelles "Verwackeln" beim Messen. Der Nachteil gegenüber der oben beschriebenen Version ist aber, dass nur Elemente gemessen werden können, bei dem die Profile in 90-Grad-Position zueinander stehen, also keine Schrägelemente oder Wintergärten.
• 5 und 6 zeigen diese alternative Version im vertikalen und horizontalen Schnitt mit je einer Laufrolle (3) und einer Messrolle (4) linksseitig außerhalb wahlweise innerhalb des Gehäuses (2) angebracht und die modifizierte Gleitfläche (GF) ist Teil des Gehäuses (2) oder separat linksseitig unten angebracht. Eine Strebe (6) trägt an ihrem äußeren Ende eine Hilfsrolle (3a) die mit ihrer Keilnut in die aussenseitige Kante der Werkstückstrebe eingreift und so eine exakte und wackelfreie Linear-Führung der Roll-Messeinheit zuverlässig gewährleistet. Eine Aluhaube (2a) deckt alle Rollen von oben her ab. Rechtsseitig vom Gehäuse (2) befindet sich ein Griff (7) zum sicheren Tragen und Führen der Einheit. Optional kann dies auch spiegelbildlich für Linkshänder ausgeführt werden.
• Die Führungsrolle (3a) an der Strebe (6) kann optional mechanisch verstellbar oder mit einer Rückholfeder versehen sein, damit sie auf verschiedene Werkstücksbereiten anpassbar ist.
• Die eigentliche Messfunktion und Handhabung der Rollmesseinheit "ROM-3" geschieht folgendermaßen:
• In 1 wird eine beispielhafte Mess-Situation zeichnerisch dargestellt. Hierbei ist benannt:
  Werkstück (5) Werkstückstreben (5a/5b/5c/5d) Gesamt-Werkstück-Innenmass (A) Messpunktabstand (a) entspricht dem Abstand von Anschlagschneide (SP1) zu (SP2) Glasleisten-Sollmass (B) Verfahr- bzw Messweg der Roll-Messeinheit "ROM-3" (b) Einpasstoleranz (c) Glasleisten-Istmass (b1) entspricht (a + b – c) Glasleisten (d1/d2/d3/d4) Glasleistenbreite (d)
• Das Werkstück (5) ist im Beispiel ein Fensterflügel, der aus vier im rechten Winkel zusammengefügten Profilstreben besteht, die als Streben (5a/5b/5c/5d) bezeichnet sind. Im Gegensatz zu den Flügelprofilen, die im Aluminiumfensterbau in 45 Grad-Gehrungsschnitten zugeschnitten sind, werden Glasleisten "stumpf" (90-Grad) geschnitten. Der Strebe (5a) ist die waagrechte und "durchgehende" Glasleiste (d1) zugeordnet. Der Strebe (5b) ist die "verkürzte" Glasleiste (d2) zugeordnet. Der Strebe (5c) ist die "durchgehende" Glasleiste (d3) zugeordnet und der Strebe (5d) ist wiederum eine "verkürzte" Glasleiste (d4) zugeordnet. Wie aus der Zeichnung leicht ersichtlich, müssen notabene die verkürzten Glasleisten (d2) und (d4) in Relation zum Lichtmass (A2) und (A4) um die doppelte Glasleistenbreite verkürzt zugeschnitten werden um eingepasst werden zu können. Diese Verkürzung kann entweder elektronisch durch einen Mass-Korrekturfaktor bewirkt werden, damit können alle Glasleisten-Lichtmaße der Reihe nach gemessen und in der Elektronik gespeichert werden oder aber der Bedienungsmann misst erst die durchgehenden Glasleisten, schneidet sie zu passt sie ein und misst dann die "verkürzten" Glasleisten, indem er lediglich zwischen den bereits eingepassten die Messung vornimmt.
• Die Führungsfläche (FG) des Gehäuses (2) liegt an der Innenfläche des Werkstücks (5) an. Zum Meßbeginn wird die Anschlagschneide (SP1) der Führungsfläche (FG) wahlweise an der linken oder rechten Ecke des Werkstücks (5) angesetzt und berührt dabei die Innenfläche der im rechten Winkel dazu stehenden Werkstückstrebe (5a bzw 5c).
• Dieser Anlagepunkt ist der messtechnische Nullpunkt. In dieser Position wird sodann durch den Bediener die Elektronik durch eine an der Roll-Messeinheit befindliche Reset-Taste zum Messbeginn auf das Vorwahlmaß "a" gesetzt. Um dieses Maß "a" wird das zu messende Maß "A" verkürzt beim eigentlichen Meßvorgang, der ja nur den eigentlichen Fahr- bzw Messweg "b" erfaßt. Der Verfahrweg "b" wird elekronisch gemessen als Inkremente pro Abwicklungsumfang der Messrolle (4).
• Das heißt, "a" ist eine Konstante, die der Gesamtlänge des Gehäuses (2) entspricht, die automatisch von der Elektronik zum Messweg "b" hinzuaddiert wird und damit das zu ermittelnde Gesamtlichtmass "A" ergibt. "c" ist die sogenannte "Einpassluft" und wird in der Elektronik ebenfalls wie der positive Korrekturfaktor "a" als konstanter, allerdings negativer Korrekturfaktor einprogrammiert, der im Regelfall 0,2-0,3 mm beträgt und automatisch von jedem gemessenen Mass abgezogen wird. Das einbaufertiges Lichtmass "A" ist die Konstante "a" plus Messweg "b" minus Einpassluft "c"
• Die Roll-Messeinheit wird sodann im Beispiel entlang des festzustellenden Lichtmaßes "A4" ausgehend von Strebe (5a) (=Messbeginn) manuell an der Werkstückstrebe (5d) entlang geführt, wobei die Meßrolle (4) den Verfahrweg "b" entlang abrollt bis die Anschlagschneide (SP2) an der gegenüber liegenden Strebe (5c) anstößt (Messende).
• Wenn die Glasleistenmessung durchgeführt ist bestehen grundsätzlich zwei verschiedene Möglichkeiten der Auswertung und des Einsatzes beim Zuschnitt der gemessenen Glasleistenlänge. Zum einen kann in der Roll-Messeinheit eine akkubetriebene elektronische Messanzeige integriert sein, die den gemessenen Längenmaßwert anzeigt. Der Bedienungsmann kann dann dieses abgelesene Maß per Bedienfeldeingabe in die Steuerung der Glasleistensäge einprogrammieren und sodann die Maschine auf diesen Wert fahren lassen und die Glasleiste zuschneiden. Sodann passt er die Glasleiste im Flügel ein.
• In einer rationelleren Version speichert der Bediener zunächst mehrere gemessene Maße in der Anzeigeelektronik der Roll-Messeinheit ab und ruft diese dann der Reihe nach auf zum Zuschnitt. Damit entfallen mehrere Wege vom Werkstück zur Säge und zurück. Allerdings kann er dann ein Problem beim Sortieren der zugeschnittenen Glasleisten bekommen, wenn er die Glasleisten nicht kennzeichnet, was aber auch automatisch mittels Sprüheinrichtung von der Steuerungselektronik erledigt werden kann.
• Eine andere noch bessere und leistungsfähigere, allerdings auch in der Anschaffung teurere Möglichkeit ist die, dass im der Roll-Messeinheit ein Funk- oder Infrarot-Modul integriert wird, das die gemessenen Maße über ein Empfangs-Modul mit entsprechender Schnittstelle in den elektronischen Speicher der Glasleistensägen-Steuerung einspielt. Das hat den erheblichen Vorteil, dass das manuelle Eingeben der gemessenen Maße über das Steuerungstastenfeld entfällt, was eine gewisse Fehlerquelle ist, die damit eliminiert wird. Der neuartige elektronische Inkrement-Abgleich bewirkt eine Kompatibilität des Meßverfahrweges zum entsprechenden Wert des Längenanschlages. Dessen Funktion vorerst geheime Funktion bleibt einer gesonderten Patentanmeldung vorbehalten.

Claims (20)

1. Verfahren zum Messen der von einer Leiste einzunehmenden Länge zwischen zwei Werkstückbegrenzungskanten insbesondere eines Fenster- oder Türrahmenprofils, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einer auf Rollen geführten Längenmessvorrichtung durchgeführt wird, die eine Messrolle, einen mit der Messrolle verbundenen elektronischen Inkrementalgeber und eine elektronische Auswerteeinrichtung aufweist, wobei bei dem Verfahren mittels der Messrolle (4) die zu messende Wegstrecke (b) auf einer Oberfläche des Profils abgefahren wird und die beim Abfahren vom elektronischen Inkrementalgeber generierten Zählimpulse der Auswerteeinrichtung zur Erfassung der abgefahrenen Wegstrecke (b) zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Längenmessvorrichtung zwei in Messrichtung zueinander versetzt angeordnete Anschläge (Sp1, SP2) und eine mit einer Kontaktfläche an eine Führungskante des Profils anlegbare Geradführungseinrichtung bereitgestellt werden und das Verfahren die Schritte umfasst: a) Anlegen eines hinteren Anschlags (SP1) an einer der Werkstückbegrenzungskanten, wodurch eine Messbeginnposition definiert wird, b) Einstellen einer Nullposition in der Auswerteeinrichtung, wenn sich die Längenmessvorrichtung in der Messbeginnposition befindet, c) Abfahren der zu vermessenden Wegstrecke (b) auf der Oberfläche des Profils und inkrementales Aufnehmen der Wegstrecke (b), wobei die Längenmessvorrichtung beim Abfahren linear entlang der Führungskante des Profils geführt wird, bis ein vorderer Anschlag (SP2) an der gegenüberliegenden Begrenzungskante anstößt, wodurch eine Messendposition definiert wird, und d) Erfassen der zwischen Messbeginnposition und Messendposition abgefahrenen Wegstrecke (b) durch die Auswerteeinrichtung wenn sich die Längenmessvorrichtung in der Messendposition befindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerteeinrichtung eine Größe a eingegeben wird und das Lichtmaß A von der Auswerteeinrichtung nach der Gleichung A = a + b berechnet wird, mit a als in Messrichtung gemessener Abstand zwischen den Anschlägen (SP1, SP2).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerteeinrichtung zusätzlich die Größe c eingegeben wird und das reduzierte Lichtmaß von der Auswerteeinrichtung nach der Gleichung A = a + b – c berechnet wird, mit c als einer Einpasstoleranz.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Auswerteeinheit berechnete Lichtmaß oder das reduzierte Lichtmaß der Steuerung einer Zuschneidevorrichtung zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Auswerteeinheit berechnete Lichtmaß oder das reduzierte Lichtmaß der Steuerung der Zuschneidevorrichtung drahtlos mittels Infrarotstrahlung oder über eine Funkverbindung zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenmessvorrichtung einen mit einer Anzeige versehenen elektronischen Speicher aufweist, wobei in dem Speicher mehrere gemessene Maße gespeichert werden und die gespeicherten Maße für den Zuschnitt abgerufen und zur Anzeige gebracht werden.
8. Längenmessvorrichtung zum Messen der von einer Leiste einzunehmenden Länge zwischen zwei Werkstückbegrenzungskanten eines Fenster- oder Türrahmenprofils, wobei die Längenmessvorrichtung mindestens drei Rollen (3, 4) aufweist, von denen drei zum Abstützen der Längenmessvorrichtung an einer Oberfläche des Profils ausgelegt sind, und von denen eine Rolle als Messrolle (4) zum Abfahren einer Wegstrecke (b) auf der Oberfläche ausgelegt ist, und wobei die Messrolle mit einem elektronischen Inkrementalgeber verbunden ist, dessen beim Abfahren generierten Zählimpulse einer elektronischen Auswerteeinrichtung zur Erfassung der abgefahrenen Wegstrecke (b) zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer durch die drei Bodenkontaktpunkte der Rollen (3, 4) definierten Auflageebene zwei in Messrichtung zueinander versetzt angeordnete Anschläge (SP1, SP2) vorgesehen sind, die in Anlage mit den Werkstückbegrenzungskanten bringbar sind, und dass eine mit unterhalb der Auflageebene angeordneten Kontaktflächen an einer Führungskante des Profils anlegbare Geradführungseinrichtung vorgesehen ist, mit der die Längenmessvorrichtung in Messrichtung linear führbar ist.
9. Längenmessvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Inkrementalgeber als opto-elektronischer, induktiver, oder magnetischer Inkrementalgeber ausgebildet ist.
10. Längenmessvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenmessvorrichtung ein Gehäuse (2) aufweist, an dem die Rollen (3, 4) und die Geradführungseinrichtung gelagert sind.
11. Längenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Längenmessvorrichtung Rücksetzmittel vorgesehen sind, mit denen eine Nullposition in der Auswerteeinrichtung einstellbar ist, wenn sich die Längenmessvorrichtung in einer Messbeginnposition befindet, bei der sich einer der Anschläge in Anlage mit einer der Werkstückbegrenzungskanten befindet, und dass die Auswerteeinrichtung Erfassungsmittel umfasst, mit denen eine abgefahrene Wegstrecke (b) erfassbar ist, wenn sich die Längenmessvorrichtung in einer Messendposition befindet, bei der sich der jeweils andere Anschlag in Anlage mit einer der gegenüberliegenden Begrenzungskanten befindet.
12. Längenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung ausgelegt ist, um das Lichtmaß nach der Gleichung A = a + b zu berechnen.
13. Längenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung ausgelegt ist, um ein reduziertes Lichtmaß A nach der Gleichung A = a + b – c zu berechnen.
14. Längenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Übertragungsmittel vorgesehen sind, mit denen das Lichtmaß oder das reduzierte Lichtmaß der Steuerung einer Zuschneidevorrichtung zuführbar ist.
15. Längenmessvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel eine Infrarotverbindung oder eine Funkverbindung umfassen.
16. Längenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenmessvorrichtung einen mit einer Anzeige verbundenen elektronischen Speicher aufweist, in dem mehrere Maße gespeichert werden können, wobei vom Speicher die gespeicherten Maße abgerufen und zur Anzeige gebracht werden können.
17. Längenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Geradführungseinrichtung mindestens eine Führungsrolle (3a) umfasst.
18. Längenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Geradführungseinrichtung (3a, GF) als Gleitführung (GF) ausgebildet ist.
19. Längenmessvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge an der Gleitführung ausgebildet sind.
20. Längenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der von der Auswerteeinrichtung ermittelten Längenmaße vorgesehen ist.