-
Vorrichtung zur Messung von Längen Es sind lichtelektrische Längenmeßvorrichtungen
bekannt, bei welchen ein lichtelektrischer Tastkopf vorgesehen ist, welcher von
der Lage einer Meßobjektkante relativ zu einem Bezugspunkt abhängigen Meßwert liefert.
Bei einer bekannten Anordnung dieser Art wird der Tastkopf von einer Fernsehkamera
gebildet, welche ein die Meßobjektkante enthaltendes Gesichtsfeld längs einer vorgegebenen
Linie periodisch abtastet. Dieser Tastkopf liefert beim Erfassen der Meßobjektkante
ein Sprungsignal bzw. Impulse und zündet damit ein wechselstromgespeistes Thyratron.
-
Dessen Phasenanschnitt hängt dann von der Lage der Meßobjektkante
ralativ zur optischen Achse der Fernsehkamera ab. Das Thyratron steuert einen Nachlaufmotor,
welcher über eine Spindel die Fernsehkamera der Meßobjektkante automatisch nachführt.
Eine zweite Kamera wird in entsprechender Weise der anderen Meßobjektkante nachgeführt
und aus der Lage der beiden Fernsehkameras wird ein Längen- bzw. Breitenmeßwert
abgeleitet.
-
Es ist ferner ein Anordnung bekannt, bei welcher die beiden Meßobjektkanten
von zwei Tastköpfen gegensinnig periodisch abgetastet werden. Die Tastköpfe enthalten
bei dieser bekannten Anordnung Strahlungsempfänger, z.B. Photozellen, durch welche
das Gesichtsfeld über bewegliche optische Glieder, z. B. Polygonspiegel, periodisch
abgetastet wird.
-
Von den Strahlungsempfängern werden beim Erfassen der Meßobjektkanten
über geeignete Verstärker Zündimpulse auf die Gitter von wechselstromgespeisten
Thyratronen gegeben. Die Thyratrone wirken als Gleichrichter mit den von der Lage
der Mefobjektkanten abhängigem Phasenanschnitt. Die von den Thyratrons gelieferten
Gleichstrommeßwerte werden additiv überlagert und bilden ein Maß für die Länge bzw.
Breite des Meßobjektes.
-
Diese Anordnungen sind relativ kompliziert und erfordern insbesondere
zwei periodisch ein Gesichtsfeld überstreichende Tastköpfe.
-
Es ist ferner eine Vorrichtung zur Messung von Längen bekannt mit
einer lichtelektrischen Vorrichtung, an der das Meßobjekt in Längsrichtung vorbeigeführt
wird und die Anzeigemittel zur Anzeige der Lage der Vorderkante des Meßobjektes
steuert, und mit Fühlermitteln, welche die Anzeigemittel arretieren, sobald die
Hinterkante des Meßobjektes daran vorbeiläuft. Bei dieser bekannten Vorrichtung
bestehen die Anzeigemittel aus einem Umdrehungszähler, welcher von einer Rolle,
über die das Meßobjekt läuft, angetrieben wird. Es ist eine lichtelektrische Vorrichtung
in Gestalt einer einfachen Lichtschranke vorgesehen, welche den Zähler anschal-
tet,
z.B. mit der Rolle kuppelt, sobald die Vorderkante des Meßobjektes daran vorbeiläuft.
Der Zähler zeigt dann einen Meßwert an, der in jedem Augenblick die Lage der Meßobjektvorderkante
relativ zu der Lichtschranke angibt. Eine Arretierung des Meßwertes durch Entkuppeln
des Zählers erfolgt, sobald die Hinterkante des Meßobjektes an dieser Lichtschranke
vorbeiläuft. Die Lichtschranke bildet hier also zugleich die Fühlermittel zur Arretierung
des Meßwertes.
-
Eine Längenmessung, bei welcher das Meßobjekt über Rollen läuft und
deren Umdrehungen gemessen werden, ist in vielen Fällen zu ungenau, weil sie den
Schlupf oder auch ein »Schießen« des Materials nicht berücksichtigt. Auftretende
Fehler, die auch in Ungenauigkeiten des Rollendurchmessers oder des Zählwerkes liegen
können, gehen integriert in die Messung ein.
-
Diese Nachteile werden mit den eingangs beschriebenen Anordnungen
vermieden, die mit berührungslos arbeitenden lichtelektrischen Tastköpfen arbeiten.
-
Die bekannten, mit solchen Tastköpfen arbeitenden Vorrichtungen sind
jedoch relativ aufwendig und erfordern insbesondere zwei ein Gesichtsfeld abtastende
Köpfe nebst der zugehörigen elektronischen Ausrüstung.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile
der bekannten Anordnungen zu vermeiden.
-
Bei einer Vorrichtung zur Messung von Längen mit einer lichtelektrischen
Abtastvorrichtung, an der das Meßobjekt in Längsrichtung vorbeigeführt wird und
die die Anzeigemittel zur Anzeige der Lage der
Vorderkante des Meßobjektes
steuert, und mit Führungsmitteln, welche die Anzeigemittel arretieren, sobald die
Hinterkante des Meßobjektes daran vorbeiläuft, geschieht das erfindungsgemäß dadurch,
daß die lichtelektrische Vorrichtung von einem an sich bekannten berührungslos arbeitenden
lichtelektrischen Tastkopf gebildet wird, welcher ein ausgedehntes Gesichtsfeld
fortlaufend abtastet und ein Ausgangssignal nach Maßgabe der Lage der Meßobjektvorderkante
im Gesichtsfeld liefert und daß die Fühlermittel in Bewegungsrichtung des Meßobjektes
gesehen vor dem Tastkopf angeordnet sind.
-
Der Tastkopf liefert einen Meßwert für die Lage der Meßobjektvorderkante
berührungslos und ohne daß Schlupf oder Schießen des Meßobjektes auf seiner Bahn
stören würde. Andererseits ist nur ein einziger Tastkopf erforderlich.
-
Die Anzeigemittel laufen beim Transport des Meßobjektes entsprechend
der Lage der Vorderkante des Meßobjektes mit. Sobald die Hinterkante die Fühlmittel,
die z. B. von einer einfachen statischen Lichtschranke gebildet werden können, erreicht,
werden die Anzeigemittel arretiert. Diese Anzeige ist dann ein Maß für den Abstand
von Vorder- und Hinterkante des Meßobjektes und mithin von dessen Länge.
-
Unter »Länge« ist hier natürlich jede Art von Abmessung, also auch
Höhe, Breite, Dicke, Durchmesser usw., zu verstehen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und im folgenden beschrieben.
-
Auf einem Rollgang 10 im Walzwerk wird ein Knüppel 11 gefördert,
dessen Länge gemessen werden soll. Zu diesem Zweck ist über dem Rollgang 10 ein
Tastkopf K angeordnet, welcher ein Gesichtsfeld 12 periodisch in Pfeilrichtung abtastet
und jedesmal beim Erfassen der Vorderkante 13 des Knüppels 11 über einen Verstärker
V einen Impuls 14 auf das Gitter eines Thyratrons 15 gibt. Der Tastkopf K kann beispielsweise
eine Photozelle und rotierende optische Glieder enthalten oder kann von einer Fernsehkamera
gebildet werden. Das Thyratron 15 wird von einem Phasenschieber 16 über einen Graetz-Gleichrichter
17 gespeist. Der Phasenanschnitt des Thyratrons und damit der durch das Thyratron
15 und den Kathodenwiderstand 18 fließende Gleichstrom hängt somit von der Lage
der Kante 13 ab. Die entsprechende am Widerstand 18 abfallende Spannung ist an einem
NullverstärkerOV einer Bezugsspannung entgegengeschaltet, welche von einem Gleichrichter
19 geliefert wird. Der Nullverstärker steuert einen Motor 21, welcher den Phasenschieber
16 verstellt. Mit dem Phasenschieber 16 ist eine Anzeigevorrichtung 22 gekoppelt.
-
Vor dem Tastkopf K ist über dem Rollgang 10 eine Photozelle 23 vorgesehen,
welche einen Punkt P des Rollganges 10 mittels einer Optik 24 kontrolliert. Solange
das Walzgut 11 im Blickfeld der Zelle 23 liegt, erhält diese einen starken Lichtstrom.
Wenn die
Hinterkante 25 des Walzgutes an dem Punkt vorbeiläuft, dann sinkt der Lichtstrom
steil ab. Das Ausgangssignal der Photozelle 23 steuert über einen Verstärker 26
ein Relais R mit zwei Kontakten r1 und r2.
-
Der Kontakt r1 ist geschlossen, solange die Photozelle 23 Licht erhält.
Der Kontakts, schließt, wenn der Lichtstrom nach Durchgang der Kante 25 absinkt.
-
Der Nullverstärker 0V steuert den Motor 21 über den Kontaktrl, während
der Kontakt r2 den Motoranker kurzschließt und damit den Motor 21 bei bleibendem
Feld magnetisch arretiert.
-
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Wenn
das Walzgut 11 unter dem Kopf K entlang bewegt wird, so ändert sich die Spannung
am Widerstand 18 ständig, und über den Nullverstärker OV und den Motor 21 wird der
Phasenschieber ständig nachgedreht, um diese Anderung zu kompensieren und die Spannung
am Widerstand 18 auf einem konstanten Wert zu halten. Die Stellung des Phasenschiebers
wird dabei an der Anzeigevorrichtung 22 angezeigt, welche gleich so geeicht werden
kann, daß direkt der Abstand der Kante 13 vom Punkt angezeigt wird. Der Zeiger der
Vorrichtung 22 Iäuft somit entsprechend der Bewegung der Kante 13 um.
-
Sobald die Hinterkante 25 des Walzgutes an dem Punkt vorbeiläuft,
wird der Motor 21 durch den Kontakt r2 des Relais R arretiert. Der Zeiger der Vorrichtung
22 bleibt stehen und zeigt die Länge des Knüppels 11 an.
-
Dieses Prinzip der Längenmessung ist natürlich nicht auf selbstleuchtendes
Walzgut beschränkt. Man kann mit Hilfslicht arbeiten und andere Objekte, z. B.
-
Papierbögen, abtasten. Statt der Lichtschranke 23, 24 kann z. B. auch
eine Kontaktvorrichtung verwendet werden.