DE1623304C - Anordnung zur Messung der Länge oder Breite von Walzgut - Google Patents

Description

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menden optischen Glieder zwischen der den Sicht- Sichtbereich 6 festlegt. Die Größe des Sichtbereiches bereich begrenzenden Blende und einer Photozelle ist von der Entfernung H zwischen der Photozelle rotieren, in Drehrichtung der optischen Glieder vor und der Oberfläche eines das Walzgut 7 transportieder Blende eine ebenfalls von den optischen Gliedern renden Rollganges abhängig. Bei H = 4,5 m und abgetastete Lichtquelle angeordnet ist, daß das 5 einem Sichtbereichswinkel von 55° beträgt beispiels-Blocksignal sowohl dem einen Eingang eines Diffe- weise die Länge des Sichtbereiches 4,7 m. Dem Meßrenzverstärkers als auch einem Differenzierverstärker kopf 1 ist eine Lichtquelle 8, beispielsweise eine zur Differenzierung des photoelektrischen Signals zu- Glühlampe, zugeordnet, deren Licht über einen geleitet und das differenzierte Signal an den zweiten Lichtleiter auf das optische System am Beginn des Eingang des Differenzverstärkers gegeben wird, an 10 Sichtbereiches eingeblendet wird. Bei der angenomdessen Ausgang ein der Breite des Walzgutes pro- menen, durch den Pfeil 10 angedeuteten Drehrichportionales Signal erscheint, dessen Anfang und tung der Linsentrommel überstreicht die Achse 11 Ende den Meßwertzähler freigibt bzw. stoppt, wel- des Blickwinkels 4 die auf die optische Achse 9 chem gleichzeitig die Impulse eines von der Licht- bezogenen Winkel —a und -t-a.
quelle angeregten Impulserzeugers zugeführt werden, 15 Aus der angenommenen Anzahl von vier, jeweils dessen Impulsfrequenz von einem eine dem jeweili- um 90° versetzten Linsen und einer Trommeldrehgen Winkel zwischen der optischen Achse des Sicht- zahl von 1500 U/min ergibt sich eine Abtastfrequenz bereiches und der Blickwinkelachse proportionalen von 100 Hz, d. h. alle 10 ms gibt eine Linse den Ausgangsspannung liefernden Integrator und von Blick der Photozelle auf den Anfang des Sichteinem den Meßfehler zwischen dem von der Abtast- 20 bereiches frei.

einrichtung gemessenen Bogen und der Waagerech- Nach dem in F i g. 2 dargestellten Blockschaltbild

ten ausgleichenden Funktionsgenerator abhängig ist. werden die von der Photozelle erzeugten Signale

Aus dem durch die Lichtquelle hervorgerufenen über einen Verstärker 12 geleitet, an dessen Ausgang Ausgangssignal der Abtasteinrichtung und aus dem ein Impulsformer 13, ein Differenzierverstärker 14 den Antriebsmotor der optischen Glieder speisenden 25 und ein Differenzverstärker 15 angeschlossen sind. Netz wird über je einen Impulsformer und ein diesem Der Differenzverstärker 15, dem ein Grenzwert-Impulsformer nachgeschaltetes Und-Gatter ein Syn- meider 16 nachgeschaltet ist, ist zusätzlich an den chronisiersignal gebildet. In vorteilhafter Weise sind Differenzierverstärker 14 angeschlossen. Zur Trenein Multiplikator, der das Produkt aus dem Aus- nung des von der Glühlampe und des vom Walzgut gangswert des Funktionsgenerators und dem Abstand ₃₀ herrührenden Photosignals enthält der Differenzierder Abtasteinrichtung von der Oberfläche des Roll- verstärker eine Schwelle, die von der Amplitude des gangs bildet, und ein Digital-Analog-Wandler, der Lampensignals nicht überschritten werden darf. Das mit einem die Walzgutdicke enthaltenden Dicken- der Walzgutabmessung entsprechende Signal 17 wird Speicher verbunden ist, an den Ausgang des Funk- in dem aus dem Differenzverstärker 15 und dem tionsgenerators und über einen Verstärker an den 35 Grenzwertmelder 16 bestehenden Spannungsindikator Eingang des als Spannungs-Frequenz-Wandler aus- gebildet, an dessen einem Eingang das Blocksignal 18 geführten Impulsgebers angeschlossen. Der am Ende und an dessen anderem Eingang das differenzierte eines Meßzyklus im Meßwertzähler anstehende Wert Blocksignal 20 liegt. Am Ausgang des Spannungsist der Mittelwert der Längen- oder Breitenmessung indikators 16 erscheint ein Signal 17, wenn das aus den der Anzahl der Abtastglieder entsprechenden '₄₀ Blocksignal 18 größer als das differenzierte Signal Einzelmeßwerten. 20 ist.

Durch die Lichtquelle ist die Abtastrichtung und In F i g. 3 sind ein Blocksignal 18 eines Walzgutes durch das von der Lichtquelle hervorgerufene Aus- mit hoher Temperatur und ein Blocksignal 19 eines gangssignal der Abtasteinrichtung der elektrische Walzgutes mit niedriger Temperatur sowie der VerBezugspunkt der Anordnung festgelegt, so daß der 45 lauf der aus den Blocksignalen differenzierten Signale Nullpunkt des elektrischen Winkelsystems mit dem 20 bzw. 21 schematisch dargestellt. Der Schnittpunkt räumlichen Winkelnullpunkt, der optischen Achse, der Anstiegs- und Abstiegskurve der Blocksignale 18 zusammenfällt. Die Impulsfrequenz des über dem bzw. 19 mit der Differentiation dieser Kurven ist der Funktionsgenerator an den Integrator angeschlosse- Punkt, an dem die Achse des Blickwinkels der Abnen Spannungs-Frequenz-Wandlers ändert sich mit 50 tastvorrichtung jeweils auf die Walzgutkanten trifft, zunehmendem Winkel zwischen der optischen Achse Im Differenzierverstärker 14 wird die Polarität des des Sichtbereiches und der Blickwinkelachse. Da- Differenziersignals umgekehrt, so daß das Differendurch wird die Abweichung zwischen dem von der ziersignal 20 bzw. 21 sowohl der vorderen als auch Abtasteinrichtung gemessenen Bogen und der Roll- der hinteren Flanke des Blocksignals als positive gangsoberfläche korrigiert und damit Fehlmessungen 55 Signale 17 auf den Grenzwertmelder 16 gegeben bei verschiedenen Dicken des Walzgutes vermieden. werden. Das Signal 17 am Ausgang des Spannungs-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines indikators 15,16 gibt somit die Länge oder Breite

in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Walzgutes unabhängig von der Walzguttempe-

der Meßanordnung näher erläutert. ratur eindeutig wieder.

Gemäß F i g. 1 ist eine Abtasteinrichtung vor- 60 Ein Impulsformer 23 leitet aus dem den Synchrongesehen, deren Meßkopf 1 eine infrarotempfindliche motor 2 speisenden Netz 24 ein Signal ab, das den Photozelle und eine um diese rotierende, von einem Zeitbereich angibt, in dem das im Impulsformer 13 Synchronmotor 2 angetriebene Trommel mit bei- gebildete Lampensignal der Lichtquelle 8 erwartet spielsweise vier gleichmäßig über den Umfang der wird. Stehen Lampensignal und Netzsignal gleich-Trommel verteilten Linsen enthält. Dem Linsen- 65 zeitig an den Eingängen eines Und-Gatters 22 an, system ist eine Schlitzblende 3 zugeordnet, die zu- so erscheint am Ausgang des Und-Gatters ein Synsammen mit dem von der Photozelle und den Linsen chronisiersignal, das einen Integrator 25 steuert. Der bestimmten Blickwinkel 4 und der Sichtfläche 5 den Integrator 25 liefert eine V-förmige Spannungskurve,

die den Winkeln — α und + α proportional ist. Der Nullpunkt der Spannungskurve deckt sich mit der optischen Achse der Abtasteinrichtung 1 bis 3. An den Integrator 25 ist ein Funktionsgenerator 26 angeschlossen, der den als Ausgangsspannung des Integrators anstehenden Winkel in die Funktion

dtana

da

umwandelt und dadurch die Abweichung zwischen dem von der Abtasteinrichtung gemessenen Bogen H · α und der ebenen Oberfläche des Rollgangs korrigiert. Dem Funktionsgenerator 26 sind ein Digital-Analog-Wandler 27 und ein Multiplikator 28 nachgeschaltet. Dem Multiplikator 28 wird die Höhe H fest vorgegeben, so daß die Ausgangsspannung des Multiplikators 28 die Funktion

U — H'

dtana
d«

darstellt. Die Ausgangsspannung des Funktionsgenerators 26 wird als Referenzspannung für den Digital-Analog-Wandler 27 verwendet, dem über einen Dickenspeicher 29 die jeweilige Walzgutdicke von Hand mittels eines Schalters oder digital eingegeben wird. Die Ausgangsspannungen des Digital-Analog-Wandlers 27 und des Multiplikators 28 werden einem Verstärker 30 zugeführt, dem ein Spannungsfrequenzwandler 31 nachgeschaltet ist. Die Ausgangsfrequenz des Spannungsfrequenzwandlers 31, die der Funktion

. . dtana

da

entspricht, geht auf den Meßwertzähler 32, der durch den Anfang des vom Spannungsindikator 15, 16 gelieferten Signals 17 freigegeben und durch das Ende des Signals 17 gestoppt wird.

An das Und-Gatter 22 ist ein weiterer Zähler 33 angeschlossen, der die Synchronisiersignale eines Meßzyklus, z. B. entsprechend der Anzahl der Abtastglieder (über den Umfang der Trommel verteilte Linsen) vier Synchronisiersignale während einer Umdrehung der Linsentrommel, erfaßt und das Meßergebnis des Meßwertzählers 32 in einen Speicher 34 abruft und den Meßwertzähler 32 löscht. Im Zähler 32 wird dann jede Messung nur mit einem Viertel bewertet, so daß am Ende eines Meßzyklus im Meßwertzähler 32 der Mittelwert der Walzgutlänge aus vier Messungen steht. Der Speicher 34 ist beispielsweise über einen Codewandler 35 und einen Verstärker 36 an ein Ziffernanzeigegerät 37 angeschlossen. Ferner ist ein weiterer Speicher 38 vorgesehen, der beispielsweise auf Anforderung eines Rechners 39 einen Wert aus dem Speicher 34 übernimmt.

Das im Impulsformer 23 gebildete Synchronisiersignal und das Signal 17 des Spannungsindikators 15, 16 sind zusätzlich einer im wesentlichen aus Kippstufen aufgebauten Überwachungseinrichtung 40 zugeführt, die die Lage des Walzgutes 7 unter dem Meßkopf 1 bis 3 überprüft. Die Überwachungseinrichtung 40 gibt beispielsweise ein Fehlersignal ab, wenn kein Walzgut im Sichtbereich liegt, wenn der Walzgutanfang vor oder außerhalb des zulässigen Teiles des Sichtbereiches der Abtasteinrichtung oder hinter der optischen Achse liegt und wenn die Zählung bei vor der optischen Achse liegendem Walzgut beginnt. Durch das Fehlersignal werden dann die Zähler 32 und 33 gelöscht. Das Fehlersignal erscheint ferner, wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, der Meßkopf 1 bis 3 nicht arbeitet oder das Walzgut eingegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 t Abtastglieder entsprechenden Einzeimeßwerten Patentansprüche: ansteht. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch ge-

1. Anordnung zur Messung der Länge oder kennzeichnet, daß an den Ausgang des Und- f Breite von auf einem Rollgang durchlaufenden 5 Gatters (22) ein weiterer Zähler (33) angeschlos- ί Walzgut unter Verwendung einer photoelektrisch sen ist, der nach einer der Anzahl der Abtastarbeitenden, über dem Rollgang angeordneten glieder entsprechenden Anzahl von Synchronisier- Z Abtasteinrichtung, welche die zu messende Ab- impulsen den im Meßwertzähler (32) stehenden messung mittels optischer Glieder und einer , Wert in einen Speicher (34) abruft und den Meß-Blende zyklisch abtastet und je Abtastung ein io wertzähler (32) löscht.

dieser Abmessung proportionales Signal (Block-

signal) liefert, dessen ansteigende und abfallende

Flanke über eine Differenziereinrichtung einem Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Mesan einen Impulsgeber angeschlossenen Zähler sung der Länge oder Breite von auf einem Rollgang zugeführt werden, dadu rch gekennzeich- 15 durchlaufenden Walzgut unter Verwendung einer net, daß in der Abtasteinrichtung (1, 2, 3), in photoelektrisch arbeitenden, über dem Rollgang der in an sich bekannter Weise die den Blick- angeordneten Abtasteinrichtung, weiche die zu winkel (4) bestimmenden optischen Glieder zwi- messende Abmessung mittels optischer Glieder und sehen der den Sichtbereich (6) begrenzenden einer Blende zyklisch abtastet und je Abtastung Blende (3) und einer Photozelle rotieren, in 20 ein dieser Abmessung proportionales Signal (Block-Drehrichtung der optischen Glieder vor der signal) liefert, dessen ansteigende und abfallende Blende eine ebenfalls von den optischen Gliedern Flanke über eine DifFerenziereinrichtung einem an i ( abgetastete Lichtquelle (8) angeordnet ist, daß einen Impulsgeber angeschlossenen Zähler zugeführt das Blocksignal (18) sowohl dem einen Eingang werden.

eines Difierenzverstärkers (15) als auch einem 25 Bei einer bekannten Anordnung dieser Art wird Differenzierverstärker (14) zur Differenzierung die von einem Walzgut ausgehende Strahlung von des photoelektrischen Signals zugeleitet und das einem optischen System auf ein endloses Band gedifferenzierte Signal (20) an den zweiten Eingang worfen, das mit einem Schlitz als Blende versehen des Differenzverstärkers (15) gegeben wird, an ist und vor einer Photozelle vorbeibewegt wird. Die dessen Ausgang ein der Breite des Walzgutes (7) 30 jeweils durch den Schlitz über ein weiteres Linsenproportionales Signal (17) erscheint, dessen An- system auf die Photozelle treffende Strahlung ruft fang und Ende den Meßwertzähler (32) freigibt am Ausgang der Photozelle einen Spannungsimpuls bzw. stoppt, welchem gleichzeitig Impulse eines hervor, dessen zeitliche Dauer der zu messenden von der Lichtquelle (8) angeregten Impulserzeu- Walzgutabmessung proportional ist. Mittels eines gers (31) zugeführt werden, dessen Impulsfrequenz 35 ÄC-Gliedes werden die ansteigende und die abfalvon einem eine dem jeweiligen Winkel (α) zwi- lende Flanke dieses Spannungsimpulses differenziert sehen der optischen Achse (9) des Sichtbereiches und anschließend als Start- bzw. Stoppimpuls einem (6) und der Blickwinkelachse (11) proportionalen an einen Impulserzeuger angeschlossenen Zähler Ausgangsspannung liefernden Integrator(25) und zugeführt. Diese Einrichtung liefert keine genauen von einem den Meßfehler zwischen dem von der 40 Meßergebnisse, da einerseits die Geschwindigkeit Abtasteinrichtung gemessenen Bogen (H ■ a) und des endlosen Bandes, das auf Grund von Schwinder Waagerechten ausgleichenden Funktions- gungen und infolge Verschleißes schlüpfen kann, generator (26) abhängig ist. die zeitliche Dauer des Spannungsimpulses beeinflußt, f\

2. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, da- und andererseits eine Berücksichtigung der in Rieh- ^>v ' durch gekennzeichnet, daß aus dem durch die 45 tung der optischen Achse des Systems liegenden Lichtquelle (8) hervorgerufenen Ausgangssignal Abmessung des Walzgutes nicht möglich 'ist.

der Abtasteinrichtung (1) und aus dem den An- Bei einer anderen Abtasteinrichtung ist es bekannt,

triebsmotor (2) der optischen Glieder speisenden eine Photozelle im Mittelpunkt dieses rotierenden

Netz (24) über je einen Impulsformer (13, 23) Ringes anzuordnen, in dem über den Umfang in

und ein diesem Impulsformer nachgeschaltetes 50 gleichmäßigen Abständen verteilt Sammellinsen mit

Und-Gatter (22) ein Synchronisiersignal gebil- einer dem Radius des Ringes entsprechenden Brenn-

det ist. weite eingesetzt sind und der von einem Synchron-

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- motor angetrieben wird. Dabei rotiert der Ring vor kennzeichnet, daß ein Multiplikator (28), der das einer im Gehäuse der Einrichtung angeordneten Produkt aus dem Ausgangswert des Funktions- 55 Schlitzblende.

generators (26) und dem Abstand (FI) der Ab- £s sind ferner Anordnungen zur Messung der

tasteinrichtung (1) von der Oberfläche des Roll- Länge oder Breite von Walzgut bekannt, bei denen

gangs bildet, und ein Digital-Analog-Wandler fQ_r jede der in der Meßrichtung liegenden Kanten

(27), der mit einem die Walzgutdicke (D) ent- des Walzgutes eine besondere Abtasteinrichtung

haltenden Dickenspeicher (29) verbunden ist, an 60 vorgesehen ist.

den Ausgang des Funktionsgenerators (26) und Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,

über einen Verstärker (30) an den Eingang des die Nachteile der bekannten Anordnungen zu ver-

als Spannungs-Frequenz-Wandler ausgeführten meiden und eine genaue Messung der Länge oder

Impulsgebers (31) angeschlossen sind. der Breite von Walzgut von beliebiger Dicke zu

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge- 65 ermöglichen.

kennzeichnet, daß am Ende eines Meßzyklus im Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch

Meßwertzähler (32) der Mittelwert der Längen- gelöst, daß in der Abtasteinrichtung, in der in an

oder Breitenmessung aus den der Anzahl der sich bekannter Weise die den Blickwinkel bestim-