DE1773432A1 - Laengenmesseinrichtung fuer bewegte Teile - Google Patents

Laengenmesseinrichtung fuer bewegte Teile

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DE1773432A1
DE1773432A1 DE19681773432 DE1773432A DE1773432A1 DE 1773432 A1 DE1773432 A1 DE 1773432A1 DE 19681773432 DE19681773432 DE 19681773432 DE 1773432 A DE1773432 A DE 1773432A DE 1773432 A1 DE1773432 A1 DE 1773432A1
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Helmut Ferner
Rolf Hahn
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/04Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving
    • G01B11/043Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving for measuring length

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

  • Längenmeßeinrichtung für bewegte Teile Zur Bestimmung der Länge bewegter Teile sind digitale Geber bekann, die abhängig von einem bestimmten zurückgelegten Weg, z.B. durch Erfassung des Drehwinkels einer Scheibe, Jeweils einen Impuls abgeben. Werden diese Impulse auf einen Zähler gegeben, so kann die Länge des bewegten Teiles am Zähler abgelesen werden.
  • Dieses Verfahren macht bei längsbeweglichen Teilen Schwierigkeiten, da an kurzen Abständen der gesamten Strecke, an der sich, das Teil'entlangbewegt, Abtasteinrichtungen vorgesehen werden müssen. Aus diesem Grunde ist man bei längsbeeglichen Teilen dazu übergegangen, eine Rolle auf dem Teil abrollen zu lassen und durch Geber den Drehwinkel dieser Rolle zu erfassen. In vielen Fällen ist eine derartige Längenbestimmung konstruktiv nicht möglich. Außerdem erfordert es einen erheblichen Aufwand, die Abtastrollen zu bestimmten Zeitpunkten auf das Walzgut aufzusetzen und wieder abzuheben, bevor das Walzgut ganz durchgelaufen ist.
  • Wegen des auftretenden und nicht immer konstanten Schlupfes bereitet es auch Schwierigkeiten, wenn die Länge des Walzgutes von einer mit der Walze gekuppelten Tachometeriaschine und einem nach. geschalteten Integrator gemessen werden soll. Es läßt sich also aus einer derartigen Geschwindigkeitsmessung und der Integration über die Zeit der Weg und damit die Länge des, Teiles nicht ausreichend genau bestimmen.
  • Hier schafft die neue Längenmeßeinrichtung Abhilfe. Sie ist für auf einer bestimmten Bahn bewegte Teile geeignet und, wird insbesondere für Walzgut in Walzwerken unter Verwendung-ton Abtastelementen an der Bahn des bewegten Teiles und unter Verwendung eines Längenzählers, dessen Zählerstand der Länge des bewegten Teiles entspricht, mit Vorteil einzusetzen sein. Das. eue besteht dabei darin, daß an eine Spannungsquelle mit wählbarer Ausgangsspannung über ein Korrekturglied ein Spannungs-Frequenzwandbr angeschlossen ist, dessen Ausgang während des Durchlaufs des bewegten Teiles durch die von den Abtastelementen begrenzte Meßstrecke auf einen Eingangszähler und anschließend auf den Längenzähler einwirkt, daß dem Eingangszähler eine Auswahlschüttung nachgeschaltet ist, deren Ausgangswert vor Austritt des bewegten Teils aus der Meßstrecke proportional dem Zählerstand eines fest eingestellten Zählers und anschließend um den Differenzbetrag zwischen dem Zählerstand des fest eingestellten Zählers und des Eingangszählers höher bzw. niedriger liegt, und daß dem Ausgang der Auswahlschaltung ein Digital-Analog-Umsetzer nachgeschaltet ist, dessen Ausgangswert auf die Eingangsspannung des Spannungs-Frequenzwandlers umgekehrt proportional zum Ausgangswert der Auswahlschaltung einwirkt.
  • Ein Ausführungsbeispiel ist in der Figur im Blockdiagramm dargestellt. Das Walzgut 1 wird auf einer Rollbahn 2 von den Walzen 5 und 4 fortbewegt. In bestimmtem Abstand voneinander sind auf der Rollbahn Lampen 5 und 6 und Fotozellen 7 und 8 angeordnet, die somit als Abtastelemente eine Meßstrecke begrenzen. Bei glühendem Material können die Lampen 5 und 6 entfallen. Die Fotozellen 7 und 8 sind durch Infrarotempfänger zu ersetzen. Die Ausgänge der Fotozellen 7 und 8 sind einem Steuerwerk 9 zugeführt.
  • Eine mit der Walze 4 gekuppelte Tachometermaschine 10 gibt eine der Geschwindigkeit des Walzgutes proportionale Spannung ab. Diese Spannung ist an einem an die Klemmen der Tachometermuschine 10 angeschlossenen Potentiometer 11 abzugreifen. Der Abgriff dieses Potentiometers ist dem Eingang eines Verstärkers 12 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Spannungsfrequenzwandlers 13 verbunden ist. Der Ausgang dieses Spannungsfrequenewandlers 13 ist einerseits über ein Und-Gatter 14 und einen1Längenzähler 15 einem daran angeschlossenen Speicher 16 zugefthrt und andererseits über ein Und-Gatter 17 mit einem Eingangszähler 18 verbunden. Die zweiten Eingänge der Und-Gatter 14 und 17 sind mit Ausgängen des Steuerwerkes 9 verbunden.
  • Das Steuerwerk 9 ist so aufgebaut, daß während des Durchlauf des Walzgutes 1 durch die Meßstrecke-wenn also die Fotozelle 8 noch kein Signal abgegeben hat - ein Signal am Eingang des Und-Qatters 17 liegt. Anschließend wird ein Signal am Und-Gatter 14 anstehen, während das Signal am Und-Gatter 17 verschwindet. Da außerdem das Signal am Und-Gatter 17 nur vorhanden ist, wenn das Walzgut 1 die Fotozelle 7 bereits passiert hat, wird vol Eintritt des Walzgutes in die Meßstrecke der an den Ausgang des Und-Gatters 17 angeschlossene Eingangszähler 18 zählen. Dieses Zähler ist eine Auswahlschaltung 19 nachgeschaltet, die über einen zweiten Eingang mit einem fest einzustellenden Zähler 20 verbu@den tut. Die Auswahlechaltung 19 ist so aufgebaut, daß sie an einen der Auswahlschaltung 19 nachgeschalteten Digital-Analog-Um@etzer 21 zunächst eine vom Zählerstand des Zählere 20 abhängige Große liefert. Erst wenn das Walzgut 1 die Fotozelle 8 passiert hat. gibt die Aubwablschaltung 19 einen Ausgangswert ab, der gebenüber den vorherigen, vom Zähler 20 abhängigen Wert um den Differenzbetrag der Zähler 20 und 18 erhöht oder erniedrigt ist, abhängig davon, ob der Zählerstand des Eingangszählers 18 größer oder kleiner izt als der Zählerstand des fest eingestellten Zählers 20. Zur zeitgerechten Umsehal.-'tung sind zwei weitere Eingänge der Aussahlschaltung 19 mit Ausgängen des Steuerwerkes 9 verbunden. Der der Auswahlschaltung 19 nachgeschaltete Digital-Analog-Umsetzer 21 liegt im gegengekoppelten Rückführkreis des Verstärkers 12. Er ist in diesen Rückführkreis so eingeschaltet, daß der Rückführstrom verstärkt wird, wenn von der Auswahlschaltung 19 eine vergrößerte Ausgangsgröße abgeben wird.
  • Dies bewirkt, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 12 bei erhöhtem Ausgangswert der Auswahlschaltung 19 abnimmt.
  • Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgendermaßen: Abhängig von dem Zählerstand des fest einstellbaren Zählers 20 besitzt der Digital-Analog-Umsetzer 21 in seinem Ausgangskreis einen bestimmten Widerstand, der einem bestimmten Rückkopplungsgrad entspricht, Am Eingang des Verstärkers 12 liegt eine der Geschwindigkeit des Walzgutes proportionale Spannung. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 12 wird im Spannungsfrequenzwandler 13 in eine ihr proportionale Frequenz uxgewandelt, die über das Und-Gatter 1V - nachdem das Walzgut 1 die Fotozelle 7 passiert hat auf den Eingangszähler 18 gelangt. Am Ende der Meßstrecke - wenn die Foto zelle 8 ein Signal abgibt - wird von der Auswahlschaltung 19 der Zählerstand des Eingangszählers 18 anstelle des Zählerstandes des fest eingestellten Zählers 20 an den Digital-Analog-Umsetzer 21 abgegeben. Sind während der Meßzeit vom Spannungstrequenzwandler-bedingt durch den Zählerstand des Zählers 20 und der Relation der Walzgutgeschwindigkeit und der abgegebenen Spannung der Tachometermaschine 10 - zu wenig Impulse abgegeben worden, so wird der Eingangszähler 18 einen geringeren Zählerstand besitzen als der fest eingestellte Zähler 20. Dadurch wird nach dem Umschalten die Ausgangsgroße der Auswahischaltung 19 vermindert. Dies hat zur Folie, daß der wirksame RÜckkopplungswiderstand im Digital-Analog-Umsetzer 21 vergrößert und dadurch die Ausgangsspannung am Verstärker 12 erhöht wird. Gleichzeitig wird die vom Spannungsfrequenzwandler 13 abgegebene Ausgangsfrequenz auf den Längenzähler 15 durchgeschaltet. Dieser erhält damit eine Frequenz, die der Geschwindigkett des Walzgutes t bei vorgegebenem Proportionalitätsfaktor entspricht. Dies gilt auch, wenn sich die Geschwindigkeit des Walzgutes nach Passieren der Meßstrecke ändert, da bei dem gleichen Säch auch ein gleichbleibender Schlupf zwischen Walzgut und Walze vorhanden ist. Der jeweilige Zählerstand des Längenzählers 15 gibt also die Lage des Walzgutanfangs und damit die Länge des Walzgutabschnittes wieder, das die Potozelle 8 passiert hat. Er kann beispielsweise in einen Rechner als Eingsngswert gegeben werden, der z.B. das optimale Abschneiden des Walzgutes abhängig von den bestellten Längen berechnen und die Schere zum Abschneiden des Walzgutes steuern kann.
  • Man sieht also, daß sich durch Verwendung von nur zwei Fotozellen 7 und 8 oder entsprechenden anderen Abtastelementen die durch den Walzenschlupf auftretenden Fehler in bekannten Längenmeßeinrichtungen bzw. der durch den Einbau einer Vielzahl von Stellungsgebern erforderliche Aufwand erheblich vermindern läßt.
  • Für den Fall, daß sich die Winkelgeschwindigkeit der Walzen 3 und 4 während eins Stthes nicht ändert, kann man auf die Tachometermaschine 10 ganz verzichten und dem Eingang des VergtBrkers 12 eine konstante Spannung zuführen.
  • 1 Figur 3 Ansprüche

Claims (3)

  1. Patentansprüche j.längenmeßeinrichtung für bewegte Teile, insbesondere für Walzgut in Walzwerken unter Verwendung von Abtastelementen an der Bahn des bewegten Teiles und unter Verwendung eines Längenzählers, dessen Zählerstand der Lage des bewegten Teiles entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß an eine Spannungsquelle (11) mit wählbarer Ausgangsspannung über ein Korrekturglied (21,12) ein Spannungs-Frequenzwandler (13) angeschlossen ist, dessen Ausgang während des Durchlaufs des bewegten, Teiles durch die von den Abtastelementen (7,8) begrenzte Meßstrecke auf einen Eingangszähler (18) und anschließend auf den Längenzähler (15) einwirkt, daß dem Eingang zähler (18) eine Auswahlschaltung (19) nachgeschaltet ist, deren Ausgangswert vor Austritt des bewegten Teils (1) aus der Meßstrecke proportional dem Zählerstand eines fest eingestellten Zählers (20) und anschließend um den Differenzbetrag zwischen dem Zählerstand des fest eingestellten Zählers (20) und des Eingangszählers (18) höher bzw. niedriger liegt, und daß dem Ausgang der Auswahlschaltung (19) ein Digital-Analog-Umsetzer (21) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangswert auf die Eingangsspannung des Spannungs-Frequenzwandlers (13) umgekehrt proportional zum Ausgangswert der Auswahlschaltung (19) einwirkt.
  2. 2. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Auswahlschaltung (19) nachgeschaltete Digital-Analog-Umsetzer (21) im Rückführkreis eines zwischen die Spannungsquelle mit wählbarer Ausgangsspannung (11) und den Spannungsfrequenzwandler (13) eingeschalteten Verstärkers (12) liegt, so daß bei Vergrößerung des Ausgangswertes der Auswahlschaltung (19) der Rückkopplungsstrom verstärkt und die Ausgangsspannung des Verstärkers (12) vermindert wird.
  3. 3. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1 für die Längenbestimmung von bewegten Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß tls Spannungseluelle mit wählbarer Ausgangsspannung (11) eine mit einer Antriebsrolle oder Walze (4) für das bewegte Teil (1) gekuppelte Tachometermaschine (10) dient.
    L e e r s e i t e
DE19681773432 1968-05-15 1968-05-15 Längenmeßeinrichtung für bewegte Teile Expired DE1773432C3 (de)

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BE732224D BE732224A (de) 1968-05-15 1969-04-28
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DE1773432B2 DE1773432B2 (de) 1973-09-27
DE1773432C3 DE1773432C3 (de) 1974-04-18

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142237A (en) * 1976-08-05 1979-02-27 Sumitomo Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha Process for tracking a welded joint in a continuous long material in a production line

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142237A (en) * 1976-08-05 1979-02-27 Sumitomo Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha Process for tracking a welded joint in a continuous long material in a production line

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BE732224A (de) 1969-10-01
LU58524A1 (de) 1969-07-29
NL6906119A (de) 1969-11-18
DE1773432C3 (de) 1974-04-18
DE1773432B2 (de) 1973-09-27

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