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Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers bzw. der Höhe oder Breite
von langgestrecktem Gut Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, welches zur
Bestimmung des Durchmessers bzw. der Höhle oder Breite von langgestrecktem Gut verwendet
werden soll. Dieses Gut wird von einer Fertigungseinrichtung kontinuierlich abgezogen
und auf eine Trommel aufgewickelt. Unter langgestrecktem Gut sind hier beispielsweise
Drähte, Adern von elektrischen Kabeln, die Kabel selbst, Walzgut und Profile beliebiger
Form zu verstehen.
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Das Problem bei der Fertigung derartiger Gegenstände besteht im wesentlichen
darin, eine Maßgenauigkeit innerhalb vorgegebener Toleranzen einzuhalten, um das
fertige Produkt den Wünschen der Kunden anpassen zu können. Es ist daher erforderlich,
daß die Fertigung ständig überwacht wird, um für das fertige Produkt auch die notwendige
Garantie übernehmen zu können. Bisher wird hierbei so vorgegangen, daß der die Maschine
bedienende Arbeiter stichprobenweise mittels eines Kalibers die Einhaltung der Abmessungen
kontrolliert. Abgesehen davon, daß bei diesem Kontrollvorgang die Zuverlässigkeit
des Arbeiters gewährleistet sein muß, ist die Kontrolle nur stichprobenweise durchführbar,
wobei im allgemeinen sogar der Fertigungsablauf unterbrochen werden muß. Das geschilderte,
bisher übliche Verfahren ist daher einerseits
relativ aufwendig
und garantiert andererseits nicht für das gesamte fertige Produkt die Einhaltung
der vorgegebenen Toleranzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
mittels dessen ständig, ohne Eingriffe in den Fertigungsablauf, die Abmessungen
des zu fertigenden Gutes genauestens bestimmt werden können. Diese Aufgabe wird
mit einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß der zu messende Körper mittels Lichtquellen auf einem Mikrometerstab abgebildet
wird und daß der Mikrometerstab von einer Fotozelle mit hoher Frequenz abgetastet
wird, an welche ein die durch die Hell-Dunkel-Markierungen des Mikrometerstabes
von der Fotozelle erzeugten Impulse zählendes und anzeigendes Gerät angeschlossen
ist. Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch den Einsatz des Mikrometerstabes,
bei welchem auf einer Länge von 50 cm etwa 10 000 Hell-Dunkel-Markierungen im Abstand
von beispielsweise llum angeordnet sind, schon kleinste Abweichungen von dem zu
messenden Sollwert des Körpers durch eine Anderung des Zählergebnisses ermittelt
und registriert bzw. zur Anzeige gebracht werden. Es ist so eine ständige genaue
Registrierung der zu messenden Größe möglich,und es besteht weiterhin die Möglichkeit,
bei Vorgabe der zulässigen Toleranzen an das zählende und anzeigende Gerät ein Signal
anzuschließen, welches bei Über- oder Unterschreiten der Toleranzen ausgelöst bzw.
durch welchU der Fertigungsablauf dann unterbrochen wird.
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Das Verfahren nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise
erläutert.
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Mit 1 ist ein zu messender Körper, beispielsweise ein Kupferdraht,
bezeichnet, welcher in Richtung vertikal zur Zeichenebene bewegt wird. Dieser Körper
1 wird von den Lichtquellen 2 und 3 angestrahlt und so der gesamte Raum um den
Körper
1 stark erhellt. Auf der einen Seite des Körpers 1 ist eine Wand 4 angeordnet, welche
einen Farbanstrich besitzt, der zur Farbe des Körpers 1 kontrastiert. Über die Optik
5 wird das Bild des Körpers 1, weicher sich scharf von der Wand 4 abhebt, auf dem
Mikrometerstab 6 scharf abgebildet.
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Wie schon weiter oben erwähnt, ist dieser Mikrometerstab mit einer
großen Anzahl von Hell -Dunkel-Markierungen ausgerüstet, von welchen eine kleine
Anzahl durch das Bild des Körpers 1 überdeckt wird. Auf einer Schiene 7 ist eine
Fotozelle 8 beweglich angeordnet, welche mit hoher Frequenz auf der Schiene 7 in
Richtung des Doppelpfeiles 9 hin- und herbewegt wird und dabei den Mikrometerstab
6 abtastet. Durch die Hell-Dunkel-Markierungen des Mikrometerstabes werden von der
Fotozelle 8 Impulse erzeugt, die auf das zählende und anzeigende Gerät 10 gegeben
werden. Dieses Gerät ist beispielsweise als elektronischer Zähler ausgebildet, welcher
die gezählten Impulse direkt auf Anzeigeröhren aufzeichnet.
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Wenn der Mikrometerstab 6 bspw. mit 10 000 Markierungen versehen ist,
so würde die Fotozelle ohne das Bild des Körpers 1 bei einem Hub 10 000 Impulse
abgeben. Soli nun der Körper 1 ein Bild auf dem Mikrometerstab erzeugen, das bei
den geforderten Abmessungen des Probekörpers 1 000 Hell-Dunkel-Markierungen des
Mikrometerstabes 6 überdeckt, so würde die Fotozelle 8 bei einem Hub nur noch 9
000 Impulse abgeben.
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Diese 9 000 Impulse entsprechen dem Sollwert der Abmessungen des Körpers
1. Die Toleranzabweichungen des Körpers 1 könnten nun bei + 200 Impulsen angegeben
werden, so daß also die geforderte Genauigkeit der Abmessungen des Körpers zwischen
8 800 und 9 200 Impulsen pro Hub der Fotozelle 8 liegt.
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Infolge der großen Dichte der Markierungen auf dem Mikrometerstab
6 können mittels des Verfahrens nach der Erfindung schon kleinste Abweichungen von
dem Sollwert gemessen und registriert und für eine Korrektur der Fertigungsanlagen
ausgewertet werden.
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Da der Körper 1 nicht ständig in der gleichen Höhe geführt werden
kann, sondern mehr oder weniger durchhängt, wird sich der Winkel, unter welchem
sein Schatten auf die Optik 5 einfällt, auch verändern. In gleichem Maße wird dadurch
die Anzahl der überdeckten Markierungen des Mikrometerstabes 6 verändert, ohne daß
notwendig eine Abweichung der Abmessungen des Körpers 1 gegeben sein muß. Um diese
angebliche Fehleinstellung auszugleichen, ist ein Rechner 11 vorgesehen, in welchem
die möglichen Abweichungen des Körpers 1 aus seiner Zentrallage gespeichert sind
und durch welchen der Zähler 10 so beeinflußt wird, daß er auch dann richtig zählt,
wenn der Körper 1 ein nicht durch Abmessungsschwankungen hervorgerufenes größeres
Bild auf dem Mikrometerstab 6 hervorruft.
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Neben der Möglichkeit, wie sie aus der Zeichnung hervorgeht, den Körper
1 über eine Optik 5 auf dem Mikrometerstab 6 abzubilden, kann eine Abbildung desselben
auch mittels parallel einfallenden Lichtes vorgenommen werden. Hierbei sind die
Lichtquellen auf der Seite des Körpers 1 anzuordnen, auf welcher sich in der Zeichnung
die Wand 4 befindet. Der Mikrometerstab 6 wäre dann möglichst nahe am Körper 1 anzuordnen,
damit keine Streuung des einfallenden Lichtes das Meßergebnis fälschen kann.
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Bei Körpern, die von der Kreisform im Querschnitt abweichen, beispielsweise
bei quadratischen oder rechteckigen Körpern, müßte ein zweites System aus Optik
und Mikrometerstab in einer zweiten Ebene vorgesehen werden. Es ist auf diese Weise
möglich, auch komplizierter geformte Körper jederzeit so zu erfassen, daß ihre Maße
ständig kontrolliert werden können.