DE2646909A1

DE2646909A1 - Laengen-messystem

Info

Publication number: DE2646909A1
Application number: DE19762646909
Authority: DE
Inventors: Ludwig Glueck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1976-10-18
Publication date: 1978-04-20

Description

Längen- Meßsystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Längen -Meßsystem, das zur Erfassung mechanischer oder dynamischer Größen dient.
Die Einsatzgebiete für dieses Meßsystem liegen besonders in der metallverarbeitenden Industrie, wo mechanische Teile manuell gemessen werden ; aber auch in Form von Meßmaschinen, wo mechanische Teile manuell oder automatisch gemessen werden. Es ist aber auch einsetzbar als Meßeinrichtungen, wie z.B. bei Bohrwerken, Drehmaschinen und dergleichen zur Kontrolle der Wegbewegungen und zum Positionieren von Spindeln, Supports usw.
Das erfindungsgemäße MeBsystem bietet gegenüber den bekannten Meßeinrichtungen folgende Vorteile 1. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Meßpinole ist nicht begrenzt.
2. Bei Stromausfall oder sonstigen Störungen kann nach deren Behebung die Meßstellung immer wieder neu abgenommen werden.
3. Das erfindungsgemäße Meßsystem kann leicht umgerüstet und für andere Meßarten verwendet werden, indem der Meßzylinder durch einen mit einer anderen Meßfläche versehenen Zylinder ausgetauscht werden kann.
Der mechanische Teil des Meßsystems besteht aus den technischen Einrichtungen, wie z.13. Welle, Lager, Lagerhülse, Meßpinole mit Führungsschlitten, dem Meßzylinder mit Ueßfläche, dem Steuerzylinder als Impulsgeber und dem Antriebsmotor, der den Ifeß- und Steuerzylinder in Rotation mit konstanter Drehzahl versetzt.
Der elektronische Teil besteht aus der oDto-elektronischen Abtasteinrichtung zur Erfassung der Meßlinie auf der Meßfläche des Meßzylinders sowie aus der opto-elektronischen Qbtasteinrichtung zum Erfassen der Zähl- und Steuerimpulse für das Impuls-Zählgerät.
Als Abtasteinrichtungen kommen in Frage 1. Leuchtdioden-Fototransistoren, 2. Lichtband-ototransistoren, 3. Lichtreflektoren und 4. Induktive Näherungsschalter.
So können z.9. der Meßflächenträger lichtdurchlässig und die Preßfläche lichtundurchlässig sein. Andererseits kann der Meßflächenträger lichtdurchlässig und die Meßfläche lichtreflektierend sein.
In der Zeichnung ist z.B. eine ießeinrichtung mit opto-elektronischer Abtasteinrichtung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 und 1a den Aufbau eines Meßzylinders, Fig. 2 einen Steuer- und Meßzylinder für eine optoelektronische Abtastung, Fig. 3, 3a und 3b einen Funktionsplan des Meßsystems mit einer opto-elektrmnischenAbtastung, b'ig. 4, 4a, 4b und 4c einen Keßflächenträger in verschiedenen Darstellungen und Fig. 5 eine Abwicklung der Meßfläche.
Gemäß üig. 1, 1a besteht der Meßzylinder aus dem Meßflächenträger 1 und den Endbuchsen 2. Der Meßflächenträger 1 besteht z.B. aus lichtdurchlässigem Material, auf dessen Ober- oder Innenseiten die Neßfläche aufgetragen ist.
flach Fig. 2 ist der mechanische Teil des Meßsys temes dargestellt. 3 ist der Antriebsmotor, 4 ist der Steuerzylinder, 5 der Meßzylinder, 6 die opto-elektronische Abtastung am Meßzylinder und 7 die Meßpinole.
Nach Fig. 3, 3a und 3b ist 9 der Meßzylinder mit der Drehachse 9a und dem aufgetragenen Dunkelfeld 9b. 10 ist der Steuerzylinder mit den streifenförmigen unterbrochenen Hell- und Dunkelfeldern. In Fig. 3b ist der opto-elektronische Teil dargestellt. So ist z.B. 11 der fleßimpuls des Meßzylinders, 12 der Steuerimpuls, 13 der Finschaltimpuls, 14 der Ausschaltimpuls und 15 der vielfach unterteilte Steuerimpuls ( x . 10 ). A,B,C,D und E kennzeichnen die entsprechenden Schaltungen in dem elektronischen Schaltschema.
16 ist das Impulszählgerät.
Nach den Fig. 4, 4a,4b und 4c kennzeichnen 18,19 den Meßweg und 19a die Eichlinien. 20 ist ein Meßflächenträger mit der aufgetragenen Meßfläche in einer bestimmten Drehrichtung. A ist die Drehachse. '1 und A stellen einen Meßflächenträger mit aufgetragener Meßfläche in einer anderen Drehrichtung dar. Nach Fig.4 b zeigt 22 eine Abwicklung der Meßfläche mit dem Winkel und dem Meßweg 19 . Pig. 4c zeigt den Meßflächenträger im Querschnitt.
Nach Fig. 5 ist eine Möglichkeit der Abwicklung der Meßfläche dargestellt. a zeigt den I.eßweg und b die Drehrichtung, wobei n das mathematische Symbol für die Menge der natürlichen Zahlen und K = Kerze eine fotometrische Einheit bedeutet.
Gemäß dem Funktionsplan nach Fig. 3,3a und 3b soll nachstehend die .irkungsweise des Meßsystems näher beschrieben werden.
Abhängig von der Längsbewegung der Meßpinole verändert sich die Breite der abgetasteten ileßlinie auf der Meßfläche des rotierenden Meßzylinders. Die opto-elektronische Abtasteinrichtung registriert diese Meßlinie mit jeder Umdrehung als elektrischen Impuls, dessen Breite sich direkt durch die Breite der Meßlinie ergibt. Damit ist diese Impulsbreite ein Maß für die Längsbewegung der Meßpinole.
Der Steuerzylinder liefert von einer Hell-Dunkel-Feldspur über seinen Umfang eine bestimmte Anzahl von Impulsen.
Diese die@en zur Auswertung des elektrischen Impulses vom meßzylinder und somit der Längsbewegung der Meßpinole.
Die Befehle für Start und Stopp des Impulszählgerätes erfolgen über zwei außerhalb der maximalen Breite der Meßfläche liegende Spuren.
Das Zusammenwirken von Meßzylinder und Steuerzylinder Auf der Meßfläche des Meßzylinders wird über die optoelektronische Abtasteinrichtung von der Meßpinole eine Meßlinie abgegriffen. Dies ergibt einen elektrischen Impuls, dessen Breite in einem bestimmten Verhältnis zur Breite der Meßlinie steht, die wiederum proportional mit den vorhandenen Meßweg ist. Dieser Impuls steucrt einen elektronjscben Schalter, damit dieser leitend wird, wobei der Steuerzylinder laufend Impulse liefert, die auf den Kontakt des elektroni sehen Schalters wirken. Diese Impulse werden vom Impulszählgerät aufgenommen und registriert.
Sie bringen das fleßergebnis.
Der Antrieb des Ieß- und Steuerzylinders erfolgt durch einen Motor. Die Drehzahl pro Sekunde ergibt die Meßfolge.
Die Abtastgeschwindigkeit der Hell- und Dunkelfelder über eine opto-elektronische Einrichtung liegt bei ca. 10 000 Impulsen pro Sekunde. Durch Multiplikation der Impulse vom Steuerzylinder kann die Auflösung nach dem Abtasten erhöht werden.

Claims

Patent- und Schutzansprüche 1. Längen - Meßsystem, gekennzeichnet durch einen mechanischen Teil des Systemes wie z.B. Welle, Lager, Lagerhülse, Meßpinole mit wührungsschlitten (7,8) usw. einen rotierenden Meßzylinder (9) mit aufgetragenen keilförmigen Meßflächen (9b), einem rotierenden Steuerzylinder (10) mit unterbrochenen IIell- und Dunkelfeldern als Impulsgeber sowie durch den opto-elektronische T(il, bestehend aus einer Abtasteinrichtung (6) zur Abtastung der Meßlinie auf der Ideßfläche (9a) des I!ießzylinders (9) sowie einer Abtasteinrichtung zur Ermittelung der Zähl- und Steuerimpulse zwecks Übertragung auf das Impuls-Zählgerät (16), wobei Meß- und Steuerzylinder mit übereinstimmenden Drehzahlen in Rotation versetzt werden.
2. Längen - Meßsystem, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtungen durch Leuchtdioden und Fototransistoren, bei denen die Meßflächenträger lichtdurchlässig und die Meßflächen lichtundurchlässig sind oder durch Lichtband-Fototransistoren oder durch Lichtreflektoren, bei denen der Meßflächenträger lichtdurchlässig und die Maß flächen reflektierend sind oder durch induktiven Näherungsschalter, bei denen die Meßflächen aus Eisen bestehen, gebildet werden.
3. Längen - Meßsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßweg von auf dem Umfang eines rotierenden Maß zylinders angeordneten, keilförmigen Meßflächen unterschiedlicher normen und Anordnungen mit am Außenrand versehenen Eichflächen nachgebildet wird.
4. Längen - Meßsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang des Steuerzylinders (10) unterbrochene Streifen unterschiedlicher Anordnung zur Bildung von Hell- und Dunkelfeldern vorgesehen sind, Üie zur Ermittlung der Zählimpulse im Rahmen einer elektronischen Schaltung mittels eines ImpulsSählgerätes (16) dienen.