DE2943782C2 - Vorrichtung zur Messung der Länge von quer zu ihrer Längserstreckung über eine Führungsfläche bewegten Meßobjekten, insbesondere Stangen und Rohre - Google Patents

Description

die Fotosensoren (7) im Bewegungsbereich der beiden stirnseitigen Meßkanten (3,4) der Meßobjekte (2) in je einer, in genau bestimmtem Abstand (X) voneinander befindlichen Meßleiste (5,5') zusammengefaßt sind,
jede Meßleiste (5,5') aus mehreren Gruppen (6) aus jeweils einer bestimmten Anzahl von Fotosensoren (7) gebildet ist,

jeder Gruppe (6) von Fotosensoren (7) in Bewegungsrichtung der Meßobjekte (2) ein Kontroll-Fotosensor (9) vorgeschaltet ist.
bei Betätigung des Kon troll-Fotosensors (9) einer Gruppe (6) die von den Fotosensoren (7) dieser Gruppe (6) erhaltenen Meßsignale einer Schieberegisterzelle (14) zugeführt und nach Freigabe dieses Kontroll-Fotosensors (9) in der Schieberegisterzelle (14) gespeichert werden, und

nach Freigabe aller Kontroll-Fotosensoren (9) die Inhalte aller Schieberegister/eilen (14) in einer durch eine Steuerschaltung erzeugten Taktfolge in der Auswerteeinrichtunrj (15) zur Ermittlung der Gesamtlänge (L)des Meßobjektes (2) ausgewertet werden.

b)

d)

e)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Länge von quer zu ihrer Längserstreckung über eine Führungsfläche bewegten Meßobjekten, insbesondere Stangen und Rohre, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Im Stand der Technik ist es ganz allgemein bekannt, Meßobjekte, insbesondere Stangen und Rohre über eine unter etwa 3° gegen die Horizontale geneigte Führungsfläche in eine Abwurfmulde od. dgl. rollen zulassen. Beispielsweise zum Zwecke der Sortierung ist es notwendig, die genaue Länge der Meßobjekte, die regelmäßig unterschiedliche Längen aufweisen, zu ermitteln. Hierzu werden die Meßobjekte in der Abwurfmulde mit ihrer einen stirnseitigen Meßkante gegen einen festen Anschlag geschoben, woraufhin an der anderen stirnseitigen Meßkante mittels eines beweglichen oder festinstallierten Meßbandes die Gesamtlänge von einer Bedienungsperson abgelesen wird. Eine solche Meßvorrichtung arbeitet zum einen ungenau, insbesondere wenn die eine stirnseitige Meßkante nicht exakt am Anschlag anliegt und wenn die Bedienungsperson eine falsche Länge abliest, und erfordert zum anderen rclaiiv

viel Zeit zum Messen der Länge der einzelnen Meßobjekte.

Aus der DE-OS 16 23 222 ist eine gattungsgemäße Meßvorrichtung vorbekannt, bei welcher die Meßelemente als eine Reihe lichtempfindlicher Empfänger als Fotozellen quer zur Bewegungsrichtung des auszumssscnden Meßobjektes angeordnet sind. Diese bekannte Meßvorrichtung erfordert die Verwendung einer mit Meßelementen bestückten Meßleiste, deren Länge mindestens so lang oder länger ist als das zu messende Meßobjekt Darüber hinaus besteht die Gefahr von Fehlmessungen bei einer Schräglage des Meßobjektes bezüglich der Reihe von Meßelementen.
Der Erfindung liegt ausgehend von der gattungsge-

mäßen Meßvorrichtung nach DE-OS 16 23 222 die Aufgabe zugrunde, die Meßvorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß die Messung der Länge von quer zu ihrer Längserstreckung über die Führungsfläche bewegten Meßobjekten, insbesondere besonders lange

Meßobjekte, mit einer möglichst geringen Anzahl von Fotosensoren durchgeführt und daß eine Schräglage der Meßobjekte ohne wesentliche Meßfehler zugelassen werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kenn-

zeichnenden Merkmalen des Patentanspruches. Das Merkmal a) ermöglicht, daß nur im Bereich der stirnseitigen Meßkanten der Meßobjekte Fotosensoren angeordnet sein müssen. Diese sind zu je einer Meßleiste zusammengefaßt. Jede Meßleiste ist wiederum gemäß

Merkmal b) in eine Anzahl von Gruppen aus jeweils einer bestimmten Anzahl von Fotosensoren unterteilt, wodurch die einzelnen Gruppen von Fotosensoren modulartig vorgefertigt werden können. Gemäß Merkmal c) ist jeder Gruppe von Fotosensoren in Bewegungs-

richtung der Meßobjekte ein Kontroll-Fotosensor vorgeschaltet Dieser gibt gemäß Merkmal d) einen Freigabe-Steuerimpuls dann ab, wenn die Meßsignale der zugeordneten Gruppe von Fotosensoren der zugeordneten Schieberegisterzellen zugeführt werden kann. Erst nach Freigabe aller Kontroll-Fotosensoren wird gemäß Merkmal e) die Auswertung der Inhalte der einzelnen Schieberegisterzellen zur Ermittlung der Gesamtlänge des Meßobjektes durchgeführt. Es erfolgt somit ein unabhängiges Speichern der Meßzustände der einzelnen Gruppen von Fotosensoren, wodurch eine Schräglage des Meßobjektes ohne wesentlichen Meßfehler zugelassen werden kann. Die Speicherung der Zustände der einzelnen Gruppen von Fotosensoren erfolgt jeweils zu einem Zeitpunkt, zu dem keine Änderung des Meßzustandes der jeweiligen Gruppe mehr stattfinden kann. Die gewünschte Mengeninformation, d. h. die Information über die Gesamtlänge des Objektes wird durch serielle Abfrage des Zustandes der einzelnen Gruppen von Fotosensoren erhalten. Somit wird mit einer mög-

liehst geringen Anzahl von Fot^ ^nsoren eine genaue Messung der Länge des Meßobjei^es durchgeführt, wobei eine Schräglage des Meßobjektes sogar ohne wesentliche Meßfehler zugelassen werden kann.
Es ist ferner aus der DE-PS 10 54 242 eine gattungs-

W) fremde Meßvorrichtung bekannt, bei welcher das Meßobjekt während der Messung in einem Werkstücklager aufgenommen ist. Zur Messung sind in Längsrichtung des Meßobjektes fünf Meßelemente in bestimmten Abstünden voneinander angeordnet. Zur Grobmessung

hi werden /unächsi diejenigen Längen des Meßobjektes abgelastet, welche /wischen zwei Meßelementen liegen. Anschließend müssen sämtliche Meßelemente in Meßrichtung des Meßobjektes bewegt werden, um die je-

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weiligen Restlängen des Meßobjektes zu ermitteln. Mit soren enthaltenden Meßleiste und der darüber angeord-

dicser Meßvorrichtung kann somit nur in der Ruhelage neten Lichtleiste,

des Meßobjektes gemessen werden und es sind zusätzli- F i g. 4 eine Prinzipdarsteüung der Meßvorrichtung

ehe Bewegungen der Meßelemente erforderlich. parallel zum Meßobjekt und

Es ist ferner aus der DE-PS 10 52 698 eine gatlungs- 5 Fi £. 5 eine Prinzipdarstellung der Meßvorrichtung

fremde fotoelektrische Meßanordnung bekannt, welche quer zum Meßobjekt.

aus einer langgestreckten, aus Einkristallen bestehen- Die Vorrichtung zum Messen der Länge L von quer den Fotowiderstandsanordnung mit auf der ganzen zu ihrer Längserstreckung über eine Führungsfläche 1 Länge aufgebrachten Kontaktschichten gebildet ist, ion bewegten Meßobjekten Z insbesondere Stangen und denen mindestens eine feinstufig unterteilt und deren 10 Rohre, umfaßt im Bewegungsbereich der beiden stirnandere unterteilt oder durchgehend ist Diese Meßan- seitigen Meßkanten 3,4 der quer bewegten Meßobjekte Ordnung hat ebenfalls die Nachteile, daß deren Länge 2 in einem genau bestimmten Abstand X voneinander mindesten so lang oder länger als das zu messende Meß- Meßleisten 5, 5', mit einer Vielzahl von in genau beobjekt sein muß. Darüber hinaus besteht die Gefahr von stimmten kleinen Abständen y voneinander entlang ei-Fehlmessungen bei einer Schräglage des Meßobjektes 15 ner Geraden 16 angeordneten Fotosensoren 7. Die einbezüglich der Meßanordnung, zelnen Meßleisten S, 5' sind in die Führungsfläche 1

Es ist ferner aus der DE-AS 28 19 395 eine gattungs- eingesetzt und schließen zweckmäßigerweise bündig fremde Meßvorrichtung bekannt, bei welcher mehrere mit der Oberfläche der Führungsfläche lab, die unter 5° Diodenzcilenkameras in einem erheblichen Abstand geneigt ist und in einer Abwurfeinrichtung oder Mulde oberhalb eines Rollganges für in seiner Breite zu ines- 20 10 endet. Die F i g. 3 zeigt eine Meßleiste S mit 13 hintersende Meßobjekte, insbesondere Walzbleche und un- einander angeordneten Gruppen 6 von Fotosensoren 7, terhalb des Rollganges eine Leuchtstofflampe als Be- wobei jede Gruppe 6 die Länge Z hat Eine solche Meßleuchtungseinrichtung für die Diodenzeilenkameras an- leiste 5 aus vielen aneinandergereihten Gruppen 6 begeordnet sind. Jede Diodenzeilenkamera hat eine eigene findet sich auch in der in F i g. 1 rechts dargestellten Optik und somit ein eigenes Lichtfeld sowie eine eigene 25 Vorrichtung, wobei im linken Teil nur eine Meßleiste 5' digitale Auswertung. Der technische und kostenmäßige aus einer Gruppe 6 von Fotosensoren 7 angeordnet ist Aufwand für jede Diodenzeilenkamera ist sehr groß. Der dazwischen befindliche, durch den Abstand X ge-Diese müssen ferner in einem großen Abstand oberhalb kennzeichnete Zwischenraum weist keine Meßleiste des Meßobjektes angeordnet werden, wenn mit einer auf. Diese Vorrichtung ist zur Messung von Meßobjekgeringen Zahl von Kameras gearbeitet werden soll. So- 30 ten 2 geeignet, deren Länge größer ist als der Abstand X mit besteht die Gefahr von Fehlmessungen durch in den und kleiner als die gesamte Meßbreite der Vorrichtung, großen Zwischenraum zwischen dem Meßobjekt und die durch den inneren Abstand der seitlichen Stützen 8 den Diodenzeilenkameras eindringende Fremdkörper. voneinander definiert ist (F i g. 1).
Ferner muß die Optik einer jeden Diodenzeilenkamera Jeder Gruppe 6 von Fotosensoren 7 ist in Bewegungsgenau justiert werden, z. B. hinsichtlich des Überlap- 35 richtung des Meßobjektes 2 ein Kontroll-Fotosensor 9 pungspunktes der Sichtfelder zweier benachbarter Dio- vorgeschaltet, dessen Lage gegenüber den Fotosensodenzeilenkameras. Ferner hat die Dicke des Mcßobjek- ren 7 aus F i g. 3 ersichtlich ist.

tes oberhalb des Rollganges einen wesentlichen Einfluß Zur Beleuchtung der Fotosensoren 7 und 9 ist in ei-

auf die Meßgenauigkeit. Eine Änderung der Dicke des nem Arbeitsabstand, der von der maximalen Höhe der

Meßobjektes führt zu erheblichen Fehlmessungen. 40 Meßobjekte 2 abhängig ist, oberhalb der Führungsflä- Schließlich muß das Meßobjekt bei dieser bekannten ehe 1 eine Lichtleiste U an einer Brücke 12 zwischen Meßvorrichtung genau innerhalb der Abfragezeit die den Stützen 8 angeordnet. Im gezeigten Ausführungs- Meßstelle passieren. beispiel ist die Lichtleiste 11 unterteilt und erstreckt sich

Eine solche Messung kann bei breitem Gut, wie insbe- jeweils nur oberhalb der in die Führungsfläche 1 eingesondere Walzblechen durchgeführt werden. Eine solche 45 lassenen Meßleisten 5, 5'. Die Lichtleiste 11 ist mit ne-Messung kann jedoch bei Stangen und Rohren, die quer beneinander angeordneten Glühlampen-Richtstrahlern zu ihrer Längserstreckung über eine Führungsfläche be- 13 bestückt, die gerichtetes Licht z. B. unter einem Winwegt werden, nicht angewendet werden. Diese stellen kel von 30° auf die Fotosensoren 7 und Kontroll-Fotonämlich ein in der Breite in Bewegungsrichtung be- sensoren 9 strahlen. Die Glühlampen-Richtstrahler 13 grenztes Gut dar, dessen Länge mit der bekannten so sind in zweckmäßiger Weise mit Abschirmungen 14 ver-Meßvorrichtung nicht gemessen werden kann. sehen.

Schließlich ist aus der DE-AS10 49 605 eine gattungs- Durch geeignete Auswahl der Fotosensoren 7, 9 in fremde Vorrichtung zum Steuern von Kontrc-lleinrich- Anpassung an die Strahlung der Glühlampen-Richttungen für im Fließband geförderte Gegenstände vor- strahler 13 ist gewährleistet, daß die Fotosensoren 7 und bekannt, bei welcher Kontrollclemente zur Einschal- 55 Kontroll-Fotosensoren 9 nur auf das von den Glühlamtung von Meßeinrichtungen in Abhängigkeil von der pen-Richtstrahlern 13 ausgestrahlte Licht und nicht auf Lage des Meßobjektes verwendet werden. Diese Kon- weiteres natürliches oder künstliches Raumlicht hin antrollelemente haben eine ganz andere Aufgabe als die sprechen.
Fotosensoren gemäß vorliegender Erfindung. Die Lichtleiste 12 beleuchtet mit ihren Glühlampen-

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den μ Richtstrahlern 13 sowohl die Fotosensoren 7 als auch Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nä- die Kontroll-Fotosensoren 9 einer jeden Meßleiste 5,5',

her erläutert. Es zeigt auf welcher die Fotosensoren 7 in definierten Abstän-

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Führungsfläche für den y voneinander entlang der Geraden 16 angeordnet Meßobjekte mit der erfindungsgemäßen Meßvorrich- sind. Jeder Kontroll-Fotosensor 9 ist mit dem Steuerein-

tung, 65 gang L/S (Laden/Schieben) eines Schieberegisters 14

Fig. 2eine Seitenansicht hierzu, verbunden. Die Fotosensoren 7 sind mit den parallel F i g. 3 eine perspektivische Teilansicht der Führungs- ladbaren Dateneingängen DP des Schieberegisters 14

fläche mit einer, eine Reihe von Gruppen von Folosen- verbunden (F i g. 4 und 5). Dabei ist jedem Fotosensor 7

eine Zelle des Schieberegisters 14 zugeordnet. Die einzelnen Zellen sind so miteinander verbunden, daß bei Vorliegen des Steuerbefehls »Schieben« die gespeicherten Meßdaten taktweise zu einer Steuer- und Auswerteeinheit 15 geschoben werden können.

Das Meßobjekt 2 bewegt sich quer zu seiner Längsrichtung über die Führungsfläche I und erreicht zunächst die Reihe der Kontroll-Fotosensoren 9 und erst anschließend die Reihe der Fotosensoren 7 entlang der Geraden 16. Sobald ein Kontroll-Fotosensor 9 vom Meßobjekt 2 abgeschattet ist, übernimmt die der zugehörigen Gruppe 6 von Fotosensoren 7 zugeordnete Speicherzelle des Schieberegisters das elektrische Signal der Fotosensoren 7 dieser Gruppe 6, das seiner Beleuchtung bzw. Abschattung entsprechend dem darüber bewegten MeSobjekt 2 entspricht.

Sobald der Kontroll-Fotosensor 9 vom Meßobjekt 2 wieder freigegeben ist, wird das Empfangssignal der jeweiligen Gruppe 6 von der zugeordneten Zelle des Schieberegisters 14 abgespeichert Sobald alle Kontroll-Fotosensoren 9 freigegeben sind, erzeugt die Steuerschaltung 15 eine Taktfolge, welche die Inhalte aller Zellen des Schieberegisters 14 zur Auswerteschaltung 15 verschiebt

Die Auswerteschaltung 15 empfängt somit ein Muster von elektrischen binären Zuständen, die in serieller Form die Information über die Beleuchtung bzw. Abschattung der einzelnen Fotosensoren 7 enthalten. A us der Anzahl der abgeschatteten Fotosensoren 7 einer jeden Gruppe 6 von Fotosensoren 7 und dem bekannten Abstand y der Fotosensoren 7 voneinander ermittelt die Auswerteschaltung 15 die Gesamtlänge L des transportierten Meßobjektes.

Wesentlich ist das Meßprinzip der parallelen Abtastung und seriellen Auswertung der einzelnen hintereinander angeordneten Gruppen 6, die jeweils mit einer Anzahl von Fotosensoren 7 und jeweils einem Kontroll-Fotosensor 9 versehen sind, sowie das Meßprinzip der Speicherung der Zustände der einzelnen Gruppen 6 zu einem Zeitpunkt zu dem keine Änderung des Zustandes mehr stattfinden kann, wobei durch unabhängiges Speichern der Zustände einzelner Gruppen eine Schräglage des Meßobjektes zugelassen werden kann, und ferner das Meßprinzip der Bestimmung der Längeninformation durch serielle Abfrage dieses Informationsmusters. Die Glühlampen-Richtstrahler 13 können Wolframdraht-Giühlampen sein. Als Fotosensoren 7 und Kontroll-Fotosensoren 9 werden insbesondere Fototransistoren verwendet. Für die Auswerteschaltung 15 wird eine programmgesteuerte Recheneinheit verwendet, die in der Lage ist unterschiedliche Abstände der einzelnen Meßieisien 5 voneinander bzw. der einzelnen FöiO-sensoren 7 zu berücksichtigen.

Die bevorzugte Anordnung der Vorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt wobei unterschiedliche Abstände zwischen den einzelnen Meßleisten 5, 5' und gleiche Abstände zwischen den einzelnen Fotosensoren 7 einer Meßleiste 5 vorgesehen sind, z. B. eine kurze Meßstrekke mit hoher Auflösung und kurzem Abstand der Fotosensoren 7 voneinander (linker Teil der Fig. 1), eine Zwischenstrecke ohne Lichtempfänger (Abstand X), die kleiner ist als die minimale Länge des Meßobjektes 2, und eine lange Strecke mit mittlerem Abstand der einzelnen Fotosensoren 7(rechterTeil von Fig. 1). Insbesondere wird eine Anordnung bevorzugt bei welcher jeweils einer kleinen Gruppe von Fotosensoren 7 ein oder mehrere Kontroll-Fotosensoren 9 zugeordnet sind. Der Vorteil dieser Anordnung beruht darin, daß eine

begrenzte Schräglage des Meßobjektes 2 gegenüber der Geraden 16 innerhalb der Meßvorrichtung zugelassen werden kann.

In einem Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand der einzelnen Fotosensoren 7 an einem Ende der Meßstrecke beispielsweise 2.5 mm und am anderen Ende der Meßstrecke z. B. 7,5 mm, so daß der maximal mögliche Meßfehler 10 mm beträgt. Bei notwendigem geringeren Meßfehler müssen entsprechend geringere Abstände verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Messung der Länge von quer zu ihrer Längserstreckung über eine Führungsfläche bewegten Meßobjekten, insbesondere Stangen und Rohre, mit im Bewegungsbereich der Meßobjekte in bestimmten Abständen voneinander quer zur Bewegungsrichtung entlang einer Geraden in die Führungsfläche eingesetzten lichtempfindlichen Fotosensoren, mit einer in einem Abstand von der maximalen Höhe der Meßobjekte oberhalb der Führungsbahn angeordneten Beleuchtungseinrichtung für die Fotosensoren und mit einer an deren elektrische Ausgänge angeschlossenen, mit einem Schieberegister versehenen elektronischen Auswerteeinrichtung, dadurch gekennzeichnet daß