DE3405844A1 - Kontrollvorrichtung fuer eine veraenderliche groessen messende messeinrichtung - Google Patents

Kontrollvorrichtung fuer eine veraenderliche groessen messende messeinrichtung

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DE3405844A1 DE19843405844 DE3405844A DE3405844A1 DE 3405844 A1 DE3405844 A1 DE 3405844A1 DE 19843405844 DE19843405844 DE 19843405844 DE 3405844 A DE3405844 A DE 3405844A DE 3405844 A1 DE3405844 A1 DE 3405844A1
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Takeshi Kawasaki Kanagawa Nishimura
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Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
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Description

34058A4 Weber, Hellfeld & Tönnies * d-sooo München 71
PATENTANWÄLTE ' Hofbrunnstrasse 47
Telefon: (0 89) 7 91 50 50
Telex: 5-212877
Telefax: (0 89) 7 91 52 56
M 1352
Mitutoyo Mfg. Co., Ltd.
5-33-7 Shiba, Minato
Tokyo, Japan
Kontrollvorrichtung für eine veränderliche
Größen messende Meßeinrichtung
European Patent Attorney Rechtsanwalt
Dipl.-Phys. Dipl.-Phys., Dr. rer. nat. Dipl.-Ing., Dipl.-Oek.
Die Erfindung betrifft eine Kontrolleinrichtung für eine veränderliche Größen messende Meßeinrichtung, welche eine Haupt-Meßskala und eine Index-Skala aufweist, die relativ zueinander entsprechend der veränderlichen Größe bewegt werden; sowie eine Haupt-Spannungsversorgungsschaltung, welche bei Betätigung eines Hauptschalters eine bestimmte, stabilisierte Gleichspannung liefert; und einen Kodierer, welcher mit der Gleichspannung betrieben wird und die Relativ-Bewegung der beiden Skalen in anzuzeigende elektrische Signale umsetzt.
Eine solche Kontrollvorrichtung soll anzeigen, wenn die veränderliche Größen.msssende Meßeinrichtung fehlerhaft betrieben wird.
Meßeinrichtungen für veränderliche mechanische Größen, welche die Größen mittels der Relativ-Bewegung zwischen einer Haupt-Skala und einer Index-Skala messen, sind gut bekannt und dienen beispielsweise der Längenmessung und der Messung anderer körperlich veränderlicher Größen in entsprechenden Meßinstrumenten, wie in Meßeinrichtungen für Koordinaten oder auch bei der Positionierung von Werkzeugmaschinen wie Drehbänken etc..
Die Meßeinrichtung für die veränderliche Größe weist eine Haupt-Skala und eine Index-Skala auf, welche entsprechend der sich mechanisch verändernden Größe relativ zueinander bewegt werden, sowie einen Kodierer, welcher die Relativ-Bewegung der beiden Skalen erfaßt und somit die veränderliche Größe anzeigt.
Der Kodierer erfaßt die Relativ-Bewegung der beiden Skalen zur Erzeugung eines elektrischen Signales entweder optisch, elektromagnetisch oder auch durch andere Mittel, wie beispielsweise Kontakt-Widerstände, und gibt das erzeugte Sig-
nal in einen Puls-Zähler, welcher entsprechend der gezählten Pulszahl einen Digitalwert anzeigt, welcher die zu vermessende veränderliche Größe repräsentiert. Auch kann das Signal des Puls-Zählers für Steuerzwecke Verwendung finden.
Die Meßeinrichtung ermittelt also die mechanisch veränderliche Größe mit hoher Genauigkeit und gibt sie als digitales Signal entsprechend der Relativ-Bewegung der Haupt-Skala und der Index-Skala wieder.
Derartige Meßeinrichtungen löschen aber den vom Puls-Zähler gezählten und im Kodierer gespeicherten Wert, wenn die elektrische Spannungsversorgung unterbrochen wird oder unter einen bestimmten Wert abfällt. Nach dem Wiedereinsetzen der Spannungsversorgung beginnt der Puls-Zähler wieder bei Null zu zählen. Dementsprechend werden bei Stromausfall oder bei Spannungsabfällen Meßfehler bezüglich der zu messenden veränderlichen Größe entstehen. Dies ist insbesondere deshalb sehr nachteilig, weil der Fehler in den meisten Fällen der Bedienungsperson nicht bekannt wird.
Insbesondere in Fällen, in denen der Spannungsabfall oder -ausfall durch den Start einer größeren Maschine und die dadurch bedingte Lastschwankung erzeugt wird, beginnt der Kodierer unmittelbar nach dem Löschen des zuvor gezählten Puls-Signals erneut zu zählen, was der Bedienungsperson in den meisten Fällen unbekannt bleibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kontrollvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche zuverlässig einen Fehlbetrieb des Kodierers anzeigt, welcher durch eine unzureichende Spannungsversorgung bedingt ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Spannungsabfall-Nachweisschaltkreis vorgesehen ist, der ein Spannungsabfall-Signal erzeugt, wenn die von der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung gelieferte Spannung unter einen vorgewählten Wert abfällt, welcher für den Normalbetrieb des Kodierers ausreicht; daß ein Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis vorgesehen ist, der ein Fehlersignal abgibt, wenn der Versorgungsschalter der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung eingeschaltet ist und das Spannungsabfall-Signal eingegeben wird und daß der Fehlbetrieb des Kodierers aufgrund der unzureichenden Spannungsversorgung durch die Haupt-Spannungsversorgungsschaltung durch Abgabe eines Fehlersignales als Alarm anzeigbar ist.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert; dabei zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung;
Fig. 2 einen Schaltkreis für einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Gesamtschaltung; und
Fig. 3 die Zeitfolge für die gemäß Fig. 2 vorgesehene Schaltung.
Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist für eine Meßeinrichtung vorgesehen, welche eine Haupt-Meßskala und eine Index-Skala aufweist (nicht gezeigt), welche entsprechend einer sich verändernden mechanischen Größe relativ zueinander bewegt werden. Ein Kodierer 10 erfaßt die Relativ-Bewegung der beiden Skalen und beginnt bei Betätigung des Versorgungsschalters 12 mit dem Messen und Anzeigen der zu vermessenden veränderlichen Größe.
Beim Einschalten des Versorgungsschalters 12 wird in die Haupt-Spannungsversorgungsschaltung 14 eine Wechselspannung eingegeben. Die Haupt-Spannungsversorgungsschaltung 14 wandelt die Wechselspannung in eine Gleichspannung um und gibt eine bestimmte, stabilisierte Gleichspannung Vcc von z.B. 5 Volt an den Kodierer 10 und andere Schaltkreise ab.
Wird der Kodierer 10 seitens der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung 14 mit der stabilisierten Gleichspannung V versorgt, so mißt er die Relativ-Bewegung zwischen der Haupt-Meßskala und der Index-Skala entweder optisch, elektromagnetisch oder durch Kontakte (nicht gezeigt), um die Größe in ein elektrisches Signal umzusetzen, das angezeigt wird.
Die Relativ-Bewegung zwischen den beiden Skalen wird beispielsweise optisch derart gemessen, daß die durchtretende oder die reflektierte Lichtmenge, welche durch Markierungen auf den Skalen beeinflußt werden, gemessen werden.
Zu diesem Zwecke weist der Kodierer 10 einen Detektor 16 auf, welcher Veränderungen in der Licht-Menge aufgrund der Relativ-Bewegung der beiden Skalen nachweist, sowie einen Verarbeitungs-Schaltkreis 18, welcher die pro Zeiteinheit ermittelte Zahl von Licht-Schwankungen in Puls-Signale umsetzt, welche von einem Zähler 20 gezählt werden. Die vom Zähler 20 gezählte Puls-Zahl ist ein Maß für die Relativ-Bewegung der beiden Skalen und somit auch für die zu vermessende veränderliche Größe.
Die zu vermessende veränderliche Größe wird in einem Display 22 angezeigt. Soll aber die gemessene Größe der Steuerung der Werkzeugmaschine dienen, so wird der gezählte Wert des Zählers 20 in einen Steuerkreis 24 eingegeben, welcher die Werkzeugmaschine entsprechend steuert. Beispielsweise kann die Spindel einer Werkzeugmaschine auf diese Weise hinsichtlich
ihrer Drehungen gesteuert werden.
Fällt aber die von der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung 14 gelieferte Spannung unter einen erforderlichen Wert ab oder bricht sie ganz zusammen, so wird der im Zähler 20 gespeicherte Wert gelöscht und nach Wiedereinsetzen der Spannungsversorgung beginnt die Zählung von neuem. Im Display wird in diesem Fall ein falscher Wert angezeigt und es ist eine Korrekturmessung erforderlich.
Um derartige Fehler auszuschließen, weist die Vorrichtung einen Spannungsabfall-Nachweisschaltkreis 26 auf, der ein Spannungsabfall-Signal S erzeugt, wenn die von der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung 14 gelieferte Spannung V
CC
unter einen vorgegebenen Normalwert VT abfällt. Die Spannung V7. reicht zum Normalbetrieb des Kodierers 10 aus. Weiterhin ist ein Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis 28 vorgesehen, welcher ein Fehlersignal abgibt, wenn die Haupt-Spannungsversorgungsschaltung 14 eingeschaltet ist und das Spannungsabfall-Signal S in den Schaltkreis 28 eingegeben ist. Das Fehlersignal wird in einer Anzeigevorrichtung (Display) 30 angezeigt.
Für diesen Fall ist eine Hilfs-Spannungsquelle 32 vorgesehen, so daß der Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis 28 auch dann normal arbeiten kann, wenn die Haupt-Spannungsversorgungsschaltung 14 keine ausreichende Spannung V liefert. Die
cc
Hilfs-Spannungsquelle 32 gibt eine bestimmte, stabilisierte Gleichspannung V an den·Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis
CC
28 ab und dient im übrigen als Spannungsversorgung für alle sonst von der Haupt-Schaltung versorgten Teile. Auch kann die Hilfs-Spannungsquelle 32 beispielsweise als wiederaufladbare Batterie ausgestaltet sein, welche im Normalfall von der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung 14 versorgt wird.
- sr-
Weiterhin ist ein Hilfs-Versorgungsschalter 12a zwischen dem Haupt-Schalter 12 und dem Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis 28 vorgesehen, so daß bei Betätigung dieses Hilfs-Schalters 12a das Fehlersignal am Ausgang des Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreises 28 gelöscht werden kann.
Fällt also die von der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung 14 erzeugte Spannung aus irgendeinem Grunde während der Messung der veränderlichen Größe unter den vorgesehenen Wert ab, so wird das von dem Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis 28 erzeugte Fehlersignal in einer Fehlersignal-Anzeigeeinrichtung 30 angezeigt und die aufgrund des Spannungsabfalles erfolgte Fehlmessung des Kodierers 10 wird der Bedienungsperson zuverlässig angezeigt.
Das Fehlersignal wird vom Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis 28 aber nur dann abgegeben, wenn das Spannungsabfall-Signal in dem Zustand abgegeben wird, wenn der Haupt-Schalter 12 eingeschaltet ist. Somit wird verhindert daß ein falsches Fehlersignal beim Ausschalten des Haupt-Schalters 12 und damit bei der Unterbrechung der Haupt-Spannungsversorgung entsteht.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Spannungsabfall-Nachweisschaltkreis 26 und den Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis 28, während Fig. 3 verschiedene Wellenformen der in der Schaltung verwendeten Signale illustriert.
Der Spannungsabfall-Nachweisschaltkreis 26 weist ein integriertes Halbleiterbauteil 40 (ICL8212) auf und ist so ausgebildet, daß er dann, wenn das vom Haupt-Spannungsversorgungsschaltkreis 14 eingegebene Spannungsniveau V unter 4,5 Volt fällt,
CC
ein Spannungsabfall-Signal des Niveaus H am Ausgang 4 abgibt.
Der Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis 28 weist ein integriertes Halbleiterbauteil 42 (74LS74) auf, in welches der vorge-
3^05844
gebene Gleichspannungswert V aus der Hilfs-Spannungsquelle
CC
32 eingegeben wird. Der CL-Anschluß und der CK-Anschluß dieses Halbleiterbauteils 42 empfangen Signale, die vom Versorgungsschalter oder vom Ausgangsanschluß 4 des Halbleiterbauteils 40 stammen und ein Signal der Höhe H wird am Anschluß Q an den Fehler-Anzeigeschaltkreis 30 abgegeben.
Da das integrierte Bauteil 42 derart geschaltet ist daß am Ausgang Q ein Signal der Höhe H nur dann erscheint, wenn am CK-Anschluß ein Signal der Höhe H anliegt, nachdem der Versorgungsschalter geschlossen ist, wird das Fehlersignal der Höhe H nur dann an die Fehler-Anzeigeeinrichtung gegeben, wenn das Spannungsabfall-Signal der Höhe H bei geschlossenem Hauptschalter 12 in das Bauteil 40 eingegeben wird,1 wie in Fig. 3 im einzelnen dargestellt.
Weiterhin gibt das Halbleiterbautei 42 das Signal der Höhe H ab, bis der Haupt-Schalter 12 oder der Hilfs-Schalter 12a ausgeschaltet sind, sobald das Bauteil 42 am Anschluß Q ein Signal der Größe H abgibt, welches das Fehlersignal darstellt. Die Fehlersignal-Anzeigeeinrichtung 30 zeigt also dann weiterhin das Fehlersignal an, bis der Haupt-Schalter 12 oder der Hilfs-Schalter 12a ausgeschaltet sind.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung zum Ausdruck kommenden Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims (3)

  1. Patentansprüche
    ί TT) Kontrolleinrichtung für eine veränderliche Größen, messende Meßeinrichtung, welche eine Haupt-Meßskala und eine Index-Skala aufweist, die relativ zueinander entsprechend der veränderlichen Größe bewegt werden; sowie eine Haupt-Spannungsversorgungsschaltung, welche bei Betätigung eines Hauptschalters eine bestimmte, stabilisierte Gleichspannung liefert; und einen Kodierer, welcher mit der Gleichspannung betrieben wird und die Relativ-Bewegung der beiden Skalen in anzuzeigende elektrische Signale umsetzt, dadurch gekennzeichnet , daß ein Spannungsabfall-Nachweisschaltkreis (26) vorgesehen ist, der ein Spannungsabfall-Signal (S) erzeugt, wenn die von der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung (14) gelieferte Spannung unter einen vorgewählten Wert (VT) abfällt, welcher für den Nor-
    Ij
    malbetrieb des Kodierers (10) ausreicht; daß ein Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis (28) vorgesehen ist, der ein Fehlersignal abgibt, wenn der Versorgungsschalter der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung (14) eingeschaltet ist und das Spannungsabfall-Signal (S) eingegeben wird; und
    daß der Fehlbetrieb des Kodierers (10) aufgrund der unzureichenden Spannungsversorgung durch die Haupt-Spannungsversorgungsschaltung (14) durch Abgabe eines Fehlersignales als Alarm anzeigbar ist.
  2. 2. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis (28) bei unzureichender Spannungsversorgung seitens der Haupt-Spannungsversorgungsschaltung (14) von einer eine bestimmte, stabilisierte Gleichspannung erzeugenden Hilfs-Spannungsquelle (32) versorgt wird..
    ■-■■:■■ ■ ' 34058U
  3. 3. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Fehlersignal-Erzeugungsschaltkreis (28) den Fehler-Signal-Ausgang bei Betätigung eines Hilfsschalters (12a) auf Null • stellt.
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