DE69115858T2

DE69115858T2 - Gerät zur längenmessung eines langen sich bewegenden gegenstands

Info

Publication number: DE69115858T2
Application number: DE69115858T
Authority: DE
Inventors: Fumihiko Abe; Dong Jin; Kazuro Kurihara
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2011-03-01
Also published as: EP0484536A1; WO1991018261A1; KR920702886A; EP0484536B1; US5430665A; KR950013780B1; EP0484536A4; CA2051701A1; DE69115858D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Längenmeßeinrichtung zum genauen Messen der Länge eines sich bewegenden länglichen Objekts, beispielsweise eines Nachrichtenkabels.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Beim Messen der Länge eines länglichen Objekts, beispielsweise eines Nachrichtenkabels oder Energiekabels wird normalerweise die Länge gemessen, während sich das längliche Objekt in bewegtem Zustand befindet. Das Meßverfahren besteht darin, die Kabellänge in Normallängen-Meßentfernungen zu messen und die gemessenen Längen für diese Normallängen- Meßentfernungen aufzuaddieren. Kabel sind in Längsrichtung ganz besonders lang. Akkumulieren sich die Meßfehler für jede Normallängen-Meßentfernung, so entstehen daraus sehr große Fehler in der Länge des Gesamtkabels. Die Meßgenauigkeit der Kabellänge in jeder Normallängen-Meßentfernung muß daher ganz besonders groß sein.
In jüngerer Zeit wurden Anstrengungen unternommen, ein Vorfertigungsverfahren in den Handel zu bringen, bei dem Kabel verwendet werden, die sehr genau gemessen sind. In einem derartigen Vorfertigungsverfahren ist es nötig, die Kabellänge mit extrem hoher Genauigkeit zu messen, beispielsweise 0,02 Prozent.
Bisher kennt man als Verfahren zum Messen von Kabellängen das Codierersystem und das Markiersystem.
Das Codierersystem mißt die Kabellänge, indem ein einzelnes Codiererrad (ein sich drehendes Bauteil) mit einem sich bewegenden Kabel in. Berührung gebracht wird. Das Kabel dreht durch seine Bewegung das Codiererrad. Der Codierer gibt Impulse aus, die dem Umfang der Kabelbewegung entsprechen; diese Impulse werden gezählt.
Das Codierersystem hat die Vorteile, daß es die Längenmessung mit einem einfachen Aufbau ermöglicht. Es ermöglicht die Längenmessung auch mit kurzen unmeßbaren Längen. Beim Codierersystem hat der Fehler jedoch eine beträchtliche Größe, und zwar wegen des Durchrutschens des Codiererrades, der Schwankungen im Außendurchmesser des Codiererrades aufgrund von Temperaturänderungen, durch Verschleiß usw. sowie durch Verformungen der Kabeloberfläche. Die Erfassungsgenauigkeit beträgt dadurch höchstens ungefähr 0,2 Prozent. Also tritt die Schwierigkeit auf, daß die hohe Genauigkeit von 0,02 Prozent für das Vorfertigungsverfahren nicht erreichbar ist.
Das Markiersystem ist andererseits z. B. in der ungeprüften japanischen Patentschrift (Kokai) Nr. 57-28204 offengelegt. In diesem Markiersystem sind eine Marke und ein Sensor zum Erfassen von Marken bereitgestellt, die der Markierer erzeugt hat. Der Markierer und der Sensor sind eine Normallängen-Meßentfernung voneinander entfernt in Bewegungsrichtung des Kabels bereitgestellt. Erfaßt der Sensor eine Marke, gibt er ein Erfassungssignal an den Hauptteil der Längenmeßeinrichtung aus. Dieser Hauptteil der Längenmeßeinrichtung steuert den Markierer an, damit dieser eine Marke auf der Kabeloberfläche erzeugt. Dabei unterstellt man, daß sich das Kabel um exakt eine Normallängen-Meßentfernung bewegt hat, und der Zählerstand wird um 1 erhöht. Der Sensor erkennt die Marken, die der Markierer erzeugt. Der Vorgang des Messens der Kabellänge für jede Normallängen-Meßentfernung wird wiederholt. Die Normallängen- Meßentfernung S wird mit dem endgültigen Zählerstand N multipliziert, um die Gesamtlänge des Kabels zu berechnen.
Das Markiersystem mißt die Kabellänge als ganzzahliges Vielfaches einer vorbestimmten Normallängen-Meßentfernung; dies hat den Vorzug einer größeren Meßgenauigkeit gegenüber dem Codierersystem. Das Markiersystem weist jedoch die Schwierigkeiten auf, daß es unmöglich ist, kürzere Längen als die Normallängen-Meßentfernung zu messen, und daß Meßfehler auftreten, wenn der Abstand zwischen Marken ungenau wird, d. h. wenn die Lagegenauigkeit der Marken auf dem sich bewegenden Kabel gering ist. Weiterhin treten Meßfehler auf, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels schwankt, und wenn sich die zeitlichen Betriebsabläufe des Markierers wegen Ungleichförmigkeiten der Kabeloberfläche verschieben und der Abstand zwischen Marken schwankt.
Zudem tritt sowohl beim Codierersystem als auch beim Markiersystem die Schwierigkeit auf, daß es nicht möglich ist, die Gründe für das Auftreten solcher Fehler zu finden.
JP-A-56-117101 offenbart eine Einrichtung zum Messen der Länge eines magnetisierbaren Drahts, indem eine magnetische Marke auf dem Draht angebracht und dann die Anzahl der Pulse bestimmt wird, die ein Detektor erzeugt, der sich in bekannter Entfernung von der Stelle befindet, an der die Marke angebracht wird.
JP-A-56-1301 offenbart ebenfalls eine Einrichtung zum Messen der Länge eines Materials, umfassend einen Magnetkopf zum Anbringen einer magnetischen Marke, einen Magnetmarken- Detektor zum Erfassen der magnetischen Marke, einen Zähler zum Zählen der Ausgangssignale des Magnetmarken-Detektors, und eine Zeitdifferenz-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Zeitdifferenz zwischen benachbarten magnetischen Marken, um Fehler zu erkennen.
JP-A-58-69210 offenbart eine Einrichtung zum Messen der Länge eines Materials, umfassend eine Vorrichtung zum Anbringen einer Marke auf dem Material und zwei Erfassungsvorrichtungen, die zum Erkennen der Marke eingerichtet sind.
JP-A-57-147007 offenbart ein Verfahren zum Messen der Länge eines fortgesetzt bewegten Materials, bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit des Materials aus den Ausgangssignalen zweier Markenerkennungsvorrichtungen berechnet wird. Daraus wird ein Tor-Impuls abgeleitet, um die Tore nur dann zu betreiben, wenn die Marke erwartet wird. Damit versucht man zu verhindern, daß irrtümlich Flecken und Staub erkannt werden.
JP-A-61-223511 offenbart ein Verfahren zum Verfolgen eines Stahlstreifens, wobei an jedem Schweißpunkt ein Fehler beseitigt wird, der durch den Schlupf von Walzen in der Maschine entsteht.

OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Längenmeßeinrichtung und ein Längenmeßverfahren bereitzustellen, die die Länge eines länglichen Objekts messen, beispielsweise eines Kabels, und zwar mit hoher Genauigkeit und während sich das Kabel bewegt.
Die Erfindung stellt auch eine Längenmeßeinrichtung und ein Längenmeßverfahren bereit, das die Länge auch dann genau messen kann, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des sich bewegenden länglichen Objekts schwankt.
Die Erfindung stellt auch eine Längenmeßeinrichtung mit einem hohen Zuverlässigkeitsgrad bereit.
Die Erfindung stellt ferner eine Längenmeßeinrichtung und ein Längenmeßverfahren bereit, die die Normallängen-Meßentfernung messen, wobei das Markiersystem verwendet wird, dessen Genauigkeit in einer solchen Einrichtung und bei einem solchen Verfahren unerläßlich ist.
Ausgehend von der Erfindung wird eine Längenmeßeinrichtung bereitgestellt, umfassend erste und zweite Markenerkennungseinrichtungen, die entlang der Bewegungsrichtung eines länglichen Objekts bei genau einer Normallängen-Meßstrecke angeordnet sind, und Erkennungsmarken, die auf dem länglichen, sich bewegenden Objekt bereitgestellt sind oder auf einem Band, das sich zusammen mit dem länglichen Objekt bewegt;
eine Überschußlängen-Meßeinrichtung, die die Überschußlänge mißt, bestehend aus dem Streckenunterschied zwischen der Normallängen-Meßstrecke und dem Abstand zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem sich bewegenden länglichen Objekt bereitgestellt sind oder dem Abstand zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem Band bereitgestellt sind; und
eine Berechnungs- und Steuervorrichtung, die mit der ersten und der zweiten Markenerkennungseinrichtung sowie der Überschußlängen-Meßeinrichtung verbunden ist, und die die Bewegungen des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke zählt, und zwar abhängig von einem Markenerkennungssignal aus der zweiten Markenerkennungseinrichtung entsprechend der Bewegung des länglichen Objekts um jede Normallängen-Meßstrecke, und die die Überschußlänge ausgehend von der Eingabe aus der Überschußlängen-Meßeinrichtung und abhängig vom Erkennen einer Marke durch die erste Markenerkennungseinrichtung berechnet.
Ferner berechnet die Berechnungs- und Steuervorrichtung das Produkt aus der Normallängen-Meßstrecke und aus dem Zählerstand, der die Bewegung des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke anzeigt, wenn sich das längliche Objekt um eine gewisse Anzahl Normallängen-Meßstrecken bewegt hat, und die Summe der Überschußlängen gemäß der gewissen Anzahl. Die Berechnungs- und Steuervorrichtung addiert das Produkt aus dem Zählerstand und der Normallängen-Meßstrecke und die Summe der Überschußlängen und berechnet die Bewegungsstrecke des länglichen Objekts.
Die Überschußlängen-Meßeinrichtung mißt bevorzugt die fortlaufende Bewegungsstrecke des länglichen Objekts.
Die Überschußlängen-Meßeinrichtung umfaßt insbesondere eine Codiervorrichtung, die einen sich drehenden Körper aufweist, der sich in Berührung mit der Oberfläche des länglichen Objekts dreht und gemäß dieser Drehung einen Lageerken nungsimpuls ausgibt, und eine Zählvorrichtung, die die Ausgabeimpulse aus der Codiervorrichtung zählt. Die Berechnungs- und Steuervorrichtung berechnet die Überschußlänge durch Bezug auf den Zählerstand der Zählvorrichtung und abhängig vom Erkennen einer Marke durch die erste Markenerken nungseinrichtung, und sie aktualisiert den Zählerstand, der die Bewegungen des länglichen Objekts um die Normallängen- Meßstrecke darstellt, und zwar abhängig vom Erkennen einer Marke durch die zweite Markenerkennungseinrichtung.
Die Überschußlängen-Meßeinrichtung ist insbesondere ein Laser-Bewegungsstreckenmesser, der den Dopplereffekt ausnutzt.
Die Überschußlängen-Meßeinrichtung ist wahlweise ein Laser-Bewegungsstreckenmesser, der ein Spektralmuster benutzt.
Besonders bevorzugt enthält die Überschußlängen-Meßeinrichtung eine optische Erfassungsvorrichtung, bei der eine Erfassungs-Mittellinie auf ein Ende hin gerichtet ist, das in der Bewegungsrichtung der Normallängen-Meßstrecke hinten angeordnet ist. Die optische Erfassungsvorrichtung erfaßt beim Erkennen einen Streubereich um die Mittellinie und gibt das Ergebnis als Bilddaten aus. Die Berechnungs- und Steuervorrichtung berechnet ausgehend von den Bilddaten aus der optischen Erfassungsvorrichtung und abhängig vom Erkennen einer Marke durch die erste Markenerkennungseinrichtung die Überschußlänge und aktualisiert den Zählerstand, der die Bewegung des länglichen Objekts um Normallängen-Meßstrecken abhängig vom Erkennen einer Marke durch die zweite Markenerkennungseinrichtung darstellt.
Das sich bewegende Band umfaßt bevorzugt Marken, die im voraus in im wesentlichen konstanten Abständen bereitgestellt sind.
Das sich bewegende Band enthält besonders bevorzugt optisch erfaßbare Marken, die im voraus in im wesentlichen konstanten Abständen auf ersten und zweiten Markenerkennungseinrichtungen bereitgestellt sind, die optische Markenerkennungseinrichtungen enthalten.
Das sich bewegende Band ist besonders bevorzugt mit einem Magnetmaterial bedeckt, und es sind im voraus magnetische Marken auf dem Magnetmaterial in im wesentlichen kon stanten Abständen bereitgestellt. Die erste und die zweite Markenerkennungseinrichtung enthalten magnetische Markenerkennungseinrichtungen.
Zudem ist in der erfindungsgemäßen Längenmeßeinrichtung hinten in Bewegungsrichtung der ersten Markenerkennungseinrichtung eine Markiervorrichtung angebracht, die optisch erfaßbare Marken auf dem länglichen Objekt bereitstellt. Die ersten und zweiten Markenerkennungseinrichtungen weisen erste und zweite optische Sensoren auf, die die von der Markiervorrichtung bereitgestellten Marken optisch erfassen. Die Überschußlängen-Meßeinrichtung umfaßt eine Codiervorrichtung, die einen sich drehenden Körper aufweist, der sich in Berührung mit der Oberfläche des länglichen Objekts dreht und gemäß dieser Drehung ein Lageerkennungs-Impulssignal ausgibt, und eine Zählvorrichtung, die die Pulssignale aus der Codiervorrichtung zählt. Die Berechnungs- und Steuervorrichtung berechnet die Überschußlänge durch Bezug auf den Zählerstand der Zählvorrichtung und abhängig vom Erkennen einer Marke durch die erste Markenerkennungseinrichtung, und aktualisiert den Zählerstand, der die Bewegungen des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke darstellt, und zwar abhängig vom Erkennen einer Marke durch die zweite Markenerkennungseinrichtung.
Die Markiervorrichtung ist zudem in einer Stellung in Bewegungsrichtung der ersten Markenerkennungseinrichtung hinten angeordnet, die im wesentlichen der Normallängen-Meßstrecke gleich ist.
Die erfindungsgemäße Längenmeßeinrichtung umfaßt bevorzugt eine dritte optische Markenerkennungseinrichtung, die zwischen der ersten optischen Markenerkennungseinrichtung und der zweiten optischen Markenerkennungseinrichtung angeordnet ist, und eine Bewegungsvorrichtung, die die dritte optische Markenerkennungseinrichtung zwischen der ersten und der zweiten Markenerkennungseinrichtung bewegt. Die Berechnungs- und Steuervorrichtung steuert die Bewegungsvorrichtung so an, daß ein Abstand zwischen der Markiervorrichtung und der dritten optischen Markenerkennungseinrichtung gleich der Normallängen-Meßstrecke wird.
Die erfindungsgemäße Längenmeßeinrichtung weist auch in der Nähe des sich bewegenden länglichen Objekts, das die Erkennungs-Mittellinie der optischen Erfassungsvorrichtung darstellt, eine Bezugsskala auf, die längs der Bewegungs richtung des sich bewegenden länglichen Objekts eine Graduierung hat. Die optische Erfassungsvorrichtung gibt die Marken als Bilddaten aus, und zwar zusammen mit der Graduierung der Bezugsskala, wobei sich die Marken in von der Erkennungs-Mittellinie entfernten Stellungen befinden, und die Berechnungs- und Steuervorrichtung berechnet die Überschußlänge aus diesen Bilddaten.
Die zweite optische Markenerkennungseinrichtung weist bevorzugt mindestens zwei benachbarte optische Markenerkennungseinrichtungen auf, deren Erkennungs-Mittellinien in einer Lage zusammenfallen, die die Bewegungsrichtung des länglichen Objekts schneidet. Die optisch erfaßbaren Marken, die auf dem länglichen Objekt oder dem Band bereitgestellt sind, das sich zusammen mit dem länglichen Objekt bewegt, haben Kanten, die zur Bewegungsrichtung des länglichen Objekts geneigt sind. Die ersten und zweiten optischen Markenerkennungseinrichtungen erfassen die geneigten Kanten, und die Berechnungs- und Steuervorrichtung korrigiert die Berechnung der Strecke ausgehend von der Differenz der Kantenerfassungs-Zeitverläufe der beiden optischen Markenerkennungseinrichtungen.
Weiterhin ist in der erfindungsgemäßen Längenmeßeinrichtung eine Vorrichtung bereitgestellt, dazu geeignet, ein Magnetband, das sich zusammen mit dem länglichen Objekt bewegt, an der Oberfläche des länglichen Objekts anzukleben. Eine magnetische Markiervorrichtung ist angebracht, die magnetische Marken auf dem Magnetband bereitstellt, und zwar vorne in Bewegungsrichtung der ersten Markenerkennungseinrichtung. Die erste und die zweite Markenerkennungseinrichtung weisen erste und zweite Magnetsensoren auf, die die magnetischen Marken, die die Markiervorrichtung bereitstellt, magnetisch erkennen. Die Überschußlängen-Meßeinrichtung umfaßt eine Codiervorrichtung, die einen sich drehenden Körper aufweist, der sich in Berührung mit der Oberfläche des länglichen Objekts dreht und gemäß dieser Drehung Lageerkennungsimpulse ausgibt, und eine Zählvorrichtung, die die Ausgangspulssignale aus der Codiervorrichtung zählt. Die Berechnungs- und Steuervorrichtung berechnet die Überschußlänge durch Bezug auf den Zählerstand der Zählvorrichtung und abhängig vom Erkennen einer magnetischen Marke durch die erste magnetische Markenerkennungseinrichtung, und aktualisiert den Zählerstand, der die Bewegungen des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke darstellt, und zwar abhängig vom Erkennen der magnetischen Marke durch die zweite magnetische Markenerkennungseinrichtung.
Die Normallängen-Meßstrecke umfaßt bevorzugt, daß sie gemäß den Temperaturänderungen des länglichen Objekts automatisch justierbar ist.
Die Vorrichtung zum automatischen Justieren der Normallängen-Meßstrecke gemäß den Temperaturänderungen des länglichen Objekts kann ein Stab aus dem gleichen Material sein wie das längliche Objekt, der sich in Bewegungsrichtung des länglichen Objekts erstreckt.
Bevorzugt ist eine Vorrichtung bereitgestellt, geeignet zum Eingeben der Strecke vom Vorderende des länglichen Objekts zum Meßabschnitt der Überschußlängen-Meßeinrichtung oder der Strecke vom Vorderende des länglichen Objekts zur zweiten Markenerkennungseinrichtung und der Strecke von der ersten Markenerkennungseinrichtung zum Hinterende des länglichen Objekts oder der Strecke von der optischen Markiervorrichtung, die die optischen Marken bereitstellt, zum Hinterende des länglichen Objekts. Die Berechnungs- und Steuervorrichtung addiert die eingegebenen Strecken, um die Länge des länglichen Objekts zu berechnen.
Die optische Erfassungseinrichtung, die mit einer gewissen Streuung um die Erfassungs-Mittellinie erfaßt und die Ergebnisse als Bilddaten ausgibt, weist eine Bildkamera und eine Signalverarbeitungsschaltung auf.
Die optische Erfassungseinrichtung enthält einen Laserschalter.
Ein Tintenstrahl oder ein Stempel erzeugen die optisch erkennbare Marke. Die magnetische Marke kann zudem ein Barcode sein.
Gemäß der erfindungsgemäßen Längenmeßeinrichtung wird eine Längenmeßeinrichtung bereitgestellt, umfassend:
zweite und dritte Markenerkennungseinrichtungen, die entlang der Bewegungsrichtung eines länglichen Objekts in Normallängen-Meßentfernung angeordnet sind und Marken erfassen, die auf einem sich bewegenden länglichen Objekt bereitgestellt sind, oder Marken, die auf einem Band bereitgestellt sind, das sich zusammen mit dem länglichen Objekt bewegt;
eine erste Markenerkennungseinrichtung, die in Bewegungsrichtung des länglichen Objekts hinten nahe bei der zweiten Markenerkennungseinrichtung angeordnet ist;
eine vierte Markenerkennungseinrichtung, die in Bewegungsrichtung des länglichen Objekts vorne nahe bei der dritten Markenerkennungseinrichtung angeordnet ist;
eine erste Überschußlängen-Meßeinrichtung, die eine Überschußlänge mißt, umfassend den Streckenunterschied zwischen der Normallängen-Meßstrecke und entweder einer Strecke zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem länglichen Objekt bereitgestellt sind, oder einer Strecke zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem Band bereitgestellt sind;
eine zweite Überschußlängen-Meßeinrichtung, die einen Meßabschnitt aufweist, der entlang der Bewegungsrichtung des länglichen Objekts um einen vorbestimmten Abstand entfernt von dem Meßabschnitt der ersten Überschußlängen-Meßeinrichtung bereitgestellt ist und die Überschußlänge mißt, umfassend die Streckendifferenz zwischen der Normallängen-Messung und entweder einer Strecke zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem länglichen Objekt bereitgestellt sind, oder einer Strecke zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem Band bereitgestellt sind; und
eine Berechnungs- und Steuervorrichtung, die mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Markenerkennungseinrichtung und der ersten und zweiten Überschußlängen-Meßeinrichtung verbunden ist, wobei die Berechnungs- und Steuervorrichtung Unterschiede in den ersten, zweiten, dritten und vierten Markenerkennungseinrichtungen und den ersten und zweiten Überschußlängen-Meßeinrichtungen beurteilt, indem sie eine Normalbetriebs-Markenvorrichtung und eine Normalbetriebs-Überschußlängen-Erfassungseinrichtung zum Normalisieren der ersten oder der zweiten Markenerkennungseinrichtung verwendet, um eine Normalmarken-Erfassungseinrichtung zu erzeugen, und auf das Erkennen einer Marke durch die Normalmarken-Erfassungseinrichtung reagiert und die Überschußlänge ausgehend von einer Eingabe aus der Normalbetriebs-Überschußlängen-Erfassungseinrichtung berechnet und eine normalisierte dritte oder vierte Markenerkennungseinrichtung als zweite normalisierte Markenerkennungseinrichtung verwendet, und auf ein Markenerkennungssignal aus der zweiten normalisierten Markenerkennungseinrichtung reagiert und die Bewegungen des länglichen Objekt um die Normallängen-Meßstrecke zählt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung des magnetischen Markiersystems als erste Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht eines Teils des Aufbaus der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 1 als zweite Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung nach dem Codierersystem;
Fig. 4 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung als dritte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5a bis 5f Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 4;
Fig. 6 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7a bis 7i Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 6;
Fig. 8 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung als fünfte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9a bis 9d Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 8;
Fig. 10 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung als sechste Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11a bis 11f Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 10;
Fig. 12 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung;
Fig. 13 eine Ansicht, die die Längenmeßeinrichtung nach Fig. 12 erläutert, und zwar aufgeteilt in Funktionsblöcke;
Fig. 14 ein Flußdiagramm zum Erklären der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 13;
Fig. 15 eine Ansicht, die die Längenmeßeinrichtung nach Fig. 12 mit anderen Funktionsblöcken als in Fig. 13 erläutert;
Fig. 16 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung nach dem Markiersystem als siebte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 17 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung nach dem Markiersystem als achte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 18 und Fig. 19 Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 17;
Fig. 20 eine Ansicht der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 17 in Funktionsblöcken;
Fig. 21 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 20;
Fig. 22 eine Ansicht zum Erläutern der Meßbedingungen, die von der Längenmeßeinrichtung der neunten Ausführungsform der Erfindung in Fig. 23 abgedeckt werden;
Fig. 23 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung der neunten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 24 und Fig. 25 Ansichten einer Abwandlung der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 23;
Fig. 26 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung der zehnten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 27 ein Flußdiagramm zum Erklären der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 26;
Fig. 28 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung als elfte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 29a bis 29g Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 28;
Fig. 30a und Fig. 30b Ansichten mit Teilen des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung als zwölfte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 31 eine vergrößerte Darstellung von Fig. 30b;
Fig. 32 eine Ansicht des Aufbaus einer Längenmeßeinrichtung als dreizehnte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 33 eine Ansicht des Aufbaus einer Längen-Abstands- Meßeinrichtung, die den erfindungsgemäßen Normallängen-Meßabstand mißt; und
Fig. 34 eine Ansicht einer Abwandlung der Längen-Abstands-Meßeinrichtung nach Fig. 33.

BESCHREIBUNG DER BESTEN ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Kabellängenmeßeinrichtung mit dem Markiersystem als erste Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 bewegt (fördert) ein nicht dargestellter Fördermechanismus ein Kabel, dessen Länge zu messen ist, mit einer vorbestimmten Bewegungsgeschwindigkeit, z. B. 20 m/s, in Richtung des Pfeils A.
Die Kabellängenmeßeinrichtung umfaßt:
eine Bandzuführtrommel 3, geeignet zum Zuführen eines Magnetbands 2, das auf der Rückseite mit einem Kleber zum Kleben auf die Oberfläche eines sich bewegenden Kabels 1 bedeckt ist,
eine Bandanklebewalze 4,
eine Stützwalze 5, die mit der Bandanklebewalze 4 zusammenwirkt,
eine Bandabziehwalze 6, geeignet zum Abziehen des Magnetbands 2, das mit dem Kleber auf das Kabel 1 geklebt ist,
eine Stützwalze 7, die mit der Bandabziehwalze 6 zusammenwirkt, und
eine Aufnahmetrommel 8. Die Kabellängenmeßeinrichtung weist ferner einen magnetischen Aufzeichnungskopf 10 und einen magnetischen Wiedergabekopf 14 auf, die durch die Normallängen-Meßentfernung getrennt sind, beispielsweise ca. 1 bis 3 Meter. Zudem hat die Längenmeßeinrichtung eine magnetische Aufzeichnungsschaltung 12 und eine magnetische Wiedergabeschaltung 16, die mit den Köpfen 10 und 14 verbunden sind. Ein Hauptteil 20 für die Längenmeßeinrichtung und den Zähler 22 umfaßt z. B. eine Zentraleinheit (CPU) eines Rechners und einen Speicher.
Es wird nun ein Längenmeßvorgang an einem sich bewegenden Kabel erklärt. Dabei wird die Längenmeßeinrichtung nach Fig. 1 verwendet.
Auf die Bandzuführtrommel 3 ist ein Magnetband 2 gewickelt. Eine Bandaufnahmetrommel 8 wickelt das Magnetband 2 auf, das zusammen mit dem Kabel 1 befördert wird, und zwar auf dem Weg über die Bandanklebewalze 4, den magnetischen Aufzeichnungskopf 10, den magnetischen Wiedergabekopf 14 und die Bandabziehwalze 6. Das Magnetband 2 wird nun von der Bandzuführtrommel 3 abgewickelt. Die Oberfläche des Magnetbands 2, die den magnetischen Aufzeichnungskopf 10 und den magnetischen Wiedergabekopf 14 berührt, ist mit einem magnetischen Material beschichtet. Dagegen ist die Rückseite des Magnetbands 2, die die Oberfläche des Kabels 1 berührt, mit einem abziehbaren Kleber bedeckt. Das Magnetband 2 wird, wie dargestellt, fortlaufend in den Weg über die Bandzuführtrommel 3, die Bandanklebewalze 4, den magnetischen Aufzeichnungskopf 10, den magnetischen Wiedergabekopf 14, die Bandabziehwalze 6 und die Bandaufnahmetrommel 8 eingeführt. Die Bandanklebewalze 4 dreht sich in der dargestellten Richtung. Dabei wird das Magnetband 2 von der Bandzuführtrommel 3 abgewickelt, und die Rückseite des abgewickelten Magnetbands 2 wird gegen die Oberfläche des sich bewegenden Kabels 1 gedrückt, so daß das Magnetband 2 auf der Oberfläche des Kabels 1 klebt. Die Stützwalze 5 verhindert, daß der Druck der Bandanklebewalze 4 das Kabel 1 eindrückt. Ein Klebstoff befestigt das Magnetband 2 auf der Oberfläche des Kabels 1, so daß sich das Magnetband 2 ohne zu rutschen zusammen mit dem Kabel 1 in Richtung des Pfeils A bewegt. Die Bandaufnahmetrommel 8 dreht sich in Pfeilrichtung, wobei die Bandabziehwalze 6 das auf dem Kabel 1 angeklebte Magnetband 2 von der Oberfläche des Kabels 1 abzieht. Die Stützwalze 7 wirkt ebenfalls mit der Bandabziehwalze 6 zusammen und behindert die Bewegung des Kabels 1 beim Abziehvorgang des Magnetbands 2 nicht. Das oben besprochene Befestigen und Abziehen des Magnetbands 2 auf der Oberfläche des Kabels 1 wird zusammen mit der Bewegung des Kabels 1 ausgeführt, ohne dabei die sanfte und gleichmäßige Bewegung des Kabels 1 zu beeinträchtigen.
Die Oberfläche des Magnetbands 2 ist mit einem magnetischen Material bedeckt. Beim Fördervorgang des genannten Magnetbands 2 und des Kabels 1 berührt das Magnetband 2 den magnetischen Aufzeichnungskopf 10 und den magnetischen Wiedergabekopf 14; dabei wird die Länge des Kabels 1 gemessen.
Gibt ein Arbeiter dem Hauptteil 20 der Längenmeßeinrichtung den Befehl, mit der Längenmessung zu beginnen, so gibt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil einen Rücksetzbefehl an den Zähler 22 aus, um den Zählerstand des Zählers 22 zu löschen. Gleichzeitig damit gibt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 20 einen Markierbefehl an die magnetische Aufzeichnungsschaltung 12 aus. Als Reaktion auf diese Ausgabe zeichnet die magnetische Aufzeichnungsschaltung 12 über den magnetischen Aufzeichnungskopf 10 eine magnetische Marke auf dem sich bewegenden Magnetband 2 auf.
Wird das Magnetband 2 bewegt und durchläuft es, den magnetischen Wiedergabekopf 14, so erkennt der magnetische Wiedergabekopf 14 die Marke, die beim magnetischen Aufzeichnungskopf 10 aufgezeichnet wurde. Das Erkennungssignal des magnetischen Wiedergabekopfs 14 wird in der magnetischen Wiedergabeschaltung 16 zur Signalwiederherstellung verarbeitet. Das wiederhergestellte Signal wird an den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 20 ausgegeben. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 20 reagiert auf die Eingabe des wiederhergestellten Signals und steuert die magnetische Aufzeichnungsschaltung 12 an, um den nächsten Markiervorgang auf dem Magnetband 2 über den Aufzeichnungskopf 10 auszuführen, und gibt gleichzeitig ein Markenzählsignal an den Zähler 22 aus, um den Zählerstand des Zählers 22 genau um 1 zu erhöhen.
Danach wiederholt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 20 in der gleichen Weise das magnetische Markieren durch den magnetischen Aufzeichnungskopf 10, das Erkennen der magnetischen Marke durch den magnetischen wiedergabekopf 14 und den Aktualisierungsvorgang des Zählerstands des Zählers 22.
Nimmt man während des obigen Ablaufs die Bewegungsgeschwindigkeit v1 des Kabels 1 als Konstant an, und hat der Zählerstand des Zählers 22 beim genannten Längenmeßvorgang den Wert N, so ergibt sich die Länge L1 des gemessenen Kabels 1 durch die folgende Gleichung:
L1 = S N (1) .
Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird das Magnetband 2 zusammen mit dem Kabel 1 gefördert, ohne durchzurutschen. Zudem wird das Markiersystem durch den Gebrauch des magnetischen Aufzeichnungskopfs 10 magnetisch ausgeführt, so daß die Verarbeitung sehr schnell erfolgt. Die Breite der magnetischen Marke ist auch ganz besonders gering, ungefähr einige Micron, so daß der Erkennungsfehler in Längsrichtung des Kabels 1 auch dann klein ist, wenn die magnetischen Marken mit dem magnetischen Wiedergabekopf 14 erfaßt werden. Ferner wird der Regelvorgang vom Erfassen der Marke mit dem magnetischen Wiedergabekopf 14 bis zum Aufzeichnen der nächsten Marke mit dem magnetischen Aufzeichnungskopf 10 elektrisch ausgeführt, so daß er wenig Zeit benötigt und die Zeitverzögerung bezüglich des sich bewegenden Magnetbands 2 gering ist.
Aus dem Obigen geht klar hervor, daß es gemäß dieser Ausführungsform möglich wird, die Länge des Kabels 1 mit großer Genauigkeit zu messen. Die Länge des Kabels 1 ist zudem einfach durch Multiplizieren der Normallängen-Meßentfernung S mit dem Zählerstand des Zählers 22 berechenbar, so daß die Signalverarbeitung beim Längenmessen einfach ist.
Der Kleber auf der Rückseite des Magnetbands 2, das die Bandabziehwalze 6 von der Oberfläche des Kabels 1 abzieht und das die Bandaufnahmetrommel 8 aufwickelt, hat hervorragende Eigenschaften sowohl beim Kleben als auch beim Abziehen von der Oberfläche des Kabels 1. Der Kleber kann stabil auf der Oberfläche des Kabels 1 angeklebt werden und ist leicht von ihr abzuziehen. Er hinterläßt eine geringe Restklebrigkeit. Man beachte, daß sich der Kleber auf dem Magnetband 2 nicht nur, wie oben erwähnt, auf der Rückseite befinden kann, sondern auf beiden Seiten aufgetragen sein kann.
Als Verfahren zum Senken des Verbrauchs an Magnetband 2 kann man ein Endlos-Magnetband herstellen, das in einer Schleife aus der Bandzuführtrommel 3, der Bandanklebewalze 4, dem magnetischen Aufzeichnungskopf 10, dem magnetischen Wiedergabekopf 14 der Bandabziehwalze 6 und der Bandaufnahmetrommel 8 zirkuliert und das Magnetband 2 in der Schleife herumlaufen lassen. In diesem Fall ist zwischen der Bandaufnahmetrommel 8 und der Bandzuführtrommel 3 ein Entmagnetisierglied bereitgestellt. Die Marken, die der magnetische Aufzeichnungskopf 10 erzeugt hat, werden vor dem nächsten Markieren gelöscht.
Wenn es am Kabel 1 nicht hinderlich ist, kann man das Magnetband 2 am Kabel 1 angeklebt lassen. In diesem Fall sind die Bandabziehwalze 6, die Stützwalze 7 und die Bandaufnahmetrommel 8 nach Fig. 1 überflüssig.
Anstatt einen Kleber aufzutragen, kann auch die Rückseite des Magnetbands 2 ausreichend rauh gestaltet und der Reibungskoeffizient erhöht werden, um ein Durchrutschen gegen die Oberfläche des Kabels 1 zu verhindern. Damit ist es möglich, das Magnetband 2 gegen die Oberfläche des Kabels 1 zu drücken und es dort haften zu lassen, ohne den oben genannten Kleber zu verwenden, und die Länge des Kabels 1 wie oben für sich zu messen.
Fig. 2 zeigt einen Teilaufbau einer Längenmeßeinrichtung mit dem Markiersystem als zweite Ausführungsform der Erfindung.
Im Markiersystem nach Fig. 1 ist eine genaue Normallängen-Meßentfernung 5 erwünscht. Der thermische Ausdehnungskoeffizient λ2 des Schlittens (nicht dargestellt), der den magnetischen Aufzeichnungskopf 10 und den magnetischen Wiedergabekopf 14 trägt und die Normallängen-Meßentfernung S bestimmt, und der thermische Ausdehnungskoeffizient λ1 des Kabels 1 unterscheiden sich jedoch in der Regel. Aufgrund von Temperaturänderungen in der Umgebung der Längenmeßeinrichtung besteht daher die Schwierigkeit, daß sich die Genauigkeit der Längenmessung durch Änderungen in der Umgebungstemperatur vermindert. Sei beispielsweise bei einer Raumtemperatur von 0ºC die Normallängen-Meßentfernung S&sub0; und die Gesamtlänge des Kabels 1 L&sub0;, so gilt für den Zählerstand N des Zählers 22 die folgende Gleichung:
N = L&sub0;/S&sub0; (2) .
Ändert sich die Temperatur T auf (T+ΔT), so ergibt sich der Zählerstand N' des Zählers 22 wie folgt:
N' = [L&sub0;(1+ΔTλ1)]/[S&sub0;(1+ΔTλ2)]
= M(1+ΔTλ1)/(1+ΔTλ2) (3) .
D. h., der Zählerstand N' erfährt aufgrund der Temperaturänderung einen Fehler von (1+ΔTλ1)/(1+ΔTλ2). Die zweite Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 löst dieses Problem.
Die Längenmeßeinrichtung nach Fig. 2 ist Teil der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 1 und umfaßt
den magnetischen Aufzeichnungskopf 10,
die magnetische Aufzeichnungsschaltung 12,
den magnetischen Wiedergabekopf 14,
die magnetische Wiedergabeschaltung 16,
den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 20,
den Zähler 22 und zusätzlich
eine Längenmeß-Kopfpositioniervorrichtung 28. Die Längenmeß-Kopfpositioniervorrichtung 28 enthält eine Befestigungsvorrichtung 26, die am Boden 25 befestigt ist und den magnetischen Wiedergabekopf 14 trägt, sowie einen Korrekturstab 24 für die Wärmedehnung und Kontraktion, der mit der Befestigungsvorrichtung 26 verbunden ist, und einem Walzentisch 27, der mit dem anderen Ende des Korrekturstabs 24 für die Wärmedehnung und Kontraktion verbunden ist und den magnetischen Aufzeichnungskopf 10 trägt. In Fig. 2 sind die Teile weggelassen, die bereits in Fig. 1 dargestellt sind, also das Magnetband 2, die Bandzuführtrommel 3, die Bandanklebewalze 4, die Stützwalze 5, die Bandabziehwalze 6, die Stützwalze 7 und die Bandaufnahmetrommel 8.
Der Korrekturstab 24 für die Wärmedehnung und Kontraktion ist aus einem Material hergestellt, das im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat wie der thermische Ausdehnungskoeffizient λ1 des Kabels 1, dessen Länge gemessen wird. Ist beispielsweise das Material des Kabels 1 Kupfer, so wird für den Korrekturstab 24 für die Wärmedehnung und Kontraktion ein Kupferstab verwendet. Er wird genau bei der Bezugstemperatur, z. B. bei 20ºC, auf die Länge der Normallängen-Meßentfernung S eingestellt. Die mit der Befestigungsvorrichtung 26 verbundene Seite des Korrekturstabs 24 für die Wärmedehnung und Kontraktion wird an ihrem Ort festgehalten. Die mit dem Walzentisch 27 verbundene Seite ist jedoch beweglich. Dehnt sich der Korrekturstab 24 für die Wärmedehnung und Kontraktion wegen einer Temperaturänderung aus, so bewegt sich die Walze 27a am Unterteil des Walzentisches 27 gemäß dieser Temperaturänderung. Daher ändert sich die Normallängen-Meßentfernung, die den Abstand zwischen dem magnetischen Aufzeichnungskopf 10 und dem magnetischen Wiedergabekopf 14 bestimmt, gemäß den Temperaturänderungen. Die Änderung der Normallängen-Meßentfernung entspricht der Ausdehnung oder Kontraktion der Länge des Kabels 1 aufgrund von Temperaturänderungen. Die Temperatur wird damit automatisch kompensiert, und eine genaue Längenmessung ist möglich.
Zudem erfaßt der Temperatursensor 29 die Temperatur des Kabels 1, und die Temperaturdifferenz zum Korrekturstab 24 für die Wärmedehnung und Kontraktion oder der Unterschied in der Wärmedehnung und Kontraktion kann korrigiert werden, indem eine Temperaturregelvorrichtung verwendet und der Korrekturstab 24 für die Wärmedehnung und Kontraktion geheizt wird, um eine noch genauere Längenmessung zu ermöglichen.
Es wird nun Bezug auf Fig. 3 genommen und die Längenmeßeinrichtung mit dem Codierersystem erklärt.
Die Längenmeßeinrichtung umfaßt einen ersten Codierer 32, einen zweiten Codierer 34, einen ersten Zähler 36, einen zweiten Zähler 37, einen Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 38, der eine CPU und einen Speicher enthält genauso wie beim Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 20 nach Fig. 1, und eine LCD-Anzeige oder eine andere Anzeige 39. Die Codierräder 33 und 35 des ersten Codierers 32 und des zweiten Codierers 34 berühren die Oberfläche des Kabels 1 an verschiedenen Stellen entlang der Bewegungsrichtung des Kabels 1. Bewegt sich das Kabel 1 in die Richtung des Pfeils A, so drehen sich die Codierräder 33 und 35, und die Codierer 32 und 34 geben Impulssignale, die der Bewegungsentfernung des Kabels 1 entsprechen, an den ersten Zähler 36 und den zweiten Zähler 37 aus. Der erste Zähler 36 und der zweite Zähler 37 zählen die Impuissignale aus dem ersten Codierer 32 und dem zweiten Codierer 34; sie zeigen Zählerstände, die der Bewegungsentfernung des Kabels 1 entsprechen.
Normalerweise geben der erste Codierer 32 und der zweite Codierer 34 die gleiche Anzahl an Ausgabeimpulsen ab. Daher stimmt der Zählerstand des ersten Zählers 36 und der Zählerstand des zweiten Zählers 37 normalerweise überein. Rutscht jedoch eines der Codierräder durch, so wird die Ausgabeimpulsanzahl aus dem Codierer kleiner als die Ausgabeimpulsanzahl aus dem anderen Codierer. Die Codierräder 33 und 35 werden, wie diese Ausführungsform zeigt, an verschiedenen Stellen des Kabels 1 gedreht, so daß eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Codierräder 33 und 35 gleichzeitig durchrutschen. Tritt daher ein Unterschied in den Zählerständen des ersten Zählers 36 und des zweiten Zählers 37 auf, so nimmt man an, daß das Durchrutschen beim Zähler mit dem kleineren Zählerstand aufgetreten ist.
Deswegen vergleicht der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 38 den Zählerstand des ersten Zählers 36 und den Zählerstand des zweiten Zählers 37 in gewissen Zeitabständen. Ist ein Zählerstand kleiner, so gibt der Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 38 Additionsdaten aus, die der Differenz des Zählerstands zum Zähler mit dem kleineren Stand entsprechen, beispielsweise dem ersten Zähler 36, so daß er den anderen, größeren Zählerstand annimmt, und regelt dadurch den Zählerstand des ersten Zählers 36, so daß er den gleichen Zählerstand annimmt wie der Zähler 37. Auch wenn ein Durchrutschen bei einem der Codierräder 33 und 35 auftritt, wird dadurch der Fehler aufgrund des Durchrutschens rasch ausgeglichen, und der Fehler akkumuliert sich nicht.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 38 gibt auf der Anzeige 39 den größeren Zählerstand der beiden Zählerstände des ersten Zählers 36 und des zweiten Zählers 37 an.
Die Stellen, an denen die Codierräder 33 und 35 das Kabel 1 berühren, müssen nur in Längsrichtung des Kabels 1 voneinander getrennt sein; sie müssen nicht auf der gleichen Linie in Langsrichtung liegen. Vielmehr ist beispielsweise die Wahrscheinlichkeit geringer, daß das gleiche Durchrutschen auftritt, wenn die Codierräder 33 und 35 mit der Oberfläche des Kabels 1 an getrennten Stellen in Längsrichtung in Berührung gebracht werden und dabei um 90 Grad um das Kabel 1 verdreht sind.
Die Zeitdauer des Vergleichs und der Korrektur der Zählerstände des ersten Zählers 36 und des zweiten Zählers 37, die der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 38 ausführt, ist bevorzugt kurz. Die Zeitdauer ist jedoch unter Betrachtung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels 1, der Zeitintervalle des Auftretens von Impulsen aus den Codierern 32 und 34 usw. geeignet festgelegt.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 4 bis Fig. 10 erklärt. In dieser Ausführungsform der Längenmeßeinrichtung ist das Markiersystem und das Codierersystem verbunden.
Fig. 4 zeigt den Aufbau der Längenmeßeinrichtung. Eine Anzahl Förderwalzen 42 tragen das Kabel 1 und fördern es. Diese Förderwalzen 42 werden in den obigen Ausführungsformen ebenfalls verwendet, sie wurden jedoch nicht dargestellt.
Die Längenmeßeinrichtung nach Fig. 4 weist einen Markierer 43 auf, der eine Marke 44 in einem schmalen Bereich auf der Oberfläche des sich bewegenden Kabels 1 bereitstellt, sowie erste und zweite Sensoren 45 und 46, die entlang der Bewegungsrichtung A des Kabels 1 angeordnet sind, und einen Codierer 49 mit einem Codiererrad 49A, das die Oberfläche des Kabels 1 berührt.
Der Abstand zwischen dem Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 und dem Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46 ist die Normallängen-Meßentfernung S; diese Normallängen- Meßentfernung 5 beträgt in der Regel etwa 1 bis 3 Meter.
In dieser Ausführungsform wird als Markierer 43 ein Markierer verwendet, der eine optisch erfaßbare Marke erzeugt, beispielsweise ein Tintenstrahl-Markierer oder ein Stempel-Markierer.
Als erster Sensor 45 und als zweiter Sensor 46 wird ein Sensor verwendet, der die Kante einer mit dem Markierer 43 erzeugten Marke sehr präzise erkennen kann, z. B. ein Laserschalter.
Ist die Farbe der Oberfläche des Kabels 1 "schwarz", so erzeugt der Markierer 43 eine weiße Marke. Die als erste und zweite Sensoren 45 und 46 verwendeten Laserschalter erfassen den Unterschied des mittleren Reflexionsvermögens der Marken, die dem Erfassungsvorgang ausgesetzt werden, d. h. den Unterschied in der Lichtmenge, die während der Beleuchtung mit einem Laserstrahl reflektiert wird.
Die Längenmeßeinrichtung umfaßt
erste und zweite Analog-Digital-Umsetzer (ADC, ADC = Analog-Digital-Converter) 47 und 48, die die analogen Erfassungssignale in digitale Signale umsetzen, wobei die analogen Erfassungssignale die Lichtmenge anzeigen, die von den Laserschaltern, d. h. den ersten und zweiten Sensoren 45 und 46, reflektiert werden,
einen Zähler 50, der die Lageerkennungsimpulse aus dem Codierer 49 zählt, und
einen Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51, der auf die gleiche Weise eine Computereinheit (CPU) und einen Speicher aufweist wie der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 20 und der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 38. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 empfängt als Eingaben die Digitalsignale aus den Analog-Digital-Umsetzern 47 und 48 und aus dem Zähler 50; er führt die Längenmessungsverarbeitung durch und gibt gemäß der Längenmessungsverarbeitung einen Markierbefehl an den Markierer 43 aus. Weiterhin enthält die Längenmeßeinrichtung eine CRT-Anzeige (CRT = Cathode Ray Tube, Kathodenstrahlröhre), eine LCD-Anzeige oder eine andere Anzeigevorrichtung 52, die die Ergebnisse der Längenmessung darstellt, die der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 berechnet hat. Die Längenmeßeinrichtung umfaßt auch eine Tastatur oder eine andere Eingabevorrichtung 53 zum Eingeben der Ergebnisse der später erwähnten Längenmessung, die von Hand mit einem Bandmaß oder einer ähnlichen Einrichtung zu Beginn oder am Ende des Längenmeßvorgangs ausgeführt wird, in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51.
Die Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 4 wird nun mit Bezug auf Fig. 5a bis 5f erklärt.
Der in Fig. 5a gezeigte Vorgang wird zum Zeitpunkt des Beginns der Längenmessung ausgeführt, wenn sich das Kabel 1 nicht bewegt.
Der Abstand a vom Vorderende 1A des Kabels 1 zum Codiererrad 49A, das die Oberfläche des Kabels 1 berührt, und der Abstand b vom Codiererrad 49A zum Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46 werden mit einem Bandmaß oder einem ähnlichen Gerät gemessen und über die Eingabevorrichtung 53 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben, damit sie im Speicher des Längenmeßeinrichtungs-Hauptteils 51 gespeichert werden. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 zeigt diese Abstände (a+b) auf der Anzeigevorrichtung 52 an.
Wird dem Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 in diesem Status ein Längenmessungsbefehl erteilt, so gibt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 einen Markierbefehl an den Markierer 43 aus. Dieser erzeugt eine erste Marke 44&sub1; auf der Oberfläche des Kabels 1. Der momentane Abstand vom Ort der ersten Marke 44&sub1; zum Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 wird als Abstand C&sub1; verwendet. Wie oben erwähnt ist der Abstand vom Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 zum Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46 die Normallängen- Meßentfernung S.
Gibt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 einen Markierbefehl an den Markierer 43 aus, so gibt er einen Förderbefehl an einen Kabeltransportmechanismus (nicht dargestellt) aus, der eine Förderwalze 42 für das Kabel 1 hat, um dieses zu betätigen und es in Richtung des Pfeils A zu bewegen.
Erreicht die erste Marke 44&sub1; den Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45, siehe Fig. 5b, so erkennt der erste Sensor 45 die Kante der Marke 44&sub1;. Die Erfassungsergebnisse des ersten Sensors werden über den ersten Analog-Digital-Umsetzer 47 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben. Das Codiererrad 49a erfaßt die Bewegungsentfernung des Kabels 1, wobei der Zähler 50 die Impulsausgabe des Codierers 49 zählt. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 liest den Zählerstand des Zählers 50 ein, wenn das Erfassungssignal aus dem ersten Analog-Digital-Umsetzer 47 eingelesen wird, und setzt dann den Zähler 50 sofort auf "0". Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 multipliziert den eingegebenen Zählerstand mit einem vorbestimmten Umwandlungskoeffizienten, um den Abstand C&sub1; zu berechnen, und speichert den Abstand C&sub1; in einem Speicher.
Die Abstände a und b wurden bereits über die Eingabevorrichtung 53 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 berechnet den Abstand (a+b+C&sub1;), speichert ihn im Speicher und zeigt den berechneten Abstand auf der Anzeigevorrichtung 52 an.
Wird das Kabel 1 weiter bewegt, siehe Fig. 5c, und die erste Marke 44&sub1; erreicht den Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46, so erfaßt der zweite Sensor 46 die Kante der Marke 44&sub1;. Das Erfassungssignal des zweiten Sensors 46 wird über den zweiten Analog-Digital-Umsetzer 48 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben. Erfaßt der zweite Sensor 46 die Kante der ersten Marke 44&sub1;, so bedeutet dies, daß sich das Kabel genau um eine Normallängen-Meßentfernung S bewegt hat. Daher erhöht der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Zählerstand um 1 und zeigt damit an, daß eine Normallängen-Meßentfernung 5 gemessen worden ist, und er speichert die Ergebnisse des Zählerstands im Speicher. Man beachte, daß das Zählen der Normallängen-Meßentfernung S dadurch ausgeführt wird, daß eine Adresse im Speicher erneuert wird. Der Wert der Speicheradresse wird zum Zeitpunkt des Beginns der Längenmessung mit "0" initialisiert.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 berechnet den Abstand (a+b+C&sub1;+l1 S) und zeigt die berechnete Entfernung auf der Anzeigevorrichtung 52 an.
Zusammen mit dem Zählerstand und der Anzeige gibt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den nächsten Markierbefehl an den Markierer 43 aus und veranlaßt diesen, eine zweite Marke 44&sub2; auf der Oberfläche des Kabels 1 zu erzeugen.
Die Entfernung zwischen dem momentanen Ort der zweiten Marke 44&sub2; und dem Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 wird als Überschußlänge C&sub2; verwendet.
Man beachte, daß die Überschußlänge den Unterschied zwischen der Normallängen-Meßentfernung 5 und den benachbarten Marken auf der Oberfläche des Kabels 1 oder einem Band bedeutet, das zusammen mit dem Kabel 1 transportiert wird. Diese Überschußlänge beträgt üblicherweise einige Prozent der Normallängen-Meßentfernung S.
Erreicht die Kante der zweiten Marke den Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45, siehe Fig. 5d, so erkennt der erste Sensor 45 die Kante der Marke 44&sub2;; Die Ergebnisse der Erfassung werden über den ersten Analog-Digital-Umsetzer 47 an den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 ausgegeben. Während der Bewegung des Kabels 1 erfaßt der Codierer 49 die Bewegungsentfernung des Kabels 1, und der Zähler 50 zählt die Ergebnisse. Wird ein Erfassungssignal aus dem ersten Analog-Digital-Umsetzer 47 eingegeben, so liest der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Zählerstand des Zählers 50 ein und multipliziert ihn mit einem vorbestimmten Umwandlungskoeffizienten, um die Entfernung (Überschußlänge) C&sub2; zu berechnen, und setzt den Zählerstand des Zählers 50 auf "0". Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 addiert die im Speicher gespeicherte Entfernung C&sub1; und die Überschußlänge C&sub2;. Man beachte, daß der Abstand C&sub1; zur Vereinfachung auch als erste Überschußlänge bezeichnet wird.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 berechnet die Entfernung (a+b+S+(C&sub1;+C&sub2;)), speichert sie im Speicher und zeigt sie auf der Anzeigevorrichtung 52 an.
Erreicht die Kante der zweiten Marke den Erfassungspunkt 46a des zweitem Sensors 46, siehe Fig. 5e, so erkennt der zweite Sensor 46 die Kante der zweiten Marke 44&sub2;. Das Erfassungssignal wird über den zweiten Analog-Digital- Umsetzer 48 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben. Da sich das Kabel 1 um genau die Normallängen-Meßentfernung 5 bewegt, erhöht der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 in der gleich Weise wie oben den Zählerstand der Entfernung im Speicher um 1 und setzt ihn auf 2. Zusammen mit diesem Zählvorgang gibt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 einen Markierbefehl an den Markierer 43 aus, um eine dritte Marke 44&sub3; zu erzeugen.
Der Abstand zwischen dem momentanen Ort der dritten Marke 44&sub3; und dem Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 wird als Überschußlänge C&sub3; verwendet.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 berechnet die Entfernung (a+b+2S+(C&sub1;+C&sub2;)), speichert sie im Speicher und zeigt den berechneten Abstand auf der Anzeigevorrichtung 52 an.
Der mit Bezug auf Fig. 5b bis Fig. 5e erklärte Längenmessungsvorgang wird wiederholt ausgeführt.
Durchläuft die n-te Marke 44N den Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46, siehe Fig. 5f, und die Längenmessung ist damit zu Ende, so ergibt sich die Länge L2&sub1; des Kabels 1 wie folgt, da der Zählerstand des Speichers im Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Wert N annimmt:
L2&sub1; = a + b + N S + : Ci ... (4) .
Endet die Bewegung des Kabels 1, siehe Fig. 5f, so verwendet der Arbeiter ein Bandmaß oder ein ähnliches Gerät, um den Abstand d von der Marke 44N zum Berührpunkt des Codiererrads 49A mit der Oberfläche des Kabels 1 zu messen und den Abstand e von der Berührstelle des Codiererrads 49A mit der Oberfläche des Kabels 1 zum Ende 1B des Kabels 1, und er gibt diese Entfernungen über die Eingabevorrichtung 53 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 ein.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 addiert diese Eingabeentfernungen d und e, um die folgende Entfernung L2&sub2; zu berechnen. Die Länge des Kabels 1 wird aus dem Obigen bestimmt. Es gilt:
- L2&sub2; = a + b + N S + Ci + d + e ... (5) .
Die vom Codierer gemessenen Überschußlängen C&sub1; sind, wie oben erwähnt, kürzer als die Normallängen-Meßentfernung S (üblicherweise ungefähr einige Prozent der Normallängen-Meßentfernung S), so daß der Meßfehler des Codierers relativ klein ist.
Zudem sind das Messen der Normallängen-Meßentfernung S mit dem Markiersystem und das Messen der Überschußlänge mit dem Codierersystem kombinierbar, so daß mit der Kombination unabhängig von einer Änderung der Geschwindigkeit des Kabels 1 eine genaue Längenmessung möglich ist, und zwar auch dann, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels 1 schwankt.
Es wird nun die Genauigkeit der Längenmessung bestimmt.
Die Meßgenauigkeit des Codierers 49 beträgt ±&epsi;, wobei &epsi; ungefähr 1 Prozent beträgt.
Die beim obigen Vorgang gemessenen Entfernungen a, b, d und e werden von der Längenmeßeinrichtung nicht automatisch gemessen; sie kommen für die Genauigkeitsberechnung nicht in Betracht. Damit ist die Meßlänge L3, die von der Genauigkeitsberechnung erfaßt wird, durch die folgende Gleichung ausdrückbar:
L3 = N S + Ci ... (6) .
Beträgt der Meßfehler durch die obige Längenmeßeinrichtung E, so gilt die folgende Beziehung:
E±[&epsi; Ci ] = ΔSi ... (7) .
Der Abstand ΔS&sub1; zeigt die Differenz zwischen der Entfernung S' der tatsächlichen Bewegung des Kabels 1 und der Normallängen-Meßentfernung S, und zwar im Intervall von der Erkennung der Kante der i-ten Marke 44I durch den ersten Sensor 45 bis zur Erkennung der Kante durch den zweiten Sensor 46. Die Größe der Entfernung ΔS&sub1; hängt normalerweise davon ab, wie genau die Sensoren 45 und 46 die Markenkante erkennen. Werden für diese Sensoren Laserschalter verwendet, so beträgt die Erfassungsgenauigkeit ungefähr 0,01 mm. Daher liegt die Entfernung ΔS&sub1; normalerweise in der Größenordnung von einigen zehn Micron.
Ist die Meßgenauigkeit der Längenmeßeinrichtung in dieser Ausführungsform β, so gilt die folgende Gleichung:
β=±[&epsi; Ci ] = ΔSi ... (8) .
Da gilt:
ΔS < [&epsi; C&sub1; ] ,
wird β durch die folgende Gleichung ausgedrückt. Da weiterhin gilt:

N N

β=[&epsi; Ci ]/[ Ci +NS] ... (9)
und
ist β durch die folgende Gleichung ausdrückbar:
β &mnplus;&lsqbstr;&epsi; Ci ]/(NS)
=± &epsi;[ Ci/(NS)] ... (10) .
Ist beispielsweise
[ Ci/(NS)] = 1/100 ,
so gilt
β = ±(&epsi;/100) .
In dieser Ausführungsform wird, wie oben erwähnt, zum Messen der großen Längen (N S) von der hohen Meßgenauigkeit des Markiersystems Gebrauch gemacht. Das Codierersystem wird zum Messen der kurzen Längen vom Ort einer gegebenen Marke zum Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 verwendet, d. h. zum Messen der Überschußlänge Ci, so daß die Länge sehr genau gemessen wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist es ferner möglich, die Länge von Kabeln mit hoher Präzision zu messen, und zwar unabhängig von einem Wechsel der Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels 1. Da der erste Sensor 45 bereitgestellt ist, wird die Stellung beim Erzeugen der Marke gemessen, und das Codierersystem mißt die Änderung in den Abständen zwischen benachbarten Marken; das Problem beim Markiersystem ist damit gemildert.
In der obigen Ausführungsform wird der Zähler 50 auf "0" gesetzt, der jedesmal die Impuissignale aus dem Codierer zählt, wenn das Kabel 1 um die Normallängen-Meßentfernung S transportiert wird. Der Zählerstand der Entfernungen, die der überschußlänge entsprechen, beginnt bei "0", so daß der Zähler 50 nicht bei jedem Längenmeßvorgang zurückzusetzen ist, sondern nur der Unterschied zwischen dem vorherigen Zählerstand und dem momentanen Zählerstand berechnet werden kann
In der obigen Ausführungsform wurde auch der Fall erklärt, daß ein Codierer als Überschußlängen-Meßvorrichtung benutzt wird. Die Überschußlänge ist jedoch auch mit einer Vorrichtung meßbar, die die Bewegungsentfernung des Kabels 1 fortlaufend mißt, beispielsweise kann eine Laser-Bewegungsentfernungs-Meßvorrichtung verwendet werden, die den Dopplereffekt ausnutzt, oder eine Laser-Bewegungsentfernungs- Meßvorrichtung, die ein Spektralmuster benutzt. In der folgenden Erklärung wird ein Codierer als fortlaufende Bewegungsentfernungsvorrichtung erläutert; es sind natürlich auch diese Laser-Bewegungsentfernungs-Meßvorrichtungen anwendbar.
Die Längenmeßeinrichtung einer vierten Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 6 und Fig. 7a bis 7i erklärt.
Fig. 6 zeigt den Aufbau einer Längenmeßeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Diese Längenmeßeinrichtung stellt eine Verbesserung gegenüber der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 4 dar.
Vor dem automatischen Längenmeßvorgang, siehe Fig. 6 wird das Band 57 auf der Oberfläche des Kabels 1 angeklebt, und zudem wird eine Marke 58 mit Markenzwischenräumen MS zwischen der Bandanklebewalze 4 und der Bandabziehwalze 6 angebracht. Dieser Markenzwischenraum MS kann manchmal größer sein als die Normallängen-Meßentfernung 5, siehe Fig. 6, und kann manchmal kürzer sein, wie unten erwähnt.
Die Marke 58&sub0; zwischen dem Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 und dem Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46, siehe Fig. 7a, wird als Startmarke verwendet.
Wie beim Betrachten der dritten Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 5a erklärt wurde, werden der Abstand a vom Vorderende 1A des Kabels 1 zum Codiererrad 49A, der Abstand b vom Codiererrad 49A zum Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46 und der Abstand bb vom Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46 zur Startmarke 58&sub0; mit einem Bandmaß oder einem ähnlichen Instrument gemessen und über die Eingabevorrichtung 53 in einem Speicher des Längenmeßeinrichtungs- Hauptteils gespeichert.
Wird dem Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 ein Startbefehl zum automatischen Längenmessen erteilt, so initialisiert der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Zähler im Speicher, der die Anzahl der Normallängen-Meßentfernungen S zählt, mit "0", gibt einen Förderbefehl an den Kabelfördermechanismus aus und bewegt das Kabel 1 über die Förderwalze 42. Zusammen mit dieser Bewegung klebt die Bandanklebewalze 4 das Band 57 auf die Oberfläche des Kabels 1. Das Band wird mit dem Kabel 1 bewegt; die Bandabziehwalze 6 zieht es von der Oberfläche des Kabels 1, und die Bandaufnahmetrommel 8 wickelt es auf.
Das Codiererrad 49A dreht sich zusammen mit der Bewegung des Kabels 1, und der Codierer 49 gibt der Drehung entsprechende Impulssignale an den Zähler 50 aus, so daß der Zähler 50 die Impulsanzahl gemäß der Bewegungsentfernung des Kabels 1 zählt.
Bewegt sich das Kabel 1 genau um die Entfernung bb, siehe Fig. 7b, so erreicht die Kante der Startmarke 58&sub0; den Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46. Der zweite Sensor 46 erkennt die Kante der Startmarke 58&sub0; und gibt über den zweiten Analog-Digital-Umsetzer 48 ein Marken-Erfas sungssignal an den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 ab. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 empfängt als Eingabe den Zählerstand des Zählers 50, der die Impuissignale aus dem Codierer 49 zählt. Der Zählerstand des Zählers 50 zeigt die Entfernung bb. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 berechnet den Abstand (a+b+bb), speichert ihn im Speicher und stellt den berechneten Abstand auf der Anzeigevorrichtung 52 dar.
Abhängig davon, ob der Markenzwischenraum MS länger oder kürzer ist als die Normallängen-Meßentfernung 5, tritt der in Fig. 7b oder Fig. 7c gezeigte Zustand ein. Ist der Markenzwischenraum MS länger als die Normallängen-Meßentfernung S, siehe Fig. 7b, so liegt der Entfernungsunterschied zwischen dem Markenzwischenraum MS und der Normallängen-Meßentfernung S, die Überschußlänge C&sub1;, hinter dem Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 und vor der ersten Marke 58&sub1;. Im Gegensatz dazu nimmt in Fig. 7c die Überschußlänge C&sub1; gerade die umgekehrte Lage ein.
Die Messung der Überschußlänge C&sub1; wird im folgenden erklärt.
Im Fall nach Fig. 7b wird der Zählerstand SC2 des Zählers 50 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben und im Speicher gespeichert, wenn der zweite Sensor 46 die Kante der Startmarke 58&sub0; erkennt. Nun wird der Zählerstand SC1 des Zählers 50 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben und im Speicher gespeichert, wenn der erste Sensor 45 die Kante der Startmarke 58&sub1; erkennt. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 führt dann die folgende Operation aus und berechnet die Überschußlänge C&sub1;.
C&sub1; = (SC1 - SC2) P (11) ,
wobei P die Bewegungsentfernung des Kabels 1 je Impuls des Codierers 49 ist.
Die Überschußlänge C&sub1; ist ein positiver Wert.
Im Fall nach Fig. 7c speichert der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Zählerstand SC1 des Zählers 50 im Speicher, wenn der erste Sensor 45 die Kante der ersten Marke 58&sub1; erfaßt. Nun wird der Zählerstand SC2 des Zählers 50 im Speicher gespeichert, wenn der zweite Sensor 46 die Kante der Startmarke 58&sub0; erkennt, und es wird die gleiche Operation wie in der oben genannten Gleichung 11 ausgeführt. Die Überschußlänge C&sub1; ist in diesem Fall ein negativer Wert.
Die so berechnete Überschußlänge C&sub1; wird, wie unten erklärt, zum Korrigieren der Normallängen-Meßentfernung S addiert, wenn die Kante der ersten Marke 58&sub1; den Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46 erreicht und die Längenmessung der ersten Normallängen-Meßentfernung S beendet ist.
Normalerweise wird das Messen und Berechnen der Normallängen-Meßentfernung S jedesmal ausgeführt, wenn der zweite Sensor 46 die Marke 58 erfaßt, und der Zählerstand im Speicher wird jeweils um 1 geändert. In dieser Ausführungsform wird die oben genannte Verarbeitung des Zählerstands jedoch nicht ausgeführt, auch wenn der zweite Sensor 46 die Startmarke 58&sub0; erfaßt, und der Zählerstand im genannten Speicher wird geändert, wenn der zweite Sensor 46 die erste Marke 58&sub1; erkennt.
Bewegt sich das Kabel 1 aus der in Fig. 7d gezeigten Stellung weiter, so gelangt es in den Zustand nach Fig. 7e oder 7f , und zwar genauso wie in Fig. 7b oder Fig. 7c. Die Messung der Überschußlänge C&sub2; des Unterschieds zwischen der Normallängen-Meßentfernung S zu diesem Zeitpunkt und dem Markenzwischenraum MS wird mit der gleichen Verarbeitung ausgeführt, die mit Bezug auf Fig. 7c erklärt wurde.
Man beachte, daß der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 die Überschußlänge C&sub1; korrigiert, wenn der zweite Sensor 46 die erste Marke 58&sub1; erkennt. Die folgende Gleichung gibt die Länge L3&sub1; des Kabels zu diesem Zeitpunkt an:
L3&sub1; = a + b + bb + C&sub1; + 1 S (12) .
Die Länge L3&sub1; wird im Speicher gespeichert und auf der Anzeigevorrichtung 52 dargestellt.
Wenn sich das Kabel 1 aus dem in Fig. 79 gezeigten Zustand in den in Fig. 7h gezeigten Zustand bewegt, gilt das Gleiche wie bei der Bewegung aus dem in Fig. 7d gezeigten Zustand in den in Fig. 7e oder 7f gezeigten Zustand. Fig. 7h zeigt die Marke 58&sub3; mit gestrichelten Linien und die Marke 58&sub3; mit durchgezogenen Linien. Fig. 7e zeigt die beiden Zustände von Fig. 7f.
Die folgende Gleichung gibt die Länge L3&sub2; des Kabels 1 an, wenn der zweite Sensor 46 die Kante der zweiten Marke 58&sub2; erfaßt:
L3&sub2; a + b + bb + C&sub1;C&sub2; + 2 S (13) .
Die Länge L3&sub2; wird im Speicher gespeichert und auf der Anzeigevorrichtung 52 angezeigt.
Der obige Meßvorgang wird wiederholt. Man erhält die folgende Länge L3&sub3; des Kabels 1, siehe Fig. 7i, wenn der zweite Sensor 46 die Kante der n-ten Marke 58N erfaßt,
L3&sub3;= a + b + bb + C&sub1; + N S ... (14) .
Wie oben erklärt wird zum Zeitpunkt des Endes der automatischen Längenmessung der Abstand d zwischen der Marke 58N und dem Codiererrad 49A und der Abstand e zwischen dem Codiererrad 49A und dem letzten Endstück 1B des Kabels 1 mit einem Bandmaß oder einer ähnlichen Vorrichtung gemessen und über die Eingabevorrichtung 53 in den Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 51 eingegeben. Damit ist es möglich, die endgültige Länge L3&sub4; des Kabels 1 durch die folgende Gleichung zu erhalten:
L3&sub4; = a + b + bb + Ci + N S + d + e ... (15) .
Die Genauigkeitsberechnung in dieser Ausführungsform gleicht der oben genannten Berechnung der Genauigkeit.
In dieser Ausführungsform wird ein Band 57 verwendet, auf dem vorab Marken mit dem Markenzwischenraum MS erzeugt werden. Es sind jedoch auch Entfernungen meßbar, die kürzer sind als die Normallängen-Meßentfernung S, und die Genauigkeit der Längenmessung verbessert sich. Da vorab Marken auf dem Band 57 erzeugt werden, ist der Markierer 43 nach Fig. 4 überflüssig. Nachdem der Sensor 46 die Marke erkannt hat, ist eine Verarbeitung zum Ansteuern des Markierers 43 zur Markenerzeugung unnötig, so daß sich durch diese Zeitverzögerung die Genauigkeit der Längenmessung nicht vermindert.
Man beachte, daß das Band 57 mit den optisch erfaßbaren Marken durch das Magnetband 2 ersetzbar ist, das in der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet wurde. In diesem Fall werden auf dem Magnetband 2 mit den oben genannten Markenzwischenräumen MS Marken erzeugt, und die Sensoren 45 und 46 sowie die entsprechenden Analog-Digital-Umsetzer 47 und 48 werden durch solche ersetzt, die dem magnetischen Wiedergabekopf 14 und der magnetisch Wiedergabeschaltung 16 entsprechen. Mit dieser Abwandlung kann man die gleiche Wirkungsweise erhalten.
Die erfindungsgemäße Längenmeßeinrichtung wird nun mit Bezug auf Fig. 8 und Fig. 9a bis 9d erklärt.
Die in Fig. 8 gezeigte Längenmeßeinrichtung ist so gestaltet, daß der erste Sensor 45 der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 6 durch eine Bildkamera 61 ersetzt ist, in der ein Ladungsspeicherelement (CCD, CCD = Charge Coupled Device) verwendet wird. Der erste Analog-Digital-Umsetzer 47 ist durch eine Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 ersetzt; zudem wurden der Codierer 49 und der Zähler 50 nach Fig. 6 entfernt. Die anderen Teile des Aufbaus sind die gleichen wie in Fig. 6.
Auch in dieser Ausführungsform ist der Abstand zwischen dem Erfassungsmittelpunkt 61a der und dem Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46 die Normallängen-Meßentfernung S. Auf dem Klebeband 57 werden Marken 58 mit Markenzwischenräumen MS erzeugt.
Die Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung wird nun mit Bezug auf Fig. 9a bis 9d erklärt.
Vor Beginn der automatischen Längenmessung, siehe Fig. 9a, wird der Abstand a von der Endfläche 1A des Kabels 1 zur Startmarke 58&sub0; mit einem Bandmaß oder einem ähnlichen Instrument gemessen und über die Eingabevorrichtung 53 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 speichert den eingegebenen Abstand im Speicher.
Wird dem Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 der Startbefehl für die Längenmessung erteilt, so startet der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 die Bewegung des Kabels 1 über den Kabelfördermechanismus. Dadurch bewegt sich das Kabel 1 in Richtung des Pfeils A und das Band 57 bewegt sich zusammen mit dem Kabel 1.
Wird das Kabel 1 in die Stellung bewegt, die Fig. 9b zeigt, so erkennt der zweite Sensor 46 die Kante der Startmarke 58&sub0;, und das Erfassungssignal wird über den zweiten Analog-Digital-Umsetzer 48 in den Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 51 eingegeben. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 zeigt den oben genannten eingegebenen Abstand auf der Anzeigevorrichtung 52 an. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 gibt gleichzeitig einen Längenmessungsbefehl an die Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 aus, und eine Bildkamera 61 mit einem breiten Sichtfeld nimmt das Bild im Bereich der Umgebung des Ausrichtungspunkts auf. Die aufgenommene Information wird in die Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 eingegeben. Die Überschußlänge C&sub1;, die die Abweichung der ersten Marke 58&sub1; bezogen auf die Mittellinie der Ausrichtung der Bildkamera 61 anzeigt, wird als Abstand zwischen eingegebenen Bildpunkten erfaßt. Beispielsweise wird die Überschußlänge C&sub1; aufgrund der folgenden Gleichung erfaßt:
C&sub1; = (χ SE - χC) P (16) ,
wobei
χSE die Ordnung der Pixel der Erfassungsstellung der iten Marke 58&sub1;,
χC die Stellung der Pixel der Erfassungsstellung 61a der Bildkamera, und
P den Abstand zwischen benachbarten Pixeln bedeutet.
Erreicht die Kante der ersten Marke 58&sub1; den Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46, siehe Fig. 9c, so erhöht der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Zählerstand N im Speicher, der den Anfangswert "0" hat, genau um 1, um gemäß dem Erfassungssignal aus dem zweiten Sensor 46 N auf 1 zu setzen. Nun erfaßt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 die Überschußlänge C&sub2; wie oben erklärt über die Bildkamera 61 und die Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 und speichert den Wert im Speicher. Der Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 51 berechnet die Bewegungsentfernung L4 bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt als (a+1 S+C&sub1;) und zeigt sie auf der Anzeigevorrichtung 52.
Ein ähnlicher Meßvorgang wird nun wiederholt. Im Zustand nach Fig. 9d wird die Entfernung b1 zwischen dem hinteren Ende 1B des Kabels 1 und der Marke 58N mit einem Bandmaß oder einem ähnlichen Gerät gemessen und über die Eingabevorrichtung 53 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben. Damit ist die Länge L4 des Kabels 1, die der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 berechnet, durch die folgende Gleichung gegeben:
L4 = a + b1 + CI + N S ... (17) .
Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, den Abstand der Abweichung der Marke 58 unmittelbar danach mit der Bildkamera 61 und Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 zu messen.
Das Band 57 kann durch das Magnetband 2 ersetzt werden, genauso wie es mit Bezug auf die fünfte Ausführungsform erklärt wurde.
Ferner kann anstelle der Bildkamera 61 und der Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 ein Laserstrahl mit einem sich drehenden Spiegel zum Abtasten in rasche Drehung versetzt werden, um die genannte Überschußlänge C&sub1; zu erfassen. Die augenblickliche Überschußlänge C&sub1; wird nach der folgenden Gleichung berechnet:
C&sub1; = (tSE - tC) Q (18) ,
wobei
TSE die Zeit ist, zu der die i-te Marke 58i erfaßt wird,
tC die Zeit ist, zu der die Normallängen-Meßstellung erfaßt wird, und
Q die Abtastgeschwindigkeit ist.
Eine sechste Ausführungsform wird nun mit Bezug auf Fig. 10 und Fig. 11a bis 11f beschrieben.
Die Längenmeßeinrichtung nach Fig. 10 stellt eine Verbesserung der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 8 dar. Das Band 57 und die Bauteile 4, 5, 6 und 8 zum Ankleben und anschließenden Abziehen des Bands 57 vom Kabel 1, siehe Fig. 8, sind weggelassen; bereitgestellt ist der Markierer 63, der dem Markierer 43 in Fig. 4 entspricht.
Diese Ausführungsform weist anstelle der auf dem Band 57 bereitgestellten Marken 58, siehe Fig. 8, einen Markierer 63 auf, der von einem Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 angesteuert wird, und erzeugt jedesmal dann Marken 59 auf der Oberfläche des Kabels 1, wenn der zweite Sensor 46, der einen Laserschalter umfaßt, die Marke 63 erfaßt. Der Verarbeitungsvorgang der Bildkamera 61 und der Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 zum Erfassen der Abweichung zwischen den Marken 59 und der Normallängen-Meßentfernung S ist der gleiche wie im Fall der fünften Ausführungsform.
Fig. 11a bis 11f erläutern den Verarbeitungsvorgang der Längenmeßeinrichtung. Der Vorgang ist jedoch der gleiche wie in der fünften Ausführungsform. Ausgenommen davon ist die manuelle Messung der Entfernung a vom Ende 1A des Kabels 1 zur Startmarke 59&sub0; im Anfangszustand nach Fig. 11a, und die manuelle Messung des Abstands b2 von der Marke 59N zum hinteren Ende 1B des Kabels 1, siehe Fig. 11f.
Auch in dieser Ausführungsform ist es möglich, anstelle der Bildkamera 61 und der Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 das Abtastsystem zu verwenden, wobei ein sich drehender Spiegel einen Laserstrahl in rasche Drehung versetzt.
Mit Bezug auf Fig. 12 bis Fig. 15 wird nun eine weitere Längenmeßeinrichtung erklärt. In der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 1, Fig. 4 und Fig. 10 erzeugt ein Markierer optisch erfaßbare Marken auf der Oberfläche des sich bewegenden Kabels 1 oder magnetische Marken auf einem Magnetband 2, nachdem der zweite Sensor eine Marke erkennt. Wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels jedoch sehr groß, so tritt zwischen dem Erkennen einer Marke durch den zweiten Sensor und dem Erzeugen einer Marke durch den Markierer eine Zeitverzögerung auf. Ist die Normallängen-Meßentfernungs zwischen dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor fest, und die Längenberechnung wird ausgeführt, so tritt ein Meßfehler auf.
Fig. 12 zeigt den Aufbau einer Längenmeßeinrichtung.
Die Längenmeßeinrichtung hat zusätzlich zu einem Magnetband 65, das im voraus mit magnetischen Marken mit den Markenzwischenräumen MS versehen und auf seiner Rückseite mit einem Kleber bedeckt ist, eine Bandzuführtrommel 3, die das Magnetband 65 auf der Oberfläche des Kabels 1 anklebt, es zusammen mit dem Kabel 1 befördert und dann das Magnetband 65 vom Kabel 1 abzieht, eine Bandanklebewalze 4, eine Bandabziehwalze 6 und eine Bandaufnahmetrommel 8. Die Längenmeßeinrichtung umfaßt zudem einen ersten Wiedergabekopf 66, geeignet zum Erfassen der Marken, die auf dem sich bewegenden Magnetband 65 bereitgestellt sind, einen zweiten Wiedergabekopf 68, der genau eine vorbestimmte Normallängen- Meßentfernung 5 vom Wiedergabekopf 66 entfernt angeordnet ist, und erste und zweite Wiedergabeschaltungen 67 und 69, die die Signale aus den Wiedergabeköpfen verarbeiten, die Wiedergabesignale erzeugen und sie an den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 ausgeben. Die Längenmeßeinrichtung weist auch eine Speichervorrichtung auf, die mit dem Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 verbunden ist. In der obigen Ausführungsform wurde die Speichervorrichtung 70 als Speicher innerhalb des Längenmeßeinrichtungs-Hauptteils 51 beschrieben und nicht dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Speichervorrichtung 70 jedoch dargestellt und beschrieben.
Fig. 13 zeigt den Aufbau der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 12 in Funktionsblöcken. Die Längenmeßeinrichtung dieses Funktionsblockaufbaus hat einen ersten Wiedergabekopf 66, eine erste Wiedergabeschaltung 67, eine Zentraleinheit (CPU) und eine erste Markenlesevorrichtung 71, die ein Steuerprogramm umfaßt, das über die in den Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 51 eingebaute CPU arbeitet, einen zweiten Wiedergabekopf 68, eine zweite Wiedergabeschaltung 69 und eine zweite Markenlesevorrichtung 72, die aus der CPU des Längenmeßeinrichtungs-Hauptteils 51 und dem zugehörigem Steuerprogramm besteht. Weiterhin weist die Längenmeßeinrichtung eine erste Speichervorrichtung 72, eine zweite Speichervorrichtung 74 und eine Grundinformations-Speichervorrichtung 75 auf, die einen Teil der Speichervorrichtung 70 bildet. Die Längenmeßeinrichtung enthält auch eine Speicher-Rückschreibvorrichtung 79, eine Informations-Vergleichsvorrichtung 77, eine Anfangsinformations-Befehlsvorrichtung 76, eine Grundinformations-Auswahl- und Speicherbefehlsvorrichtung 78 und eine Längenberechnungsvorrichtung 81, die die CPU des Längenmeßeinrichtungs-Hauptteils 51 und das entsprechende Steuerprogramm umfaßt. Zudem hat die Längenmeßeinrichtung eine Zählvorrichtung 80 für die Anzahl der Längenmessungen, bestehend aus der CPU des Längenmeßeinrichtungs-Hauptteils 51, dem entsprechenden Steuerprogramm und einem Teil des Speichers der Speichervorrichtung 70.
Das auf der Oberfläche des Kabels 1 angeklebte Magnetband 65 ist mit magnetischen Marken 64 versehen, beispielsweise Barcodes, und zwar durch Zufalismuster in kürzestmöglichen Abständen, z. B. Abstände von 50 µm.
Die erste Markenlesevorrichtung 71 und die zweite Markenlesevorrichtung 72 lesen die genannten Marken 64 des Magnetbands 65. Die Speicher-Rückschreibvorrichtung 79 speichert die von den Markenlesevorrichtungen 71 und 72 gelesenen Marken 64 in der ersten und zweiten Speichervorrichtung 73 und 74.
Die Anfangsinformations-Befehlsvorrichtung 76 besteht, mit Ausnahme der in der ersten Speichervorrichtung 73 gespeicherten Daten, aus den ersten gelesen Daten, die als Bezug für die Längenmessung dienen, wobei die Länge auf der Grundlage der Normallängen-Meßentfernung S gemessen wird. Die Bezugsstellungsdaten, die die Stellung des Kabels 1 angeben, werden in der Grundinformations-Speichervorrichtung 75 gespeichert. Die Informations-Vergleichsvorrichtung 77 vergleicht die Daten, die in der zweiten Speichervorrichtung 74 gespeichert sind, und die Daten, die in der Bezugsspeichervorrichtung 75 gespeichert sind. Stimmen diese überein, so schließt die Informations-Vergleichsvorrichtung 77, daß sich das Kabel 1 um genau eine Normallängen-Meßentfernung S1 bewegt hat, und gibt ein Längenmeßsignal (zählersignal) an die Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 80 aus. Die Speicher-Rückschreibvorrichtung 79 schreibt die in der ersten und zweiten Markenlesevorrichtung 71 und 72 gespeicherten Daten abhängig vom Längenmeßsignal zurück. Die Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 80 erhöht den Zählerstand N jedesmal um 1, wenn ein Längenmeßsignal eingegeben wird. Die Längenberechnungsvorrichtung 81 berechnet die Länge des Kabels 1 aufgrund der Ergebnisse der Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 80.
Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm mit der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung.
Es werden nun die Schritte S001 bis S003 beschrieben.
Die erste Markenlesevorrichtung 71 liest die Anfangsmarke (Schritt S001). Die Anfangsinformations-Befehlsvorrichtung 76 speichert die gelesenen Daten in der Grundinformations-Speichervorrichtung 75 (Schritt S002). Die erste und die zweite Markenlesevorrichtung 71 und 72 lesen aufeinanderfolgend die Marken (Schritt S003).
Die Wirkungsweise der Schritte S004 bis S006 wird später erklärt.
Es werden nun die Schritte S007 bis S009 und der Schritt S011 beschrieben.
Die Informations-vergleichsvorrichtung 77 vergleicht den gespeicherten Inhalt der zweiten Speichervorrichtung 74 und der Grundinformations-Speichervorrichtung 75 (Schritt S007). Stimmen diese überein, so gibt sie ein Längenmeßsignal an die Längenmessungs-Freguenzzählervorrichtung 80 aus.
Die Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 80 erhöht den Zählerstand N um genau 1, wenn ein Längenmeßsignal eingegeben wird (Schritt S008).
Es wird entschieden, ob die automatische Längenmessung beendet ist oder nicht (Schritt S009). Ist sie noch nicht beendet, so wählt die Bezugsinformationsauswahl- und Speicherbefehlsvorrichtung 78 aus den in der ersten Speichervorrichtung 73 gespeicherten Daten aus, speichert die Bezugsinformation in der Bezugsinformations-Speichervorrichtung 75 (Schritt S011) und kehrt dann zum Ablauf von Schritt S004 zurück.
Es wird nun der Schritt S010 erklärt.
Ist die automatische Längenmessung beendet, so greift die Längenberechnungsvorrichtung 81 auf den Zählerstand N der Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 80 zu und berechnet die Länge des sich bewegenden Kabels 1.
Man beachte, daß der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 nach Fig. 12 beim obigen Vorgang genau wie bisher die Ergebnisse der dazwischenliegenden Längenmessung auf einer LCD- Anzeige oder einer anderen Anzeigevorrichtung 52 anzeigt. Die Länge des Vorderendes und des rückwärtigen Endes des Kabels 1 wird von Hand gemessen. Die Ergebnisse der Messung werden über eine Eingabevorrichtung 53 (nicht dargestellt) in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben.
Auch in dieser Längenmeßeinrichtung wird, wie oben erläutert, die Anzahl der Längenmessungen der Normallängen- Meßentfernungen gezählt und die Länge des Kabels 1 berechnet. Da jedoch die erste Markenlesevorrichtung 71 und die zweite Markenlesevorrichtung 72 zum Lesen der Marken gleichzeitig betrieben werden, tritt kein Längenmeßfehler auf, und die Meßgenauigkeit jeder Länge ist hoch.
Fig. 15 zeigt den Aufbau einer Längenmeßeinrichtung gemäß einer Abwandlung der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 12. Die Längenmeßeinrichtung ist zwischen der Bezugsinformationsauswahl- und Speicherbefehlsvorrichtung 78 und der Speicher-Rückschreibvorrichtung 79 mit einer Betriebszeit-Setz- Vorrichtung 82 versehen. Diese Betriebszeit-Setzvorrichtung 82 ist für die Verarbeitung bereitgestellt, die die Schritte S004 bis S006 in Fig. 14 zeigen.
Ist eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen (Schritt S004), so löscht die Speicher-Rückschreibvorrichtung 79 den in der ersten und zweiten Speichervorrichtung 73 und 74 gespeicherten Inhalt und beginnt das Speichern (Schritt S005). Die Speichervorrichtungen 73 und 74 speichern die Marken aus der ersten und zweiten Markenlesevorrichtung 71 und 82 (Schritt S006). In dieser Ausführungsform wird auf diese Weise, d. h. durch Ersetzen des gespeicherten Inhalts nach einer Zeitspanne, das Speichern von Marken verringert, die keinen Bezug zu Längenmessung haben, und die Kapazität der ersten Speichervorrichtung 73 und der zweiten Speichervorrichtung 74 kann beschnitten werden.
In den obigen Beispielen in Fig. 13 und Fig. 15 wurden die erste Markenlesevorrichtung 71 und die zweite Markenlesevorrichtung 72 erklärt, und zwar für den Fall, daß magnetische Marken gelesen werden, die auf einem Magnetband 65 aufgezeichnet sind; es ist jedoch auch möglich, optische Marken zu lesen.
Ferner sind die erste Markenlesevorrichtung 71 und die zweite Markenlesevorrichtung 72 nicht auf die oben genannten Markenlesevorrichtungen eingeschränkt, sondern können als Vorrichtungen zum Erfassen und Lesen von Parametern gestaltet werden, die selbst Eigenschaften des Kabels sind, dessen Länge zu messen ist, beispielsweise die Oberflächenrauheit des Kabels 1, die Höhenänderungen im Bereich von einigen Mikron usw. als Kabeleigenschafts-Parametersignale. In diesem Fall ist es unnötig, Marken auf der Oberfläche des Kabels 1 bereitzustellen, da die Eigenschaften des sich bewegenden Kabels 1 selbst erfaßt werden, und es ist unnötig, ein Band bereitzustellen, das zusammen mit dem Kabel 1 befördert wird. D. h., die erste und die zweite Kabeleigenschafts-Signallesevorrichtung, die als erste Markenlesevorrichtung 71 und als zweite Markenlesevorrichtung 72 verwendet werden, erfassen direkt die Oberflächenrauheit, den Förderzustand und weitere Parameter des Kabels 1, dessen Länge zu messen ist. Die Erfassungsergebnisse werden zum Messen der Länge des Kabels 1 verwendet, und zwar gemäß dem Verfahren, das mit Bezug auf Fig. 14 und den Aufbau nach Fig. 13 und 15 erklärt wurde.
Fig. 16 zeigt die Längenmeßeinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung. Als erste und zweite Markenlesevorrichtung 71 und 72 werden in Fig. 13 und Fig. 15 der erste Wiedergabekopf 66 und die erste Wiedergabeschaltung 67 und der zweite Wiedergabekopf 68 und die zweite Wiedergabeschaltung 69 benutzt, um die Marken des Magnetbands 65 im dargestellten Beispiel zu lesen. Dagegen wird in Fig. 16 als erste Markenlesevorrichtung 71 der erste Sensor 45 und der erste Analog-Digital-Umsetzer 47 nach Fig. 6 verwendet, und als zweite Markenlesevorrichtung 72 wird der zweite Sensor 46 und der zweite Analog-Digital-Umsetzer 48 benutzt. Die in Fig. 16 dargestellte Längenmeßeinrichtung erfaßt die optisch erkennbaren Marken, die auf der Oberfläche des Kabels 1 erzeugt wurden. Der Längenmeßvorgang gleicht jedoch dem oben beschriebenen; er wird daher nicht erklärt.
Die Längenmeßeinrichtung einer achten Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 17 bis Fig. 21 erklärt.
In der oben erklärten Ausführungsform können manchmal optisch erfaßbare Marken, die auf der Oberfläche eines sich bewegenden Kabels 1 bereitgestellt sind, nicht exakt erfaßt werden, wenn das Kabel 1 verdreht ist; daher ist eine genaue Längenmessung nicht ausführbar. Die achte Ausführungsform löst dieses Problem.
Fig. 17 zeigt eine Ansicht des Aufbaus der erfindungsgemäßen Längenmeßeinrichtung.
Die Längenmeßeinrichtung umfaßt zusätzlich zum Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 und zur Anzeigevorrichtung 52 eine Markiervorrichtung 8, die optische Marken auf der Oberfläche des Kabels 1 erzeugt, sowie erste und zweite optische Markenlesevorrichtungen 86 und 87, beispielsweise Laserschalter. Hinter diesen ersten und zweiten optischen Markenlesevorrichtungen 86 und 87 folgt ein Analog-Digital- Umsetzer, der dem Analog-Digital-Umsetzer 48 nach Fig. 4 entspricht, jedoch in dieser Zeichnung weggelassen ist. Die Mittelstellung der zweiten Markenlesevorrichtung 87 und die Mittelstellung der ersten Markenlesevorrichtung 86 sind an der Stelle gleich, die die Bewegungsrichtung des Kabels 1 schneidet. Der Abstand zwischen der Markierstellung der Markiervorrichtung 85 und der Leseerfassungsstellung der ersten Markenlesevorrichtung 86 oder der Leseerfassungsstellung der zweiten Markenlesevorrichtung 87 ist gleich der Normallängen-Meßentfernung S.
Fig. 18 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Marke 88, die auf der Oberfläche des Kabels 1 angebracht ist; sie zeigt die gegenseitige Lage des Erfassungspunkts 86a der ersten Markenlesevorrichtung 86 und des Erfassungspunkts 87a der zweiten Markenlesevorrichtung 87. Der Erfassungspunkt 86a der ersten Markenlesevorrichtung 86 und der Erfassungspunkt 87a der zweiten Markenlesevorrichtung 87 befinden sich in der gleichen Stellung bezüglich der Richtung, die die Bewegungsrichtung des Kabels 1 schneidet.
Die von der Markiervorrichtung 85 erzeugte Marke 88 ist insgesamt blockförmig und durch die Diagonallinie QQ be stimmt und durch die lange Linie PP, die vom Punkt RR ausgeht. Der Abschnitt unter der Diagonallinie QQ ist mit einer Farbe gefärbt, beispielsweise weiß. Dadurch ist eine klare Unterscheidung von der Oberfläche des Kabels 1 möglich, die z. B. schwarz ist. Dagegen ist der Abschnitt über der Diagonallinie QQ in einer Farbe gefärbt, die der Farbe an der Oberfläche des Kabels 1 gleicht, beispielsweise schwarz, um eine klare Unterscheidung der Oberseite und der Unterseite der Diagonallinie QQ zu ermöglichen sowie eine klare Erfassung der Diagonallinie QQ.
Weiterhin zeigt Fig. 18 den Fall, daß die Marke 88&sub1; auf der linken Seite und die Marke 88&sub2; auf der rechten Seite, die die Normallängen-Meßentfernung 5 aufspannen, aufgrund einer Verdrehung des Kabels 1 von der Mittellinie des Kabels 1 abweichen.
Fig. 19 ist eine vergrößerte Darstellung der Marke 88&sub1; nach Fig. 18, um zu erklären, wie die Verdrehung erkannt wird.
Fig. 20 zeigt die Funktionen der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 17 als Blockaufbau. Die Längenmeßeinrichtung besteht aus einer CPU und einem Steuerprogramm, die den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 nach Fig. 17 bilden, einer ersten Abstandsberechnungsvorrichtung 91, einer zweiten Abstandsberechnungsvorrichtung 92, einer dritten Abstandsberechnungsvorrichtung 93, einer Längenmessungs-Abstandsberechnungsvorrichtung 94, einer Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 95 und einer Kabellängenberechnungsvorrichtung 96. Die Markiervorrichtung 85, die erste Markenlesevorrichtung 86 und die zweite Markenlesevorrichtung 87 gleichen den oben erklärten Vorrichtungen.
Die erste Abstandsberechnungsvorrichtung 91 berechnet die in Fig. 19 gezeigte erste Entfernung 1a ausgehend von Signalen aus der ersten Markenlesevorrichtung 86. Die zweite Abstandsberechnungsvorrichtung 92 berechnet die in Fig. 19 gezeigte zweite Entfernung 1b ausgehend von Signalen aus der zweiten Markenlesevorrichtung 87. Die dritte Abstandsberechnungsvorrichtung 93 berechnet die dritte Entfernung 1d. Die Längenmessungs-Abstandsberechnungsvorrichtung 94 berechnet die Längen-Meßentfernung Ls aufgrund der folgenden Gleichung:
LS = S + [(1a 1d)/(1a - 1b)] (19) .
Die Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 95 erhöht den Längenmessungszähler N jedesmal dann, wenn die erste Markenlesevorrichtung 86 die Marke 88 liest. Die Kabellängenberechnungsvorrichtung 96 berechnet die Länge des Kabels 1 aufgrund der Rechenergebnisse aus der Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 95 und der Längenmessungs-Abstandsberechnungsvorrichtung 94.
Fig. 21 zeigt ein Flußdiagramm mit der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 20
Es wird nun der Schritt S021 beschrieben.
Die Markiervorrichtung 85 erzeugt zu Beginn des automatischen Längenmessungsvorgangs die erste Marke 88 auf der Oberfläche des Kabels 1. Man beachte, daß die Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 95 zu Beginn des Vorgangs den Zählerstand N auf "0" zurücksetzt.
Es werden nun die Schritte S022 bis S024 erklärt.
Die erste Abstandsberechnungsvorrichtung 91 und die zweite Abstandsberechnungsvorrichtung 92 lesen die Punkte E, F, G und H bei der Marke 88, siehe Fig. 19, und speichern den Lesezeitpunkt (Schritt S022). Liest die zweite Markenlesevorrichtung 87 den Punkt E der Marke 88, so gibt sie unverzüglich einen Befehl an die Markiervorrichtung 85 aus und erzeugt mit der Markiervorrichtung 85 die folgende Marke 88 (Schritt S023). Gleichzeitig startet die zweite Markenlesevorrichtung 87 auch die Längenmessungs-Frequenzzählervor richtung 95 und erhöht den Längenmessungszähler N (Schritt S024).
Es werden nun die Schritte S025 bis S027 erklärt.
Die ersten bis dritten Abstandsberechnungsvorrichtungen 91 bis 93 berechnen die genannten ersten bis dritten Entfernung 1a, 1b und 1d ab dem Zeitpunkt, an dem die erste und die zweite Markenlesevorrichtung 86 und 87 die Punkte E, F, G und H der Marke 88 lesen (Schritt S025). Die Längenmessungs-Abstandsberechnungsvorrichtung 94 benutzt die berechneten Entfernungen 1a, 1b und 1d und die Normallängen-Meßentfernung S, um aufgrund der obigen Gleichung (19) die Längenmeßentfernung Ls zu berechnen (Schritt S026). Die Kabellängenberechnungsvorrichtung 96 berechnet die gemessene Länge L4 = NxLS des Kabels 1 durch Multiplizieren der Längenmeßentfernung LS, die die Längenmessungs-Abstandsberechnungsvorrichtung 94 berechnet hat, mit dem Zählerstand N, den die Längenmessungs-Frequenzzählervorrichtung 95 berechnet hat (Schritt S028).
Es wird nun der Schritt S028 beschrieben.
Die Verarbeitung in den Schritten S022 bis S027 wird wiederholt, bis die automatische Längenmessung beendet ist.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die exakte Messung der Länge des Kabels 1 möglich, und zwar auch dann, wenn die Stellung der Marke 88 durch Verdrehungen des Kabels 1 verschoben ist.
Mit Bezug auf Fig. 22 bis Fig. 23 wird nun eine neunte Ausführungsform erklärt.
Tritt in der obigen Ausführungsform mit einem Codierer eine Welligkeit in der Oberfläche des Kabels 1 auf, siehe Fig. 22, so folgt die Drehung des Codiererrads der Welligkeit nach, so daß ein Fehler in der Längenmessung auftritt. Zudem verursachen Änderungen der Umgebungstemperatur oder des Codiererrad-Durchmessers aufgrund von Verschleiß usw. Fehler bei der Längenmessung. Die neunte Ausführungsform löst dieses Problem.
Fig. 23 zeigt den Aufbau einer Längenmeßeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Die Längenmeßeinrichtung umfaßt einen Markierer 43, der optisch erfaßbare Marken auf der Oberfläche des Kabels 1 erzeugt, erste und zweite optische Sensoren 45 und 46, beispielsweise Laserschalter, erste und zweite Analog-Digital-Umsetzer 47 und 48, ein Codiererrad 49A, einen Codierer 49, einen Zähler 50, eine Anzeigevorrichtung 52, z. B. eine LCD-Anzeige, und eine Tastatur oder eine andere Eingabevorrichtung 53. Der Markierer 43 erzeugt optisch erfaßbare Marken 44 auf der Oberfläche des Kabels 1, das sich auf Förderwalzen 42 bewegt. Die vom Codierer 49 gemessene Länge L5 des Kabels 1 wird berechnet als Produkt aus der Bewegungsentfernung ΔL je Impuls des Codierers 49 und dem Zählerstand N des Zählers 50,
L4 = ΔL N (20) .
Dabei ist ΔL durch die folgende Gleichung bestimmt:
ΔL = πD/J (21) ,
wobei D der Durchmesser des Codiererrads 49A und
J die Anzahl der Impulse ist, die der Codierer 49 bei jeder Umdrehung des Codiererrads 49A ausgibt.
Durch Einsetzen der Gleichung 21 in die Gleichung 20 erhält man die folgende Gleichung:
L4 = πND/J (22) .
Der Durchmesser D des Codiererrads 49A wird von Hand gemessen und analog zum oben genannten Zählerstand J über eine Eingabevorrichtung 53 in den Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 51 eingegeben.
Ist der tatsächliche Durchmesser des Codiererrads 49A zum Zeitpunkt der Messung Dt, so gilt die folgende Gleichung:
Dt k D (23) ,
wobei k ein Korrekturkoeffizient ist.
Ist der Durchmesser des Codiererrads 49A Dt, so drückt die folgende Gleichung die korrekt gemessene Länge Lt aus:
Lt = πNDt/J (24) .
Setzt man die Gleichung 24 in die Gleichung 23 ein, so erhält man die folgende Beziehung:
Lt = k L4 (25) .
Daher kann in dieser Ausführungsform die Länge exakt gemessen werden, wenn der Korrekturkoeffizient k gleichzeitig gemessen wird.
Unten wird das Verfahren erklärt, mit dem der Korrekturkoeffizient k zeitgleich gemessen wird. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 erzeugt über den Markierer 43 in gewissen Abständen Marken auf der Oberfläche des Kabels 1. Dieser Abstand wird gemäß den Durchmesseränderungen des Codiererrads 49A passend eingestellt. Ändert sich beispielsweise der Durchmesser des Codiererrads 49A aufgrund von Verschleiß oder ähnlichem sehr langsam, so ist die Zeitspanne ein Monat oder sechs Monate. Treten während eines einzigen Tages besonders große Temperaturschwankungen auf, so kann die Markierung in Abständen von einigen Stunden ausgeführt werden. Sie ist auch zu jedem beliebigen Zeitpunkt durchführbar.
Erkennt der erste Sensor 45 die auf diese Art erzeugte Marke 44&sub1;, so speichert der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Zählerstand SC1 des Zählers 50 zu diesem Zeitpunkt. Erkennt der zweite Sensor 46 als nächstes die Marke 44&sub1;, so speichert der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Zählerstand SC2 des Zählers 50 zu diesem Zeitpunkt. Auf diese Weise beträgt die Entfernung, die der Codierer 49 erfaßt, wenn sich die Marke 44&sub1; um eine Normallängen-Meßentfernung S bewegt, (SC2 - SC1)ΔL. Wurde die Normallängen-Meßentfernung S vorab genau gemessen, so hängt die Normallängen-Meßentfernung S nicht vom Codiererrad 49A ab, und man kann den Korrekturkoeffizient k durch die folgende Gleichung erhalten:
k = S/(SC2 - SC1)ΔL (26) .
Daher mißt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten k die Länge Lt exakt.
Man beachte, daß das Codiererrad 49A die tatsächliche Länge einschließlich jeder vorhandenen welligkeit mißt, siehe Fig. 22.
Ein weiteres Beispiel der Längenmeßeinrichtung gemäß der neunten Ausführungsform nach Fig. 23 wird mit Bezug auf Fig. 24 und Fig. 25 erklärt. In diesem Beispiel wird die Längenmeßeinrichtung nach Fig. 23 verwendet. Dabei wird eine Anzahl Adern 101 parallel gelegt, siehe Fig. 24, die teilweise und wiederholt mit bandähnlichen Hüllen 102 bedeckt werden, wobei zwischen den Hüllen 102 Fenster 103 bereitgestellt sind. Es wird nun der Fall erklärt, daß die Länge eines flachen Kabels 100 zu messen ist. Das Meßsystem ist in Fig. 25 überblicksmäßig dargestellt. Förderwalzen 42 und 42a fördern das flache Kabel 100.
Anstelle der optisch erfaßbaren Marken 44 nach Fig. 23 messen der erste Sensor 45 und der zweite Sensor 46 die Enden der bandähnlichen Hüllen 102, die von den Fenstern 103 getrennt werden. Die Länge der bandähnlichen Hüllen 102 in Bewegungsrichtung ist bekannt, so daß es möglich ist, sich auf die Längen zu beziehen, den genannten Korrekturkoeffizienten k zu berechnen und die Länge des Kabels 1 genau zu messen.
Mit Bezug auf Fig. 26 und Fig. 27 wird nun eine zehnte Ausführungsform der Erfindung erklärt.
Der Aufbau der Längenmeßeinrichtung in Fig. 26 gleicht dem Aufbau der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 23.
Diese Ausführungsform vermindert den Fehler in der Längenmessung, der aufgrund von Schwankungen beim Markieren der Oberfläche des sich bewegenden Kabels 1 entsteht, und zwar wegen der verzögerten Reaktion beim Messen der Länge des Kabels 1, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, und wegen Schwankungen des Markiervorgangs, da der Markiervorgang des Markierers 43, der optisch erfaßbare Marken erzeugt, beispielsweise Marken mit einem Tintenstrahl, in der Regel einige zehn bis hundert Millisekunden dauert.
Der erste Sensor 45 und der zweite Sensor 46, z. B. Laserschalter, sind mit dem Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 und dem Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46 ausgerichtet; beide sind genau um die Normallängen-Meßentfernung 5 voneinander entfernt. Die Markierstellung des Markierers 43 und der Erfassungspunkt 45a des ersten Sensors 45 sind genau durch ein Markenintervall mit dem Abstand D voneinander getrennt angeordnet, wobei D kürzer ist als die Normallängen-Meßentfernung S. Die folgende Gleichung gibt den Abstand C zwischen der Normallängen-Meßentfernung S und dem Markenintervall D an:
C = S - D (27) .
Fig. 27 zeigt ein Flußdiagramm mit der Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung, hauptsächlich des Längenmeßeinrichtungs-Hauptteils 51. Die Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung wird im weiteren mit Bezug auf das Flußdiagramm erklärt.
Es werden nun die Schritte S031 bis S033 beschrieben.
Über die Eingabevorrichtung 53 werden im Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 die ziel-Überschußlänge Cr, die Normallängen-Meßentfernung S und der Markenabstand D eingestellt (Schritt S031). Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 berechnet die Prüfbezugslänge RCHE&sub0; (Schritt S032). Es gilt:
RCHE&sub0; S + Cr - D (28) .
Zudem initialisiert der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Schleifenarbeitsindex n mit "0" (Schritt S032). Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 gibt den Markierbefehl an den Markierer 43 aus und erzeugt durch den Markierer 43 die erste Marke auf der Oberfläche des sich bewegenden Kabels (Schritt S033).
Es werden nun die Schritte S034 und S035 erklärt.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 wartet, bis der erste Sensor 45 die erste Marke 44&sub0; erkennt (Schritt S034). Erfaßt der erste Sensor 45 die erste Marke 44&sub0;, so startet der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den Zählvorgang des Zählers 50 (Schritt S035).
Nun wird der Schritt S036 beschrieben.
Ab dem Zeitpunkt, zu dem der erste Sensor 45 die erste Marke 44&sub0; erkennt, überwacht der Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 51 den Zählerstand des Zählers 50 und beurteilt, ob die durchgelaufene Länge 1r des Kabels 1, die der Zählerstand des Zählers 50 anzeigt, die Prüflänge RCHEN erreicht hat.
Es werden nun die Schritte S036 bis S039 erklärt.
Erreicht die durchgelaufene Länge 1r die Prüflänge RCHEn (Schritt S036), so erzeugt der Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 51 mit dem Markierer 43 die nächste Marke 44&sub1; auf der Oberfläche des Kabels 1 (Schritt S037). Erkennt der zweite Sensor 46 die erste Marke 44&sub0;, so berechnet der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 die Entfernung Cn (in diesem Fall C1) (Schritt S038). Es gilt:
C&sub1; = L6(SC1 - SC2) (29) ,
wobei SC1 der Zählerstand des Zählers 50 ist, wenn der erste Sensor 45 die Marke 44&sub1; erfaßt,
SC2 der Zählerstand des Zählers 50 ist, wenn der zweite Sensor 46 die Marke 44&sub0; erkennt, und
L6 die Bewegungsentfernung des Kabels 1 ist.
Ist die Entfernung C&sub1; gesucht, so korrigiert der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 die Prüflänge RCHE (Schritt S039),
RCHE&sub1; = RCHE&sub0; - C&sub1; + Cr (30) .
Es werden nun die Schritte S040 bis S041 beschrieben.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 entscheidet, ob die Längenmessung zu Ende ist (Schritt S040); ist die Längenmessung nicht beendet, so wird der Index n um 1 erhöht (Schritt S041) und die genannte Verarbeitung wiederholt.
Es werden nun die Schritte S040 bis S042 beschrieben.
Ist die automatische Längenmessung beendet (Schritt S040), so berechnet der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 die Summe der genannten Abstände Ci und berechnet die Gesamtlänge L7 des Kabels 1 (Schritt S042).
Auf diese Weise ist es möglich, die Entfernung C genau zu berechnen und unter Verwendung des Abstands C die Länge des Kabels 1 genau zu messen.
Man beachte, daß diese Ausführungsform für den Fall erklärt wurde, daß der Codierer 49 als Sensor zum Messen der fortlaufenden Bewegungsentfernung verwendet wird. Genauso wie es früher erläutert wurde, ist jedoch auch ein Laser-Bewegungsentfernungs-Meßsensor verwendbar, der den Doppler-Effekt ausnutzt, oder ein Laser-Entfernungs-Meßsensor, der ein Spektralmuster benutzt.
Mit Bezug auf Fig. 28 und Fig. 29a bis 29g wird nun eine elfte Ausführungsform der Erfindung erklärt.
Um in einer Längenmeßeinrichtung, die das Markiersystem verwendet, beispielsweise in der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 4, die Meßgenauigkeit je Einheit zu erhalten, wird das Intervall zwischen dem Markierer 43 und dem ersten Sensor 45 ungefähr genau so lang gemacht wie die Normallängen-Meßentfernung S. Normalerweise wählt man als Normallängen-Meßentfernung S 1 bis 3 Meter. Wird das Intervall zwischen dem Markierer 43 und dem ersten Sensor 45 ebenfalls 1 bis 3 Meter lang gemacht, also die gleiche Größe wie die Normallängen-Meßentfernung S, so tritt die Schwierigkeit auf, daß die für die Längenmessung nötige Distanz länger und die Einrich tung größer wird. Zudem ist es nötig, das Kabel 1 zwischen dem Markierer 43 und dem Codiererrad 49A geradlinig und ohne Durchhang, Krümmung usw. zu bewegen. Die Ausführungsform löst dieses Problem.
Die in Fig. 28 gezeigte Längenmeßeinrichtung umfaßt, wie in der genannten Ausführungsform gezeigt, den Markierer 43, die Bildkamera 61, in der ein Ladungsspeicherelement (CCD) und eine Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 als erster Sensor verwendet werden, den zweiten Sensor 46 und den zweiten Analog-Digital-Umsetzer 48, den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51, die Anzeigevorrichtung 52 und die Eingabevorrichtung 53.
Die Längenmeßeinrichtung umfaßt zudem einen dritten Markenerkennungssensor 105, einen Sensorbewegungsmechanismus 110, geeignet zum Bewegen des Sensors 105, einen Treiber 106 zum Ansteuern des Sensorbewegungsmechanismus 110 und einen Analog-Digital-Umsetzer 107 zum Umsetzen der analogen Ausgangssignale aus dem dritten Markenerkennungssensor 105 in digitale Signale. Der Sensorbewegungsmechanismus 110 besteht aus einem Rahmen 111, einer mit Gewinde versehenen Welle 112, die drehbar im Rahmen 111 gehalten wird, einem Motor 113 zum Drehen der Gewindewelle und einen automatischen Tisch 114, der über ein Gewinde in die Gewindewelle 112 eingreift, geeignet zum Bewegen des dritten Markenerkennungssensors 105. Ein Befehl aus dem Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 steuert über einen Treiber 106 den Sensorbewegungsmechanismus 110 an.
Die Arbeitsweise der Längenmeßeinrichtung wird nun mit Bezug auf Fig. 29a bis 29g erklärt.
Vor der automatischen Längenmessung, siehe Fig. 29a, erzeugt der Markierer 43 durch einen Befehl aus dem Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eine Marke 44&sub0; auf der Oberfläche des Kabels 1, und zwar an einer geeigneten Stelle a3 vom Vorderende 1A des Kabels 1 entfernt. Das Markieren kann, wie erwähnt, durch das Tintenstrahlsystem, das Stempelsystem und das Etikettensystem erfolgen. Die Entfernung a3 vom Vorderende 1A des Kabels 1 zur Markierstelle 43a wird mit einem Bandmaß oder einer ähnlichen Vorrichtung gemessen und über die Eingabevorrichtung 53 in den Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 51 eingegeben.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 gibt einen Befehl zum Fördern des Kabels 1 an den Kabelfördermechanismus aus. Dieser fördert das Kabel 1 in Richtung des Pfeils A.
Erreicht die Marke 44&sub0; die Erfassungsstelle 105a des dritten Markenerkennungssensors 105, so erkennt der dritte Markenerkennungssensor 105 die Marke 44&sub0;. Das Erfassungssignal wird über den Analog-Digital-Umsetzer 107 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben. Wird dieses Erfassungssignal eingegeben, so gibt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 einen Markierbefehl an den Markierer 43 aus, und die nächste Marke 44&sub1; wird auf der Oberfläche des Kabels 1 erzeugt.
Bewegt sich das Kabel 1 in die in Fig. 29c gezeigte Stellung, so erfaßt der zweite Sensor 46 am Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46 die Marke 44&sub0;. Das Erfassungssignal wird über den Analog-Digital-Umsetzer 48 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 eingegeben. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 zeigt die genannte Entfernung a3 auf der Anzeigevorrichtung 52 an. Die Bildkamera 61 wird veranlaßt, die Länge über die Bildkamera-Signalverarbeitungsschaltung 62 zu messen. Die Bildkamera 61 mißt den Erfassungspunkt 61a der Bildkamera und die Marke 44&sub1;. Der Abstand C&sub1; zeigt, wie oben erwähnt, den Unterschied des Markenzwischenraums MS und der Normallängen-Meßentfernung S, also die Überschußlänge. Zum Messen der Überschußlänge dient das gleiche Verfahren, das mit Bezug auf die zehnte Ausführungsform erklärt wurde.
Ist die gemessene Überschußlänge C&sub1; ein positiver Wert, so bewegt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den dritten Markenerkennungssensor 105 über den Treiber 106 und den Sensorbewegungsmechanismus 110 auf die rechte Bildseite, d. h. die Seite der Bildkamera 61, und zwar genau um die Überschußlänge C&sub1;. Ist die Überschußlänge C&sub1; negativ, so bewegt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 den dritten Markenerkennungssensor 105 um genau die Entfernung C&sub1; auf die Seite des zweiten Sensors 46. Das bedeutet, daß der dritte Markenerkennungssensor 105 nach rechts bewegt und die Entfernung D verkürzt wird, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels 1 zunimmt. Der dritte Markenerkennungssensor 105 wird in die umgekehrte Richtung bewegt, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels 1 abnimmt. Dies ermöglicht es, die Überschußlänge C&sub1; auch dann auf einen kleinen Bereich herunterzudrücken, wenn sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels 1 ändert.
Erkennt der dritte Markenerkennungssensor 105 die Marke 44&sub1;, siehe Fig. 29d, so gibt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 einen Markierbefehl an den Markierer 43 aus, und eine Marke 44&sub2; wird auf der Oberfläche des Kabels 1 erzeugt.
Erreicht die Marke 44&sub1; den Erfassungspunkt 46a des zweiten Sensors 46, siehe Fig. 29e, so erkennt der zweite Sensor 46 diese Marke. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 verändert den Längenmessungs-Zählerstand. Zudem mißt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 die Überschußlänge C&sub2; bezüglich der Marke 44&sub2; über die Bildkamera 61 und speichert sie im Speicher.
Auf diese Weise wird die Normallängen-Meßentfernung S zum ersten Mal gemessen. Der genannte Längenmeßvorgang wiederholt sich dann.
Erkennt der dritte Markenerkennungssensor 105 die n-te Marke 44N, siehe Fig. 29f, so erzeugt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 über den Markierer 43 die Marke 44N+1 auf der Oberfläche des Kabels 1.
Erkennt der zweite Sensor 46 die Marke 44N+1, siehe Fig. 29g, so ist die automatische Längenmessung beendet.
Ein Arbeiter mißt die Entfernung b3 zwischen der Marke 44N+1 und dem rückwärtigen Ende 1B des Kabels 1 mit einem Bandmaß oder einem ähnlichen Instrument und gibt sie über die eine Eingabevorrichtung 53 in den Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 ein. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 berechnet die gemessene Länge L7 des Kabels 1; es gilt:
L7 = a3 + ΣC&sub1; + N S + b3 (31) .
Wie oben erklärt ist gemäß dieser Ausführungsform der dritte Markenerkennungssensor 105 zwischen der Bildkamera 61, die als erster Sensor verwendet wird, und dem zweiten Sensor 46 angeordnet. Der Markierer 43 führt das Markieren zu dem Zeitpunkt aus, zu dem der dritte Markenerkennungssensor 105 die Marke erkennt. Dadurch ist es möglich, die Meßentfernung des Kabels 1 kürzer zu machen. Ist die Meßentfernung kurz, so wird nicht nur der Gesamtaufbau der Längenmeßeinrichtung kleiner, sondern es ist auch einfacher, das Kabel 1 in der gemessenen Länge gerade zu halten, so daß sich die Meßgenauigkeit vergrößert. Weiterhin wird die Stellung des dritten Markenerkennungssensors 105 gemäß der Größe der Überschußlänge C eingestellt, so daß eine hochgenaue Längenmessung möglich wird, auf die sich Schwankungen in der Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels 1 nicht auswirken.
Im weiteren wird die Längenmeßeinrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 30a, 30b und 31 erklärt.
In der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 28 bestand beispielsweise die folgende Schwierigkeit: da sich das Kabel 1 bewegt, schwankt der Abstand zwischen dem Vorderende des dritten Markenerkennungssensors 105 und der Oberfläche des Kabels 1 in einem gewissen Bereich, und die Genauigkeit der Erkennung sinkt. Um diese Effekte der Entfernungsschwankung zu beseitigen, muß der Abstand zwischen dem Kabel 1 und dem dritten Markenerkennungssensor 105 länger und die Fokussiertiefe des dritten Markenerkennungssensors 105 muß größer gemacht werden. Vibriert jedoch der dritte Markenerkennungssensor 105, so wird der Fehler in der Markenerkennung ganz besonders groß und die genaue Bestimmung der Erfassungsstellung 105a des dritten Markenerkennungssensors 105 wird schwierig, so daß eine Stellungsabweichung schwer zu entdecken ist.
Die Ausführungsform löst dieses Problem. In der Nähe des sich bewegenden Kabels 1 wird eine Bezugsskala 120 bereitgestellt, siehe Fig. 30a. Diese Bezugsskala ist in gleichen Abständen mit Graduierungen 121 versehen. Fig. 31 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Graduierungen 121. In der Mitte der Graduierungen an der Stelle, die sich mit der Erfassungsstellung 61a der Bildkamera deckt, befindet sich eine Mittengraduierung 120&sub0;. Vor und hinter ihr sind Graduierungen 121&sub1; und 121&sub2; in Abständen t von beispielsweise 2 mm bereitgestellt.
Wenn die Bildkamera 61 die Marke 44 erfaßt und die Überschußlänge C mißt, so empfängt sie als Eingabe die in Fig. 31 gezeigten Bilddaten. Der Längenmeßeinrichtungs- Hauptteil 51 mißt den Längenunterschied zwischen der Marke 44 und der Graduierung 121&sub0; mit Hilfe der Graduierung 121&sub2; grob und berechnet dann die Entfernung x zwischen der Gradujerung 121&sub2; und der Kante der Marke 44 aus der Pixelanzahl, die dem Graduierungsabstand t entspricht. Beträgt der Graduierungsabstand t beispielsweise 2 mm und sind 100 Pixel darin enthalten, so errechnet sich die Entfernung x zu 1 mm, wenn sich zwischen der Graduierung 121&sub2; und der Marke 44 50 Pixel befinden. Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 verwendet diesen Abstand x zur Längenmessung.
In dieser Ausführungsform ist die Normallängen-Meßentfernung S zwischen der Bildkamera 61 und dem zweiten Sensor 46 auf diese Weise genau bestimmbar, und die Überschußlänge C kann exakt gemessen werden, so daß sich die Genauigkeit der Längenmessung ganz besonders stark verbessert. Zudem wird es, da die Graduierung 121&sub0; bereitgestellt ist, gemäß dieser Ausführungsform einfach, die Erfassungsstellung 61a der Bildkamera anzuordnen.
Mit Bezug auf Fig. 32 wird nun die Längenmeßeinrichtung einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung im weiteren erläutert. Diese Ausführungsform verdoppelt das Markenmeßsystem und das in der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 4 gezeigte Codierermeßsystem, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Diese Längenmeßeinrichtung umfaßt einen Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51, eine Anzeigevorrichtung 52, eine Eingabevorrichtung 53 und einen Markierer 43. Die Längenmeßeinrichtung weist zwei Codierermeßsysteme nach Fig. 3 auf, nämlich den ersten Codierer 32 und den ersten Zähler 36 sowie den zweiten Codierer 34 und den zweiten Zähler 37. Ferner enthält die Längenmeßeinrichtung vier Markenerkennungseinheiten, nämlich den ersten Sensor 141 und seinen Analog- Digital-Umsetzer 142, den zweiten Sensor 143 und seinen Analog-Digital-Umsetzer 144, den dritten Sensor 145 und seinen Analog-Digital-Umsetzer 146 und den vierten Sensor 147 und seinen Analog-Digital-Umsetzer 148.
Der erste Sensor 141 und der zweite Sensor 143 sind auf dem gleichen Rahmen montiert (nicht dargestellt), und der Abstand zwischen ihnen beträgt S1. Der dritte Sensor 145 und der vierte Sensor 147 sind ebenfalls auf dem gleichen Rahmen montiert, und der Abstand zwischen ihnen betr.gt S3. Der Abstand zwischen dem zweiten Sensor 143 und dem dritten Sensor 145 erhält den Wert S2. Als Beispiel seien der Abstand S1 und S3 sehr viel kürzer als die Entfernung S2, die beispielsweise 32,5 mm sei, wogegen der Abstand S2 2,95 m beträgt, ungefähr die gleiche Länge wie die genannte Normallängen-Meßentfernung S. Die Entfernungen S1 und S3 sollten sehr kurz sein; aufgrund der Abmessungsverhältnisse der benachbarten Sensoren 141 und 143 sowie 145 und 147 wird in dieser Ausführungsform der obige Wert genommen. Auf diese Weise wird das Meßsystem verdoppelt, das das Markiersystem verwendet; die Gesamtlänge vergrößert sich jedoch nur wenig.
Das Codiererrad 33 und das Codiererrad 35 können - wie dargestellt - eng benachbart angeordnet werden. Sie können jedoch beispielsweise auch mit dem Codiererrad 35 hinter dem vierten Sensor 147 angeordnet werden, um die Durchrutscheffekte zu vermindern, siehe die Erklärung zu Fig. 3.
In dieser Ausführungsform wird mit dem Zähler ein Zählerstands-Justiervorgang ausgeführt, um das Durchrutschen zu behandeln, siehe die Erklärung zu Fig. 3, so daß es dem Codierersystem selbst möglich wird, die Länge exakt zu messen.
Diese Ausführungsform kann auch als verdoppeltes System gemäß der dritten Ausführungsform arbeiten, siehe die Erklärung zu Fig. 4. Dieser Vorgang wird im folgenden beschrieben.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 führt als Markier-Meßsystem die Längenmessung aus und verwendet dabei eine Kombination von Sensoren gemäß der folgenden Tabelle. In der Tabelle zeigen Leerzeichen einen normalen Sensorzustand an, wogegen ein x anzeigt, daß der Sensor ausgefallen ist. Die Zahlen in der Tabelle geben die Bezugszeichen der Sensoren an. Tabelle 1 Hauptmeßsystem Nebenmeßsystem
Arbeiten alle Sensoren normal, so verwendet der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 die Kombination des ersten Sensors 141 mit dem dritten Sensor 145 als Hauptmarkier-Meßsystem und verwendet dieses Meßsystem zum Messen einer Hauptmeßlänge (S1 + S2). Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 benutzt weiterhin die Kombination des Sensors 143 und des vierten Sensors 147 als Nebenmarkier-Meßsystem und verwendet dieses Meßsystem zum Messen einer Nebenmeßlänge (S2 + S3).
Zudem wird das Codierermeßsystem des ersten Codierers 32 und des ersten Zählers 36 als Hauptcodierer-Meßsystem verwendet. Der zweite Codierer 34 und der zweite Zähler 37 werden als Nebencodierer-Meßsystem verwendet.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 verwendet das Hauptmarkier-Meßsystem und das Hauptcodierer-Meßsystem zum Messen der Länge des Kabels 1. Die Arbeitsweise ist die gleiche, die in der dritten Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 4 erklärt wurde. In dieser Ausführungsform gibt es jedoch ein Nebenmarkier-Meßsystem und ein Nebencodierer-Meßsystem. Das Nebenmarkier-Meßsystem und das Nebencodierer-Meßsystem werden dazu verwendet, zu beurteilen, ob das Hauptmarkier-Meßsystem und das Hauptcodierer-Meßsystem normal messen.
Der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 vergleicht die Ergebnisse der Längenmessung des Hauptcodierer-Meßsystems mit den Ergebnissen des Nebencodierer-Meßsystems. Erkennt er, daß der Unterschied über einem Toleranzwert liegt, die Ergebnisse des Hauptcodierer-Meßsystems stark von den normalen Meßergebnissen abweichen und sich das Hauptcodierer- Meßsystem abnormal verhält, so verwendet er die Ergebnisse des Neben-Meßsystems.
Wahlweise beurteilt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51, wie im Fall der Längenmeßeinrichtung mit Bezug auf Fig. 3 erklärt wurde, das Durchrutschen des Codiererrads 35 und des Codiererrads 33 in der gleichen Weise wie der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 38 und verwendet denjenigen Zähler stand des ersten Zählers 36 und des zweiten Zählers 37, der größer ist. Weichen jedoch beide Zählerstände stark vom aufgezeichneten Wert ab oder erhöht sich der Zählerstand nicht, so nimmt der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 an, daß das Codierer-Meßsystem ausgefallen ist und verwendet die Ergebnisse des normal arbeitenden Codierer-Meßsystems.
Beim Markiermeßsystem werden ebenfalls die Ergebnisse für zwei Systeme verglichen. Überschreitet der Fehler der beiden Ergebnisse einen Toleranzwert und weicht einer der Werte vom aufgezeichneten Wert ab, so wird die Sensorkombination geändert, um den ausgefallenen Sensor genau zu bestimmen. Wurde der defekte Sensor erkannt, so wird die Sensorkombination gemäß Tabelle 1 geändert.
In dieser Ausführungsform wird - wie oben erklärt - zu allererst die Längenmessung nie unmöglich, weil eines der Codierer-Meßsysteme oder eines der Markier-Meßsysteme ausgefallen ist. Treten während des Messens der Länge eines sich bewegenden Kabels 1 in einer Art von Meßsystemen Schwierigkeiten auf, so ist die Lange nicht mehr meßbar. Gemäß dieser Ausführungsform vermindert sich die Wahrscheinlichkeit jedoch beträchtlich, daß das Messen unmöglich wird. Weiterhin sind gemäß dieser Ausführungsform das Markier-Meßsystem und das Codierer-Meßsystem beide doppelt vorhanden. Damit ist es möglich, den ausgefallenen Sensor oder Codierer genau zu bestimmen.
In Fig. 32 kann auch der Markierer 43 verdoppelt werden. Erkennen beispielsweise die Sensoren innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne die eine oder andere Marke nicht, so wird der Markierer 43 als ausgefallen betrachtet, und der Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil 51 kann einen zweiten Systemmarkierer betreiben. Der erste Codierer 32 oder der zweite Codierer 34 messen die Länge auch in der Zeitspanne, in der keine Marke erkannt wird, so daß die Messung der Länge des Kabels 1 nie unmöglich wird.
Im folgenden wird nun mit Bezug auf Fig. 33 und Fig. 34 eine weitere Längenmeßeinrichtung erklärt. Diese Ausführungsform betrifft die Messung der Normallängen-Meßentfernung 5.
Die Längenmessung in dieser Erfindung beruht, wie oben erläutert, auf dem Messen von Einheitslängen des Abstands; somit ist es erforderlich, den Wert der Normallängen-Meßentfernung S genau zu messen. Die Verfahren zum Kompensieren von Temperatureinflüssen usw., die die Normallängen-Meßentfernung 5 betreffen, wurden mit Bezug auf Fig. 2 erklärt. Vor einer derartigen Temperaturkompensation ist es jedoch geboten, die Normallängen-Meßentfernung S exakt zu messen.
Beträgt beispielsweise die Meßgenauigkeit 0,02 Prozent, so wird eine Genauigkeit der Einstellung der Normallängen- Meßentfernung S auf 0,01 Prozent oder weniger gefordert. Ist die Normallängen-Meßentfernung S z. B. 3 m lang, so liegt der zulässige Fehler unter 0,3 mm. Wird die Normallängen- Meßentfernung S vergrößert, so vergrößert sich der zulässige Fehler ebenfalls. Die Länge der Längenmeßeinrichtung in Bewegungsrichtung des Kabels 1 nimmt aber auch zu, und es wird schwierig, das sich bewegende Kabel 1 im Bereich dieser langen Normallängen-Meßentfernung 5 gerade zu halten. Die Normallängen-Meßentfernung 5 kann daher nicht verlängert werden. Es wäre eher wünschenswert, daß sie einen Meter oder weniger beträgt. Es wird nun ein Verfahren erklärt, um die Normallängen-Meßentfernung S in einer solchen Situation genau zu messen.
Die Normallängen-Meßentfernungs-Meßeinrichtung nach Fig. 33 umfaßt eine erste lineare Skala 155 und eine zweite lineare Skala 165. Die erste lineare Skala 155 ist mit einer ersten Führung 154 versehen, an deren Spitze ein erstes Ziel 151 angebracht ist. Am Vorderende des ersten Ziels 151 sind eine erste Kennzeichnung 152 und ein erstes schwarzes Gummistück 153 angebracht. Die zweite lineare Skala 165, die zweite LM-Führung 164, das zweite Ziel 161, die zweite Kennzeichnung 162 und das zweite schwarze Gummistück 163 sind gleich aufgebaut.
Die erste lineare Skala 155 bewegt sich in der Bewegungsrichtung B. Die erste lineare Skala 155 und die erste LM-Führung 154 sind dadurch genau parallel zur Bewegungsrichtung des Kabels 1 beweglich angebracht, daß die erste lineare Skala 155 und die erste LM-Führung 154 auf dem Hauptteil der Kabelbewegungsführung montiert sind. Um den Kontrast zwischen der Kabeloberfläche und der Marke genau wiederzugeben, wird das erste Ziel 151 bereitgestellt. Auf ihm ist ein erstes schwarzes Gummistück 153 aus einer dünnen Gummischicht aufgeklebt. Oben auf dem Gummistück ist eine erste weiße Kennzeichnung 152 aufgeklebt. Die linke Kante der ersten Kennzeichnung 152 schneidet die Bewegungsrichtung des Kabels 1, d. h. die Richtung B, und befindet sich immer in der gleichen Stellung. Die relative Lage des Blocks der ersten LM-Führung 154 und des Schlittens der ersten linearen Skala 155 sind auf dem Zielrahmen festgelegt. Mißt der Zielrahmen die Normallängen-Meßentfernung S, so ist er wie dargestellt angeordnet. Während des Normallängen-Meßvorgangs des Kabels 1 zieht er sich jedoch aus der Bewegungsstellung des Kabels 1 zurück. Die obige Erklärung wurde für die Seite der ersten linearen Skala 155 gegeben, sie gilt jedoch auch für die Seite der zweiten linearen Skala 165.
Fig. 33 zeigt den Aufbau einer Einrichtung, in der vier Markensensoren 171 bis 174 als Doppelprüfvorrichtung verwendet werden. Die Laserstrahl-Punktstellungen 175 bis 179 der Markensensoren 171 bis 174 bestimmen die erste Normalentfernung S11 und die zweite Normalentfernung S12. D. h., der Abstand zwischen dem Punkt 175 des ersten Markensensors und dem Punkt 177 des dritten Markensensors ist die erste Normalentfernung S11, und der Abstand vom Punkt 176 des zweiten Markensensors zum Punkt 178 des vierten Markensensors ist die zweite Normalentfernung S12. Die "Korrektur der Normalentfernung", von der in dieser Ausführungsform gesprochen wird, bedeutet die genaue Messung dieser Normalentfernungen S11 und S12.
Weiterhin sind die erste lineare Skala 155 und die zweite lineare Skala 165 jeweils mit dem absoluten Nullpunkt 155a der ersten linearen Skala 155 bzw. mit dem absoluten Nullpunkt 165a der zweiten linearen Skala 165 versehen, wobei zwischen ihnen der feste Abstand L11 liegt. Der Abstand zwischen dem absoluten Nullpunkt 155a der ersten linearen Skala 155 und dem Schlitten 155b ist all, und der Abstand zwischen dem Schlitten 155b und der Position 155c der linken Kante der ersten Kennzeichnung 152 ist b11. In ähnlicher Weise ist die Entfernung zwischen dem absoluten Nullpunkt 165a der zweiten linearen Skala 165 und dem Schlitten 165b a12, und der Abstand zwischen dem Schlitten 165b und der Position 165c der linken Kante der zweiten Kennzeichnung 162 ist b12.
Die Normallängen-Meßentfernungs-Meßeinrichtung nach Fig. 33 enthält einen Computer 182, der die Messung steuert und berechnet, einen ersten linearen Skalenadapter 156 und einen ersten Codierzähler 157 zum Erfassen der Stellung der ersten linearen Skala 155, und, in ähnlicher Weise, einen zweiten linearen Skalenadapter 166 und einen zweiten Codierzähler 167. Die Normallängen-Meßentfernungs-Meßeinrichtung umfaßt einen ersten Sensorschalter-Adapter 179 und einen zweiten Sensorschalter-Adapter 180.
In dieser Ausführungsform ist die Auflösung der ersten linearen Skala 155 und der zweiten linearen Skala 165 5 µm, und der größtmögliche Meßfehler der Verschiebung ist 20 µm. Der absolute Nullpunkt 155a der ersten linearen Skala kann mit einer Genauigkeit von 20 µm erkannt werden. Der absolute Nullpunkt 155a der ersten linearen Skala ist in einer bestimmten Stellung auf der ersten linearen Skala 155 befestigt. Die Lage des absoluten Nullpunkts 155a der ersten linearen Skala und die Lage des absoluten Nullpunkts 165a der zweiten linearen Skala unterscheiden sich jedoch.
Der Computer 182 kann die Lage der ersten linearen Skala 155 über den ersten linearen Skalenadapter 156 und den ersten Codierzähler 157 messen. Die relative Genauigkeit bezogen auf den Schlitten beträgt 20 µm. Das Gleiche gilt für die zweite lineare Skala 165.
Durch Verwendung des Computers 182 sind die Positionen des Schlittens 155b und des Schlittens 165b in der gleichen, oben genannten Weise erfaßbar. Die Positionen der Stellung 155c der linken Kante der ersten Kennzeichnung 152 und der Stellung 165c der linken Kante der zweiten Kennzeichnung sind fest. Daher können die genannten Abstände a11, b11, a12 und b12 genau erfaßt werden.
Im folgenden werden die grundlegenden Vorgänge zum Messen der Normalabstände S11 und S12 erklärt.
Das erste Ziel 151 und das zweite Ziel 161 werden entlang der Bewegungsrichtung B des Kabels bewegt. Die Bewegung der Ziele wird in dem Augenblick angehalten, in dem die Markensensoren 171 bis 174 die Kennzeichnungskanten erfassen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kanten der Kennzeichnungen 152 und 162 auf der Erfassungsstellung des Punkts der Markensensoren überlagert. Diese ermöglicht das Messen der ersten und zweiten Abstände S11 und S12.
Es wird nun erklärt, wie genau der Abstand zwischen den Kanten der beiden Kennzeichnungen 152 und 162 gemessen werden kann.
Der Abstand M zwischen den beiden Kennzeichnungen ist durch die folgende Gleichung bestimmt:
M = L11 + a11 + a12 + b11 + b12 (32) .
Dabei kann der Computer 182 wie oben erwähnt die Abstände a11 und a12 exakt erfassen, und zwar mit einer Genauigkeit von ungefähr 20 µm. Der Abstand (L11 + b11 + b12) hat einen festen Wert, der sich nicht ändert. Ist daher der Abstand (L11 + b11 + b12) einmal gefunden und im Speicher des Computers 182 gespeichert, so ist es möglich, den Abstand M zwischen den beiden Kennzeichnungen durch Messen der Entfernungen a11 und a12 mit dem obigen Verfahren zu bestimmen.
Im weiteren wird das Verfahren zum Messen des Abstands M zwischen den beiden Kennzeichnungen als erster Verarbeitungsschritt erklärt, um die obige feste Entfernung (L11 + b11 + b12) zu finden und zu speichern.
Das erste Verfahren zum Messen des Abstands M zwischen den beiden Kennzeichnungen besteht beispielsweise darin, ein Verfahren mit einer 3 m langen hochgenauen Metallskala und einem Vergrößerungsglas mit zwanzigfacher Vergrößerung zu verwenden. Unter Verwendung des Vergrößerungsglasses werden a11 und a12 geeignet eingestellt, so daß sich die Kennzeichnungen der beiden Ziele mit den Graduierungslinien der hochgenauen Metallskala genau decken. Der Abstand M zwischen den beiden Kennzeichnungen wird dann gemessen. Gemäß diesem Meßverfahren ist es möglich, den Abstand M zwischen den beiden Kennzeichnungen mit einer Genauigkeit von ungefähr 0,2 mm zu messen.
Ein zweites Verfahren zum Messen des Abstands zwischen den beiden Kennzeichnungen wird nun mit Bezug auf Fig. 34 erklärt. Am Hauptteil 190 der Kabelbewegungsführung ist eine lange, lineare Skala 191 befestigt. Die Länge L12 dieser linearen Skala 191 wird beispielsweise auf drei Meter gesetzt. Auf dem Rahmen sind die lineare Skala 191, der Schlitten 192, der LM-Führungsblock 193 und der Markensensor-Laserschalter 194 zu einer Einheit verbunden.
Mit der linearen Skala 191 sind, siehe Fig. 33, der zweite lineare Skalenadapter 166, der zweite Codierzähler 167 und der Computer 182 verbunden. Der Computer 182 liest das Ausgabemuster, wenn die lineare Skala 191 bewegt wird. Die Lesegenauigkeit beträgt, wie erwähnt, 20 µm. Zudem wird das Erfassungssignal des Laserschalters 194 in den Computer 182 eingegeben.
In dieser Anordnung wird der Abstand M zwischen den beiden Kennzeichnungen in folgender Weise gemessen.
Der Computer 182 erfaßt den absoluten Nullpunkt 191a der linearen Skala 191, und der zweite Codierzähler 167 wird zurückgesetzt. Der Laserschalter 194 tastet die lineare Skala 191 im Handbetrieb von links nach rechts ab. In dem Augenblick, in dem der Laserschalter 194 die Kante der weißen Kennzeichnung auf dem linken Ziel 196 erkennt, liest der Computer 182 den Ausgabewert N11 der linearen Skala 191 und speichert ihn im Speicher. Danach wird der Laserschalter 194 nach rechts bewegt. In dem Augenblick, in dem der Laserschalter 194 die Kante der weißen Kennzeichnung auf dem rechten Ziel 197 erkennt, wird der Ausgabewert J11 der linearen Skala 191 gelesen und im Speicher gespeichert. Aus dem Obigen berechnet der Computer 182 den Abstand M zwischen den beiden Kennzeichnungen gemäß der folgenden Gleichung:
M Pk(J11 - N11) (33) ,
wobei Pk ein Impuls/Längen-Umwandlungskoeffizient ist.
Man beachte, daß vor dem genannten Ablauf die Empfindlichkeit des Laserschalters 194 justiert und der Abstand zwischen der Zielkennzeichnung und dem Laserschalter 194 auf eine geeignete Größe gesetzt wird, beispielsweise 36 mm.
Nachdem der Abstand M zwischen den beiden Kennzeichnungen nach irgendeinem der obigen Verfahren berechnet wurde, werden die Entfernungen a11 und a12 gemessen, und der Abstand (L11 + b11 + b12) wird berechnet. Werden die auf diese Weise gemessenen Normallängen S1 und S2 verwendet, so ist die Normallängen-Meßentfernung S mit einer Genauigkeit von ungefähr 0,01 Prozent meßbar, und die Länge des Kabels 1 ist ganz besonders genau meßbar.
Beim Arbeiten mit der Erfindung können die genannten Ausführungsformen auf verschiedene Arten verknüpft werden.
Ferner wurden die Erklärungen anhand eines Kabels 1 gegeben, und zwar als Veranschaulichung eines längliches Objekts, dessen Länge zu messen ist. Die erfindungsgemäße Längenmeßeinrichtung ist jedoch nicht auf ein Kabel eingeschränkt, sondern ist in aller Breite auf Längenmeßeinrichtungen anwendbar, die längliche Objekte wie Kabel exakt messen.
Die obigen Ausführungsformen wurden auch hauptsächlich in Bezug auf eine Längenmeßeinrichtung und eine Normallängen-Meßentfernungs-Meßeinrichtung erklärt. Aus den Erklärungen ihrer Wirkungsweisen geht jedoch hervor, daß die Erfindung auch Verfahren zum Messen der Länge von langen Objekten offenbart.
Zudem sind die Längenmeßeinrichtung, die Normallängen- Meßentfernungs-Meßeinrichtung und die zugehörigen Verfahren nicht auf die oben erklärten Ausführungsformen eingeschränkt. Die Erfindung erstreckt sich auf den Bereich, auf den sie ein Fachmann auf der Grundlage der Darstellung anwenden kann, die in der Beschreibung und den Ansprüchen offengelegt ist.

(LISTE DER BEZUGSZEICHEN)

1 ... Magnetband
10 ... magnetischer Aufzeichnungskopf
14 ... magnetischer Wiedergabekopf
20 ... Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil
22 ... Zähler
32, 34 ... Codierer
36, 37 ... Codierer-Impulszähler
38 ... Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil
43 ... Markierer
45, 46 ... Sensor
47, 48 ... Analog-Digital-Umsetzer
49 ... Codierer
50 ... Zähler
51 ... Längenmeßeinrichtungs-Hauptteil
52 ... Anzeigevorrichtung
53 ... Eingabevorrichtung
61 ... Bildkamera

Claims

1. Längenmeßeinrichtung, umfassend:

erste und zweite Markenerkennungseinrichtungen (45;47, 46;48), die entlang der Bewegungsrichtung eines länglichen Objekts bei genau einer Normallängen-Meßstrecke (S) angeordnet sind, und Erkennungsmarken, die auf dem länglichen, sich bewegenden Objekt bereitgestellt sind oder auf einem Band, daß sich zusammen mit dem länglichen Objekt bewegt;

eine Überschußlängen-Meßeinrichtung (49; 50, 51), die die Überschußlänge (C) mißt, bestehend aus dem Streckenunterschied zwischen der Normallängen-Meßstrecke und dem Abstand zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem sich bewegenden länglichen Objekt bereitgestellt sind oder dem Abstand zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem Band bereitgestellt sind; und

eine Berechnungs- und Steuervorrichtung (51), die mit der ersten und der zweiten Markenerkennungseinrichtung sowie der Überschußlängen-Meßeinrichtung verbunden ist, und die die Bewegungen des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke zählt, und zwar abhängig von einem Markenerkennungssignal aus der zweiten Markenerkennungseinrichtung entsprechend der Bewegung des länglichen Objekts um jede Normallängen-Meßstrecke, und die die Überschußlänge ausgehend von der Eingabe aus der Überschußlängen-Meßeinrichtung und abhängig vom Erkennen einer Marke durch die erste Markenerkennungseinrichtung berechnet.

2. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungs- und Steuervorrichtung

das Produkt aus der Normallängen-Meßstrecke und aus dem Zählerstand berechnet, der die Bewegung des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke anzeigt, wenn sich das längliche Objekt um eine gewisse Anzahl Normallängen-Meßstrecken bewegt hat,

die Summe der Überschußlängen gemäß der gewissen Anzahl berechnet,

das Produkt aus dem Zählerstand und der Normallängen-Meßstrecke und die Summe der Überschußlängen addiert, und

die Bewegungsstrecke des länglichen Objekts berechnet.

3. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Überschußlängen-Meßeinrichtung die fortlaufende Bewegungsstrecke des länglichen Objekts mißt.

4. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Überschußlängen-Meßeinrichtung eine Codiervorrichtung (49) umfaßt, die einen sich drehenden Körper (49A) aufweist, der sich in Berührung mit der Oberfläche des länglichen Objekts dreht und gemäß dieser Drehung einen Lageerkennungsimpuls ausgibt, und eine Zählvorrichtung (50), die die Ausgabeimpulse aus der Codiervorrichtung zählt, und

die Berechnungs- und Steuervorrichtung (51) die Überschußlänge durch Bezug auf den Zählerstand der Zählvorrichtung und abhängig vom Erkennen einer Marke durch die erste Markenerkennungseinrichtung berechnet, und den Zählerstand aktualisiert, der die Bewegungen des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke darstellt, und zwar abhängig vom Erkennen einer Marke durch die zweite Markenerkennungseinrichtung.

5. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Überschußlängen-Meßeinrichtung ein Laser-Bewegungsstreckenmesser ist, der den Dopplereffekt ausnutzt.

6. Längenmeßeinrichtüng nach Anspruch 3, wobei die Überschußlängen-Meßeinrichtung ein Laser-Bewegungsstreckenmesser ist, der ein Spektralmuster benutzt.

7. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überschußlängen-Meßeinrichtung eine optische Erfassungsvorrichtung (61, 62) enthält, bei der eine Erfassungs-Mittellinie auf ein Ende hin gerichtet ist, das in der Bewegungsrichtung der Normallängen-Meßstrecke hinten angeordnet ist, die optische Erfassungsvorrichtung beim Erkennen einen Streubereich um die Mittellinie erfaßt und das Ergebnis als Bilddaten ausgibt, und

die Berechnungs- und Steuervorrichtung (51) ausgehend von den Bilddaten aus der optischen Erfassungsvorrichtung und abhängig vom Erkennen einer Marke durch die erste Markenerkennungseinrichtung die Überschußlänge berechnet, und den Zählerstand aktualisiert, der die Bewegung des länglichen Objekts um Normallängen- Meßstrecken abhängig vom Erkennen einer Marke durch die zweite Markenerkennungseinrichtung darstellt.

8. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 7, wobei das sich bewegende Band Marken umfaßt, die im voraus in im wesentlichen konstanten Abständen bereitgestellt sind.

9. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 8, wobei das sich bewegende Band optisch erfaßbare Marken enthält, die im voraus in im wesentlichen konstanten Abständen bereit gestellt sind, und die erste und die zweite Markenerkennungseinrichtung optische Markenerkennungseinrichtungen enthalten.

10. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 8, wobei das sich bewegende Band mit einem Magnetmaterial bedeckt ist, und im voraus magnetische Marken auf dem Magnetmaterial in im wesentlichen konstanten Abständen bereitgestellt sind, und die erste und die zweite Markenerkennungseinrichtung magnetische Markenerkennungseinrichtungen enthalten.

11. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Einrichtung hinten in Bewegungsrichtung der ersten Markenerkennungseinrichtung eine Markiervorrichtung (43) angebracht ist, die optisch erfaßbare Marken auf dem länglichen Objekt bereitstellt,

die ersten und zweiten Markenerkennungseinrichtungen erste und zweite optische Sensoren (45;47, 46;48) aufweisen, die die von dermarkiervorrichtung bereitgestellten Marken optisch erfassen,

die Überschußlängen-Meßeinrichtung eine Codiervorrichtung (49) umfaßt, die einen sich drehenden Körper (49A) aufweist, der sich in Berührung mit der Oberfläche des länglichen Objekts dreht und gemäß dieser Drehung ein Lageerkennungs-Impulssignal ausgibt, und eine Zählvorrichtung (50), die die Pulssignale aus der Codiervorrichtung zählt, und

12. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 11, wobei die Markiervorrichtung in einer Stellung in Bewegungsrichtung der ersten Markenerkennungseinrichtung hinten angeordnet ist, die im wesentlichen der Normallängen-Meßstrecke (S) gleich ist.

13. Längenmeßeinrichtüng nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung eine dritte optische Markenerkennungseinrichtung (105, 107) umfaßt, die zwischen der ersten optischen Markenerkennungseinrichtung und der zweiten optischen Markenerkennungseinrichtung (46, 48) angeordnet ist, und

eine Bewegungsvorrichtung (110, 106), die die dritte optische Markenerkennungseinrichtung zwischen der ersten und der zweiten Markenerkennungseinrichtung bewegt, und

die Berechnungs- und Steuervorrichtung (51) die Bewegungsvorrichtung so ansteuert, daß ein Abstand (D) zwischen der Markiervorrichtung und der dritten optischen Markenerkennungseinrichtung der Normallängen-Meßstrecke (5) gleich wird.

14. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 7, 11 oder 13, wobei die Einrichtung in der Nähe des sich bewegenden länglichen Objekts, das die Erkennungs-Mittellinie der optischen Erfassungsvorrichtung darstellt, eine Bezugsskala aufweist, die längs der Bewegungsrichtung des sich bewegenden länglichen Objekts eine Graduierung hat,

die optische Erfassungsvorrichtung die Marken als Bilddaten ausgibt, und zwar zusammen mit der Graduierung der Bezugsskala, wobei sich die Marken in von der Erkennungs-Mittellinie entfernten Stellungen befinden, und

die Berechnungs- und Steuervorrichtung (51) die Überschußlänge aus diesen Bilddaten berechnet.

15. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 11, 13 oder 14, wobei die zweite optische Markenerkennungseinrichtung mindestens zwei benachbarte optische Markenerkennungseinrichtungen (86, 87) aufweist, deren Erkennungs-Mittellinien in einer Lage zusammenfallen, die die Bewegungsrichtung des länglichen Objekts schneidet,

die optisch erfaßbaren Marken, die auf dem länglichen Objekt oder dem Band bereitgestellt sind, das sich zusammen mit dem länglichen Objekt bewegt, Kanten haben, die zur Bewegungsrichtung des länglichen Objekts geneigt sind,

die ersten und zweiten optischen Markenerkennungseinrichtungen die geneigten Kanten erfassen, und

die Berechnungs- und Steuervorrichtung (51) die Berechnung der Strecke korrigiert ausgehend von der Differenz der geneigten Kanten, die die erste und die zweite optische Markenerkennungseinrichtung erfaßt.

16. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Vorrichtung (3, 4) bereitgestellt wird, dazu geeignet, ein Magnetband, das sich zusammen mit dem länglichen Objekt bewegt, an der Oberfläche des länglichen Objekts anzukleben,

eine magnetische Markiervorrichtung angebracht ist, die magnetische Marken auf dem Magnetband bereitstellt, und zwar vorne in Bewegungsrichtung der ersten Markenerkennungseinrichtung,

die erste und die zweite Markenerkennungseinrichtung erste und zweite Magnetsensoren aufweisen, die die magnetischen Marken, die die Markiervorrichtung bereitstellt, magnetisch erkennen,

die Überschußlängen-Meßeinrichtung eine Codiervorrichtung (49) umfaßt, die einen sich drehenden Körper (49A) aufweist, der sich in Berührung mit der Oberfläche des länglichen Objekts dreht und gemäß dieser Drehung Lageerkennungsimpulse ausgibt, und eine Zählvorrichtung (50), die die Ausgangspulssignale aus der Codiervorrichtung zählt, und

die Berechnungs- und Steuervorrichtung (51) die Überschußlänge durch Bezug auf den Zählerstand der Zählvorrichtung und abhängig vom Erkennen einer magnetischen Marke durch die erste magnetische Markenerkennungseinrichtung berechnet, und den Zählerstand aktualisiert, der die Bewegungen des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke darstellt, und zwar abhängig vom Erkennen einer magnetischen Marke durch die zweite magnetische Markenerkennungseinrichtung.

17. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, die umfaßt, daß die Normallängen-Meßstrecke gemäß den Temperaturänderungen des länglichen Objekts automatisch justiert wird.

18. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 17, die zudem eine Vorrichtung umfaßt, geeignet zum automatischen justieren der Normallängen-Meßstrecke gemäß den Temperaturänderungen des länglichen Objekts, wobei die Vorrichtung ein Stab aus dem gleichen Material sein kann wie das längliche Objekt, und sich die Vorrichtung in Bewegungsrichtung des länglichen Objekts erstreckt.

19. Längenmeßeinrichtung, umfassend:

zweite und dritte Markenerkennungseinrichtungen (143, 144, 145, 146), die entlang der Bewegungsrichtung eines länglichen Objekts in Normallängen-Meßstrecke (S) angeordnet sind und Marken erfassen, die auf einem sich bewegenden länglichen Objekt bereitgestellt sind, oder Marken, die auf einem Band bereitgestellt sind, das sich zusammen mit dem länglichen Objekt bewegt;

eine erste Markenerkennungseinrichtung (141, 142), die in Bewegungsrichtung des länglichen Objekts hinten nahe bei der zweiten Markenerkennungseinrichtung angeordnet ist;

eine vierte Markenerkennungseinrichtung (147, 148), die in Bewegungsrichtung des länglichen Objekts vorne nahe bei der dritten Markenerkennungseinrichtung angeordnet ist;

eine erste Überschußlängen-Meßeinrichtung (33, 32, 36), die eine Überschußlänge (C) mißt, umfassend den Streckenunterschied zwischen der Normallängen-Meßstrecke und entweder einer Strecke zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem länglichen Objekt bereitgestellt sind, oder einer Strecke zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem Band bereitgestellt sind;

eine zweite Überschußlängen-Meßeinrichtung (35, 34, 37), die einen Meßabschnitt aufweist, der entlang der Bewegungsrichtung des länglichen Objekts um einen vorbestimmten Abstand entfernt von dem Meßabschnitt der ersten Überschußlängen-Meßeinrichtung bereitgestellt ist und die Überschußlänge mißt, umfassend die Streckendifferenz zwischen der Normallängen-Messung und entweder einer Strecke zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem länglichen Objekt bereitgestellt sind, oder einer Strecke zwischen einer Marke und einer weiteren Marke, die auf dem Band bereitgestellt sind; und

eine Berechnungs- und Steuervorrichtung (51), die mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Markenerkennungseinrichtung und der ersten und zweiten Überschußlängen-Meßeinrichtung verbunden ist, wobei die Berechnungs- und Steuervorrichtung Unterschiede in den ersten, zweiten, dritten und vierten Markenerkennungseinrichtungen und den ersten und zweiten Überschußlängen-Meßeinrichtungen beurteilt, indem sie eine Normalbetriebs-Markenvorrichtung und eine Normalbetriebs-Überschußlängen-Erfassungseinrichtung zum Normalisieren der ersten oder der zweiten Markenerkennungseinrichtung verwendet, um eine Normalmarken-Erfassungseinrichtung zu erzeugen, und auf das Erkennen einer Marke durch die Normalmarken-Erfassungseinrichtung reagiert und die Überschußlänge ausgehend von einer Eingabe aus der Normalbetriebs-Überschußlängen-Erfassungseinrichtung berechnet und eine normalisierte dritte oder vierte Markenerkennungseinrichtung als zweite normalisierte Markenerkennungseinrichtung verwendet, und auf ein Markenerkennungssignal aus der zweiten normalisierten Markenerkennungseinrichtung reagiert und die Bewegungen des länglichen Objekt um die Normallängen-Meßstrecke zählt.

20. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 19, wobei die Berechnungs- und Steuervorrichtung (51) ein Produkt aus der Normallängen-Meßstrecke und aus dem Zählerstand berechnet, der die Bewegungen des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke anzeigt, wenn sich das längliche Objekt um eine gewisse Anzahl Normallängen- Meßstrecken bewegt hat, und die Berechnungs- und Steuervorrichtung eine Summe aus der gewissen Anzahl Überschußlängen berechnet sowie das Produkt aus dem Zählerstand und der Normallängen-Meßstrecke und die Summe der Überschußlängen addiert und die Länge des länglichen Objekts berechnet.

21. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Überschußlängen-Meßeinrichtung eine fortlaufende Bewegungsstrecke des länglichen Objekts mißt.

22. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 21, wobei die erste und die zweite Überschußlängen-Meßeinrichtung (36, 37) jeweils eine Codiervorrichtung (32, 34) hat, die einen sich drehenden Körper (33, 35) aufweist, der sich in Berührung mit der Oberfläche des länglichen Objekts dreht und gemäß dieser Drehung einen Lageerkennungsimpuls ausgibt, und eine Zählvorrichtung (36, 37), die die Ausgangspulse aus der Codiervorrichtung zählt, und

die Berechnungs- und Steuervorrichtung (51) die Überschußlänge durch Bezug auf den Zählerstand der Zählvorrichtung und abhängig vom Erkennen einer Marke durch die erste Markenerkennungseinrichtung berechnet, und den Zählerständ aktualisiert, der die Bewegungen des länglichen Objekts um die Normallängen-Meßstrecke darstellt, und zwar abhängig vom Erkennen einer Marke durch die zweite Markenerkennungseinrichtung.

23. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 22, wobei die Überschußlängen-Meßeinrichtung ein Laser-Bewegungsstreckenmesser ist, der den Dopplereffekt ausnutzt.

24. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 22, wobei die Überschußlängen-Meßeinrichtung ein Laser-Bewegungsstreckenmesser ist, der ein Spektralmuster benutzt.

25. Längenmeßeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 24, umfassend eine Vorrichtung (53), geeignet zum Eingeben der Strecke vom Vorderende des länglichen Objekts zum Meßabschnitt der Überschußlängen-Meßeinrichtung oder der Strecke vom Vorderende des länglichen Objekts zur zweiten Markenerkennungseinrichtung und der Strecke (1B) von der ersten Markenerkennungseinrichtung zum Hinterende des länglichen Objekts oder der Strecke von der optischen Markiervorrichtung, die die optischen Marken bereitstellt, zum Hinterende des länglichen Objekts, und

wobei die Berechnungs- und Steuervorrichtung (51) die eingegebenen Strecken addiert, um die Länge des länglichen Objekts zu berechnen.

26. Längenmeßeinrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9 oder 11 bis 15, wobei die optische Erfassungseinrichtung, die mit einer gewissen Streuung um die Erfassungs-Mittellinie erfaßt und die Ergebnisse als Bilddaten ausgibt, eine Bildkamera und eine Signalverarbeitungsschaltung hat.

27. Längenmeßeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, 11 bis 15 oder 19, wobei die optische Erfassungseinrichtung einen Laserschalter enthält.

28. Längenmeßeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9 oder 11 bis 15, zudem umfassend optisch erkennbare Marken, die durch einen Tintenstrahl oder einen Stempel erzeugt werden.

29. Längenmeßeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 4, 10 oder 16, wobei die magnetische Marke ein Barcode ist.