FI77934B - Foerfarande och anordning foer maetning av laongstraeckta och/eller plana foeremaols dimensioner. - Google Patents

Description

j 77934

Menetelmä ja laite pitkänomaisen ja/tai tasomaisen kappaleen dimensioiden mittaamiseksi

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdan-5 non mukainen menetelmä ja patenttivaatimuksen 5 johdannon mukainen laite pitkänomaisen ja/tai tasomaisten kappaleiden, kuten lautojen ja lankkujen tai levyjen, pituusmittojen määrittämiseksi.

Erilaisia pitkiä kappaleita käsiteltäessä joudutaan 10 usein myös mittaamaan kappaleiden pituus. Automatisoituihin tuotantolinjoihin ja muutamiin koneisiin liittyvää käsittelyä lukuunottamatta mittaus täytyy yleensä suorittaa manuaalisesti perinteisellä mitalla.

Tyypillinen esimerkki paljon pituusmittausta vaati-15 vasta kappaletavaran käsittelystä on lautojen Ja lankkujen käsittely. Esimerkiksi lautatarhoissa joudutaan päivittäin mittaamaan suuria määriä yksittäisiä lautoja ja lankkuja, mikä sitoo työvoimaa ja vie runsaasti aikaa. Mittauksen nopeuttamisen ja/tai automatisoinnin tarve on siten ilmei-20 nen. Lisäksi mitattava lautatavara on yleensä sijoitettu useisiin paikkoihin laajalla alueella, joten olisi edullista että lautatavara mitataan sen sijoituspaikalla. Käytännössä tämä merkitsiee kevyttä ja helposti siirrettävää mittauslaitetta.

25 Eräs tunnettu pituudenmittaustapa on esitetty GB- patenttljulkaisussa 1 375 964, jossa lyhyiden metallitankojen pituus mitataan kahden tuen varassa olevalla mit-tauspöydällä määrittämällä ne kuormitukset, jotka mittaus-pöydällä oleva tanko aiheuttaa tukiin, ja laskemalla näi-30 den kuormitusten perusteella tangon pituus. Menetelmässä täytyy tukien välimatkan olla vakio ja mitattavan kappaleen pituuden tulee olla lyhyempi kuin tämä välimatka (katso esim. sivu 1, rivit 86-93 ja sivu 2, rivit 103-112). Tämä merkitsee mitattavan kappaleen pituuden rajoit-35 tamista mittauspöydän pituutta lyhyemmäksi, joten esimer- 2 77934 kiksi pitkien lautojen mittaamiseen tarvitaan hyvin pitkä, epäkäytännöllinen, raska ja tilaa vievä mittauslaite.

Toinen pituudenmittausmenetelmä on esitetty GB-pa-tenttijulkaisussa 1 065 021 ja US-patenttijulkaissusa 5 3 175 438. Myös tässä tapauksessa mitattava metallitanko punnitaan kahdessa pisteessä, mutta nyt menetelmä ei rajoita mitattavan kappaleen pituutta mittauslavan pituuteen. US-patenttijulkaisussa 3 175 438 esitetty laite on kuitenkin raskaiden metallitankojen katkaisuun tarkoitettu 10 laite, jonka rakenne ei sovellu helposti siirrettävään ja kevyeen pituusmittauslaitteeseen, joka mittaa pitkän lautatavaran tapaisia kappaleita.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada pituuden mittausmenetelmä, joka soveltuu eripituisten kap-15 paleiden nopeaan, tarkkaan ja helppoon pituusmittaukseen, ja jossa mittauslaite ei ole rajoitettu mittauslaitteen pituuteen vaan kattaa kaikki käytännössä tarvittavat pituudet .

Lisäksi keksinnön päämääränä on aikaansaada menetel-20 män toteuttava, kevyt ja edullisesti myös siirrettävä mittauslaite.

Edelleen keksinnön päämääränä on aikaansaada menetelmä ja laite, jotka soveltuvat tasomaisten kappaleiden pituus- ja leveysdimensioiden mittaamiseen.

25 Tämä saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että mitattava kappale punnitaan ainakin kolmessa pisteessä, joista kaksi on rinnakkain toisistaan erillään ja ensimmäisellä etäisyydellä pysäyttimestä ja joista kolmas on toisella etäi-30 syydellä mainittujen kahden punnituspisteen kautta kulkevasta linjasta, ja että pituusmittauksessa mainittu ensimmäinen punnitustulos muodostetaan mainittujen rinnakkain olevien punnituspisteiden punnitustulokset yhdistämällä.

Mitattavan kappaleen pituus on siten suoraan lasket-35 tavissa kahdesta etäisyysmitasta ja kahdessa pisteessä 77934 3 suoritettujen punnitustulosten suhteesta. Kappaleen pituus ei ole rajoitettu tuentojen väliseen etäisyyteen tai mit-tauslavan pituuteen. Koska pituuden laskemiseen tarvitaan vain punnitustulosten suhde, voidaan menetelmällä mitata 5 esimerkiksi erityyppisiä kappaleita yksitellen peräjälkeen ilman mitään muutoksia, ainoan vaatimuksen ollessa, että mitattavan kappaleen paino pituusyksikköä kohti on riittävän vakio.

Monipisteisellä punnituksella saavutetaan tarkka 10 mittaus, joka ei ole herkkä kappaleen sijainnille mittaus-lavalla.

Keksinnön mukainen monipistepunnitus mahdollistaa myös oleellisesti suorakaiteen muotoisten levyjen dimensioiden mittaamisen, ts. kaksiuloitteisen mittauksen. Täl-15 löin kukin mitattava dimensio lasketaan kahden, mitattavan dimension suunnassa saadun punnitustuloksen suhteen avulla.

Kahdella rinnakkain olevalla ja yhdellä erillisellä punnitusanturilla aikaansaadaan eräänlainen kolmipiste-20 tuenta, joka kannattaa tukevammin mittauslavaa ja lisää mittauslaitteen kuormitettavuutta.

Mittauslavan vieläkin vakaamman tuennan aikaansaamiseksi voidaan levyjen mittauksessa käyttää vielä neljättäkin tuentaa, joka on samalla etäisyydellä sekä toisesta 25 että kolmannesta tuennasta. Tällöin kumpikin mitattava dimensio on saatavissa kahden anturiparin erikseen muodostamien kahden suhteen avulla.

Mittauksen tarkkuus riippuu punnitusanturien herkkyydestä, joka edullisesti on muutamia grammoja. Anturit 30 taarataan ennen jokaista mittausta. Jatkuva taaraus estää myös ulkokäytössä mittauslavalle kertyvän lumen, jään, roskien ym. aiheuttamat virheet. Koska käytetään samanlaisia antureita, tapahtuu myös mahdollinen antureiden ryömintä samaan suuntaan ja tästä aiheutuva mittausvirhe kom-35 pensoituu.

4 77934

Menetelmä mahdollistaa myös esimerkiksi lautatavaran niputtamisen suoraan mittauslavalle, kun laudat asetetaan nippuun ja mitataan yksitellen ja anturit taarataan ennen uuden laudan asettamista. Automatisoimalla prosessi voi-5 daan esimerkiksi toteuttaa itsepalveluperiaatteella toimiva puutavaran mittausasema, joka mittaa puutavaran sitä alustalle ladottaessa. Samalla mittausalusta voi toimia nipun sidontapaikkana, josta nippu viedään trukilla.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 5 10 mukainen mittauslaite, jossa sovelletaan keksinnön mukaista menetelmää.

Punnitusanturit on edullisesti asennettu kevyelle, pyörillä varustetulle alustalle, jolloin aikaansaadaan helppokäyttöinen siirrettävä mittauslaite.

15 Esillä olevaa keksintöä selitetään seuraavassa yk sityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirrokseen, jossa kuvio 1 havainnollistaa esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän teoreettista osaa, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen mittauslaitteen 20 sivulta nähtynä, kuvio 3 esittää kuvion 2 laitteen päältä nähtynä, kuvio 4 esittää kuvion 2 laitteen päältä nähtynä ja mittauslava poistettuna, ja kuvio 5 esittää havainnollista toista keksinnön mu-25 kaista mittauslaitetta.

Aluksi seisotetaan esillä olevassa menetelmässä käytetyn pituuden määrityksen sinänsä tunnettua teoriaa kuvioon 1 viitaten ja johdetaan menetelmässä käytetty laskentakaava .

30 Kuviossa 1 on esitetty pitkänomainen palkki, jonka pituus on 1 ja jonka massan oletetaan olevan tasaisesti jakautunut, ts. massa pituusyksikköä kohti on vakio.

Palkki on asetettu vaakasuoraan kahdelle tuelle, joista ensimmäisen ennalta tunnettu etäisyys palkin toi-35 sesta päästä on b ja joista toisen ennalta tunnettu etäi- 77934 5 syys ensimmäisestä tuesta on a palkin vastakkaisen pään suuntaan.

Palkki vaikuttaa painopisteessään alaspäin voimalla M, jolloin ensimmäinen tuki aiheuttaa ylöspäin voiman Fx 5 ja toinen tuki aiheuttaa ylöspäin voiman F2. Tällöin voimien summa on 3£F F, + f2 - M * 0 (1) 10 missä M - m g, n on palkin massa ja g on painovoiman kiihtyvyys.

Momentti ensimmäisessä tukipisteessä (Fx) £1M1 = Ιψ- · ^ * M “ I * I * M - a · F2 = 0 (2) 15 josta saadaan (1 - b)M - aF2 - 0 (3)

Yhtälö (1) voidaan esittää myös muodossa 20

Fj + F2 - M ' (4) ja yhtälö (3) muodossa 25 (i - b)M - a F2 ) (5)

Yhtälöt (4) ja (5) yhdistämällä saadaan 1 = ?a · F + 2b = |ä-~-*2 + 2b (6) M 4 F1 + F2 30 mistä saadaan lopullinen muoto 1 + 2b 1 + fl (7) f2 35 Palkin pituus voidaan siten määrittää yhtälöllä (7) kunhan 6 77934 tunnetaan voimien suhde Fl/Fi. Toisaalta voimat Fx ja F2 vastaavat palkin painon jakautumista ensimmäiselle ja toiselle tukipisteelle ja ne saadaan yksinkertaisesti näissä tukispisteissä olevilla punnitusantureilla.

5 Palkin pituus voi olla suurempi kuin etäisyys a. Kun esimerkiksi F2 - 0, on palkin painopiste eli keskikohta F2:n kohdalla, jolloin kaavasta(7) saadaan 1 - 1 Λ/Τ, *2b -+ 2b 10 Tämä on myös pisin kuvion 1 järjestelyllä mitattava pituus, koska palkin painopiste ei saa ylittää F2:n kohtaa. Kuitenkin, jos näille kahdelle tuelle sijoitetaan pitkä mittauslava, jonka päällä palkki mitataan, voi palkin pai-15 nopiste ylittää kohdan F2. Lyhintä mitattavaa pituutta ei ole rajoitettu.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen sekä yksi-että kaksidimensioiseen mittaukseen soveltuva siirrettävä mittauslaite, joka käsittää vaakasuoran mittauslavan 1, 20 jonka toiseen päähän on sijoitettu pystysuora pysäytinle-vya*2, jonka puskupintaa vasten mittauslavalle 1 asetettavan laudan pää työnnetään. Mittauslavan 2 yläpinnalla on lisäksi sen pituussuuntaan nähden poikittaisia, säännöllisin välein olevia palkkeja 9 ja 10, jotka pitävät 25 laudat irti mittauslavan yläpinnasta. Tämä mahdollistaa lautanipun nostamisen trukille pois mittauslavalta.

Mittauslavaa 2 kannattaa alhaaltapäin kaksi tuentaa 4 ja 5, tuennan 4 ollessa pysäytinlevyn puskupinnasta etäisyydellä b ja tuennan 5 ollessa etäisyyydellä a tuen-30 nasta 4. Tuennat 4 ja 5 on puolestaan kiinnitetty alusta-rakenteeseen 4, joka on varustettu pyörillä 8. Alustara-kenne 3 muodostuu edullisesti putkikehikosta, kuten kuviossa 4 on esitetty, jolloin mittauslaite pysyy kevyenä ja helposti siirrettävänä.

35 Kuviosta 4 nähdään, kuinka tuennat on edullisesti 77934 7 muodostettu kolmella punnitusanturilla 4a, 4b ja 5. Anturit 4a ja 4b ovat rinnakkain alustarakenteen 3 kummallakin sivulla etäisyydellä b pysäytinlevyn 2 puskupinnasta. Anturi 5 on oleellisesti alustarakenteen 3 keskilinjalla 5 etäisyydellä a antureiden 4a ja 4b kautta kulkevasta linjasta. Tälläinen kolmipisteratkaisu aikaansaa tukevan tuennan mittauslavalle pienimmällä määrällä punnitusantu-reita. Antureita voi olla enemmänkin, mutta se lisää kustannuksia.

10 Punnitusanturit voivat olla sopivia esim. sähköisen ulostulon antavia voima-antureita. Anturijärjestelmä ja mittauslavan tuenta voidaan järjestää myös toisin kuin tässä on esitetty.

Mittauslaite voi luonnollisesti käsittää elektroni-15 sen ohjausyksikön, kuten mikroprosessorin, suorittamaan tarvittavia laskuja, tallentamaan mittaustuloksia, ohjaamaan mahdollista näyttöä, näppämistöä jne. Tällainen ohjausyksikkö voidaan liitää ulkopuoliseen tietokoneeseen tai verkkoon, mittaustulosten siirtämiseksi suuremman jär-20 jestelmän, kuten laskutusvarastovalvontaohjelmiston, käyttöön. Tällainen ohjausyksikkö voidaan edellä esitetyn menetelmän pohjalta toteuttaa ammattimiehelle ilmeisellä tavalla. Koska mittauslaite saa selville myös kappaleen massan (katso kaava 1), voidaan ohjausyksikkö varustaa infor-25 maatiolla, jolla se tunnistaa mitattavan tavaralajin ja esimerkiksi automaattisesti hinnoittelee mitattavan kappaleen tai tavaraerän.

Mittauslava 1 on lisäksi edullisesti varustettu ve-sivasoilla, joilla se saadaan asetetuksi vaakasuoraan so-30 pivien säätömahdollisuuksien avulla. Tällainen säätö voi olla esimerkiksi toisen pään pyörien 8 korkeuden säätö.

Keksinnön mukaisen menetelmän soveltamista kappaleen kahden tai useamman dimension mittaamiseen on havainollis-tettu myös kuviossa 5. Periaatteena tällaisessa mittauk-35 sessa on, että kaavaa (7) ja yksidimensioista mittausta 8 77934 sovelletaan erikseen jokaisessa mitattavassa suunnassa.

Kuviossa 5 on esitetty oleellisesti suorakaiteen muotoisen leveyn sivujen mittaus. Mitattava levy asetetaan mittauslavaa kohti toisiaan vastaan kohtisuorassa olevaa 5 pysäytintä 2a ja 2b vasten. Mittauslavaa tuetaan ainakin kolmesta pisteestä T1, T2 ja T3. Levyn pituus suunnassa A määrätään edellä esitetyllä tavalla kohdissa T2 ja T2 saatujen punnitustulosten avulla. Levyn pituus suunnassa B määritetään vastaavasti kohdissa T2 ja T2 saatujen punni-10 tustulosten avulla. Mittauspöydän tukevoittamiseksi on kuviossa 5 käytetty myös neljättä tuentaa T4. Tällöin levyn pituus esimerkiksi suunnassa A voidaan saada kohdissa T2 ja T2 ja/tai T3 ja T4 saatujen punnitustulosten avulla. Kuviossa 5 on oletettu, että etäisyydet a ja b 15 ovat molemmissa mitattavissa suunnissa samat. Näin ei kuitenkaan välttämättä tarvitse olla.

Kuviot ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen menetelmä ja laite voivat vaihdella oheis-20 ten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (7)

9 77934

1. Menetelmä pitkänomaisten ja/tai tasomaisten kappaleiden, kuten lautojen ja lankkujen tai levyjen, pituus-5 mittojen määrittämiseksi mittauslavalla (1), jonka ainakin yhdellä sivulla on ennalta määrätyssä kohdassa pysäytin (2, 2a, 2b) ja jota kannattaa alhaaltapäin ainakin kaksi tuentaa (4, 5, T^-T^), joista ensimmäinen (4) sijaitsee ensimmäisellä ennalta määrätyllä etäisyydellä (b) pysäyt-10 timestä (2) mittauslavan (1) vastakkaiseen sivuun päin ja joista toinen (5) sijaitsee toisella ennalta määrätyllä etäisyydellä (a) ensimmäisestä tuennasta (4) mittauslavan mainittuun vastakkaiseen sivuun päin, jolloin mitattava kappale asetetaan mittauslavalle (1) yksi sivu pysäytintä 15 vasten, ja mitattava kappale punnitaan mainittujen ainakin ensimmäisen (4) ja toisen (5) tuennan kohdalla ainakin ensimmäisen ja vastaavasti toisen punnitustuloksen, jotka kertovat kappaleen painon jakautumisen tuennoille, kehittämiseksi, ja että mitattavan kappaleen pituus pysäytintä 20 vasten olevaa sivua vastaan kohtisuorassa suunnassa määritetään mainittujen punnitustulosten suhteen perusteella, tunnettu siitä, että kappale punnitaan ainakin kolmessa pisteessä, joista kaksi on rinnakkain toisistaan erillään ja ensimmäisellä etäisyydellä pysäyttimestä (2) 25 ja joista kolmas on toisella etäisyydellä mainittujen kahden punnituspisteen kautta kulkevasta linjasta, ja että pituusmittauksessa mainittu ensimmäinen punnitus-tulos muodostetaan mainittujen rinnakkain olevien punni-tuspisteiden punnitustulokset yhdistämällä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kappaleen pituus mitataan kahdessa toisiaan vastaan kohtisuorassa suunnassa, jolloin pituus ensimmäisessä suunnassa määritetään kahden tässä suunnassa peräkkäin ennaltamäärätyissä paikoissa 35 olevan tuennan (T^, Tj) kohdalla saatujen punnitustulosten avulla ja pituus toisessa suunnassa vastaavasti mää- 10 77934 ritetään kahden tässä toisessa suunnassa peräkkäin ennal-tamäärätyissä paikoissa olevan tuennan (T^, T^) kohdalla saatujen punnitustulosten avulla, kun kummassakin tapauksessa tunnetaan tuentojen (T^, T2 tai T^, T^) keskinäinen 5 välimatka (a) ja ensimmäisen tuennan (T^) etäisyys kappaleen siitä sivusta, joka on vastaavaa pysäytintä (2a tai 2b) vasten ja jota vastaan kohtisuorassa suunnassa mittaus suoritetaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että punnituksen suorittavat pun- nitusanturit taarataan ennen mitattavan kappaleen asettamista .

4. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitattavat kappa- 15 leet ladotaan mittausalavalle (1) nipuksi siten, että kappaleet lisätään nippuun ja niiden pituus mitataan peräkkäin yksitellen, punnittisanturin taarauksen tapahtuessa jokaisen mittauksen jälkeen ennen uuden kappaleen lisäämistä.

5. Mittauslaite pitkänomaisten ja/tai tasomaisten kappaleiden, kuten lautojen ja lankkujen tai levyjen pi-/ tuusmittojen määrittämiseksi, laitteen käsittäessä vaaka- 1 tasossa olevan mittauslavan (1), jossa on ainakin yhdessä ennalta määrätyssä kohdassa pysäytin (2), jota vasten mi-25 tattavan kappaleen yksi sivu tai pää asetetaan, ja jota mittauslavaa (1) kannatetaan punnitusantureilla (4a, 4b, 5. alhaaltapäin ainakin kahdessa kohdassa (4, 5), jotka sijaitsevat ennalta määrätyllä etäisyydellä toisistaan ja ennalta määrätyillä etäisyyksillä mainitusta pysäytti-30 mestä (2), jolloin punnitusanturit on kytketty elektroniseen laskentayksikköön, johon punnitusanturien (4a, 4b, 5) ulostulosignaalit johdetaan ja joka laskee kappaleen pituuden punnitusanturien ulostulosignaalien suhteen perusteella, tunnettu siitä, että laite käsittää kak-35 si punnitusanturia (4a, 4b), jotka molemmat ovat ennalta määrätyn etäisyyden (b) päässä pysäyttimestä (2) rinnak- 11 77934 käin ja toisistaan erillään, ja ainakin yhden punnitusan-turin (5), joka on ennalta määrätyllä etäisyydellä mainittujen kahden anturin (4a, 4b) kautta kulkevasta linjasta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnet-5 t u siitä, että mittauslavassa on ensimmäinen pysäytin (2b) yhdellä sivulla ja toinen pysäytin (2b) sitä vastaan kohtisuoralla viereisellä sivulla, ja että mittauslava käsittää ainakin neljä punnitusanturia, joista ensimmäinen (T^) on ensimmäisellä etäisyydellä (b) molemmista pysäyt-10 timistä (2a, 2b), toinen (T2) on ensimmäisellä etäisyydellä (b) ensimmäisestä pysäyttimestä (2b) ja toisella etäisyydellä (a) ensimmäisestä punnitusanturista (T^), kolmas on ensimmäisellä etäisyydellä (b) toisesta pysäyttimestä (2a) ja toisella etäisyydellä (a) ensimmäisestä punnitusanturis-15 ta (T^) ja neljäs (T^) on toisella etäisyydellä (a) sekä toisesta (T2) että kolmannesta (T3) punnitusanturista.

7. Jonkin patenttivaatimuksesta 6-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että punnitusanturit (4a, 4b, 5) on asennettu pyörillä (8) varustetulle alustalle (3), ja 20 että mittauslava (1) on varustettu vesivaaoilla ja siten säädettävissä, että se voidaan asettaa tarkasti vaakasuoraan. 12 77934