DD255585A1 - Verfahren zur beruehrungslosen messung von laenge und breite an gegenstaenden mit rechteckigem grundriss - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur beruehrungslosen Messung von Laenge und Breite an Gegenstaenden mit rechteckigem Grundriss, z. B. Brettern, Ziegelsteinen, Paketen aller Art usw. Es kann ueberall dort angewendet werden, wo z. B. im Produktions- oder sonstigen Prozessen die Laenge und Breite der zu bearbeitenden Gegenstaende relativ schnell gemessen und die Messwerte in Form von elektrischen Signalen zur Weiterverarbeitung, z. B. an einen Prozessrechner weitergegeben werden muessen. Erfindungsgemaess wird ein Messrahmen mit drei in einer Ebene angeordneten Scharen sich kreuzender, vorzugsweise in den Winkeln von 45, 90 und 135 zur Messgrundlinie rasterfoermig und zueinander parallel am Messrahmen angeordneten Lichtschranken um ein Rastermass annaehernd parallel zur Laenge des Messobjekts in beliebiger Richtung bewegt. Der dabei zurueckgelegte Weg des Messrahmens wird durch ein an sich bekanntes Messverfahren vorzeichenrichtig gemessen. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen Messung von Länge und Breite an Gegenständen mit rechteckigem Grundriß, ζ. B. Brettern, Ziegelsteinen, Paketen aller Art usw. Es kann überall dort angewendet werden, wo z. B. im Produktionsoder sonstigen Prozessen die Länge und Breite der zu bearbeitenden Gegenstände relativ schnell gemessen und die Meßwerte in form von elektrischen Signalen zur Weiterverarbeitung, z. B. an einen Prozeßrechner weitergegeben werden müssen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur berührungslosen Messung von Länge und Breite nichttransparenter Einzelstücke bekannt, bei welchen vier Lichtschranken parallel zu einer Arbeitsebene auf linearen Bahnen bewegbar angeordnet sind, wobei die Lichtschranken zwischen definierten Ausgangslagen und den durch die Meßgutkonturen bestimmten Endlagen nach Startbefehl unabhängig voneinander bewegbar ausgebildet und Ausgangssignale über Verknüpfungsschaltungen abnehmbar sind. Diese Lösung ist vorzugsweise für landwirtschaftliche Produkte, wie Obst, Gemüse usw. geeignet. Die Übertragung auf einen relativ großen Meßbereich ist jedoch nicht möglich.

Informationsquelle:

DD-PS WP Nr. 154132, Int. CI-³:G01 B11/02.

„Meßvorrichtung für Länge und Breite von nichttransparenten Einzelkörpern" Zur berührungslosen Längenmessung von Gegenständen sind andererseits zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, so u.a. ein in Meßrichtung beweglicher Meßrahmen, der mit rasterförmig rechtwinklig zur Bewegungsrichtung angeordneten Lichtschranken ausgerüstet ist und bei dem sich die Meßlänge aus den Lichtschranke-Positionen der an beiden Enden des Meßobjektes sich öffnenden bzw. schließenden Lichtschranken und aus der Bewegungslänge des Meßrahmens ergibt. Dieses Verfahren ist für die berührungslose Längenmessung stabförmiger Gegenstände, z. B. Bretter, geeignet.

Informationsquelle:

DD-PS WP Nr.232753, Int. Cl.⁴: G01 B7/04

„Verfahren zur berührungslosen Längenvermessung stabförmiger Gegenstände"

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, durch eine geringe Relativbewegung zwischen Meßrahmen und Meßobjekt und somit mit einer relativ geringen Meßzeit und geringem Platzbedarf relativ genaue Meßwerte in einem relativ großen Meßbereich zu erzielen. Dabei soll die in der Patentschrift DD-PS WP Nr.232753 (Int. Cl.⁴: G01 B7/04) beschriebene technische Lösung zur berührungslosen Längenmessung mit wenigen zusätzlichen Mitteln um die Möglichkeit der Breitenmessung erweitert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren zur berührungslosen Messung der Länge stabförmiger Gegenstände in der Weise weiterzuöntwickeln, daß gleichzeitig die Messung von Länge und Breite an Gegenständen mit rechteckigem Grundriß möglich ist. Erfindungsgemäß wird ein Meßrahmen mit drei in einer Ebene angeordneter Scharen sich kreuzender, vorzugsweise in den Winkeln von 45, 90 und 135° zur Meßgrundlinie rasterförmig und zueinander parallel am Meßrahmen angeordneten Lichtschranken um ein Rastermaß annähernd parallel zur Länge des Meßobjektes in beliebiger Richtung bewegt. Der dabei zurückgelegte Weg des Meßrahmens wird durch ein an sich bekanntes Meßverfahren vorzeichenrichtig gemessen.

Die Positionen der einzelnen Lichtschranken sind bekannt und in einer Auswerteelektronik oder einem die gleiche Funktion erfüllenden Rechner erfaßt.

Während der Messung befindet sich das zu messende Objekt in der durch die Lichtschranken aufgespannten Ebene. Der Meßrahmen bewegt sich in beschriebener Weise um ein Rastermaß über das Meßobjekt hinweg. Dabei wird zur Position jeder Lichtschranke der aktuelle Längenmeßwert addiert, der sich zum Zeitpunkt der Zustandsänderung der Lichtschranke aus der

Wegmessung des Meßrahmens ergibt. . · -

Diese Summe wird als Meßwert H oder V abgespeichert. Da sich der Meßrahmen um ein Rastermaß der Lichtschranken bewegt, werden in der Regel 6 Meßwerte gespeichert: Je 1 Meßwert in jeder Meßrichtung für die vordere und hintere Begrenzung des Meßobjekts:

V(45°), V(90°) und V(135°) sowie H(45°), H(90°) und H(135°). Dabei wird definiert, daß vordere Lichtschranken sich bei Bewegung des Meßbalkens öffnen und hintere sich schließen.

Aus diesen 6 Messungen kann die Länge und Breite des zu messenden Objektes wie folgt bestimmt werden:

Die Länge des Meßobjektes ergibt sich zu:

L = I V(90°) - H(90°) I Die Breite des Meßobjektes ergibt sich zu:

V(135°) + V(45°) - H(135°) - H(45°) - 2xL ,

B = oder

_ . V(135°) - 2xV(90°) + V(45°) - Hd35°) + 2xH(90°) - H(45°)

D=

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt:

eine Prinzipdarstellung mit 4 Meßeinrichtungen und eine schematische Darstellung des Meßvorganges.

Als Beispiel wird eine Anlage zur Messung der Abmessungen von Brettern mit differierender Breite und sehr stark differierender Länge gewählt. Es kann nicht gewährleistet werden, daß die Bretter exakt parallel zur Bewegungsrichtung des Meßrahmens zu liegen kommen. Die Parallelität ist jedoch ausreichend, daß Meßwerte nicht über vertretbare Grenzen hinaus verfälscht werden.

Im Meßrahmen 1 sind in einem gleichmäßigen Raster 4 Gruppen (Gruppen A-D) von jeweils 3 Lichtschranken 2,3,4 angeordnet, von denen die linken 2 einen Winkel von 45°, die mittleren 3 einen Winkel von 90° und die rechten 4 einen Winkel von 135° zur Meßrichtung aufweisen. Als Position jeder Lichtschranke wird der Abstand zwischen den Punkten definiert, in denen sich die Meßgrundlinie 6 einerseits mit der Lichtschranke und andererseits mit der Meßnullinie 7 schneidet.

Im Ausführungsbeispiel haben die Lichtschranken einen Rasterabstand von 200 mm. Der Abstand von der ersten Lichtschranke zur Meßgrundlinie 6 beträgt ebenfalls 200mm. Der Meßrahmen muß also eine Bewegung von mindestens 600mm vollführen, um eine vollständige Messung zu erreichen.

Nachdem das zu messende Brett 5 in die Lichtschrankenebene gehoben wurde, wird der Meßrahmen in Pfeilrichtung bewegt.

Dabei entstehen folgende Meßwerte:

— Als erstes öffnet sich die Lichtschranke D(135°) bei einer Bewegung des Meßrahmens von 10mm. Für den zugehörigen ' Meßwert V(135°) ergibtsich eine Länge von 2410mm. _:

— Als zweites schließt sich Lichtschranke A(45°). Durch den Meßrahmen ist eine Bewegung von 20mm vollführt. H(45°) ist also 220mm. ,

— Nun schließt Lichtschranke A(90°) bei einer Meßrahmenbewegung von 190mm. Für H(90°) wird eine Messung von 590 mm abgespeichert.

— Es schließt A(135°) bei einer Bewegung von 240mm. Für H(135°) beträgt die Messung 840mm.

— Danach öffnet C(45°) bei einer Bewegung des Meßrahmens von 330 mm. Für V(45°) ergibt sich ein Meßwert von 1730 mm.

— Zuletzt öffnet sich die Lichtschranke C(90°) bei 410mm Meßrahmenbewegung. Für den Meßwert V(90°) ergibtsich 2010mm. Für die Länge des zu messenden Brettes ergeben sich 1420mm. Seine Breite beträgt 120mm.

In gleicher Weise kann auch bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung des Meßrahmens gemessen werden: — Zuerst schließt Lichtschranke C(90°). Der Meßrahmen hat einen Weg von -190mm zurückgelegt. Der einzuspeichernde Meßwert H(90°) ist 1 410mm.

— Danach schließt sich Lichtschranke C(45°) mit einer dazugehörigen Meßrahmenbewegung von -270 mm. Der Meßwert H(45°) beträgt 1130mm.

— Es folgt das Öffnen der Lichtschranke A(135°). Die Bewegung des Meßrahmens beträgt hier -360 mm. Somit ergibt sich ein Meßwert V(135°) von 240mm.

— Es öffnet Lichtschranke A(90°) bei einer Bewegung von -410mm. Der Meßwert V(90°) beträgt -10mm.

'— Nun öffnet A(45°). Die Bewegung des Meßbalkens beträgt -580mm. Der Meßwert V(45°) wird zu -380mm.

— Zuletzt schließt D(135°) bei einer Bewegung des Meßbalkens von-590mm. Meßwert H(135°): 1810mm

Auch hier ergeben sich die gleiche Länge von 1420mm und Breite von 120mm.

Claims (1)

1. Verfahren zur berührungslosen Messung von Länge und Breite an Gegenständen mit rechteckigem Grundriß zur Erzeugung von Meßdaten in Form von elektrischen Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Meßrahmen (1), an dem in einer Ebene drei sich kreuzende Scharen von Lichtschranken oder analoger Meßmittel vorzugsweise in den Winkeln von 45° (2), 90° (3) und 135° (4) zur Meßgrundlinie (6) rasterförmig und zueinander parallel angeordnet sind, und das zu vermessende Meßobjekt unter permanenter vorzeichenrichtiger Messung dieser Bewegung annähernd parallel zur zu messenden Meßobjektlänge in beliebiger Richtung zueinander ummindestens ein Rastermaß verschieben, so daß bei jeder Schar von Lichtschranken mindestens eine Lichtschranke geöffnet und eine geschlossen wird, und die Positionen der in ihrem Zustand veränderten Lichtschranken zuzüglich dem zum Zeitpunkt der Zustandsänderung aktuellen Meßwert der relativen Bewegung zwischen Meßrahmen und Meßobjekt Meßwerte ergeben, die in ihrer Gesamtheit das Längen- und das Breitenmaß des Meßobjektes beinhalten, und durch deren Auswertung diese Werte erzieibar sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung