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MESSEINRICHTUNG FÜR RUNDPROFILE
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Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung für Rundprofile, die in
der MetaBurgie beim Walzen anwendbar ist.
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Aus der GB-PS 20 21 260 ist eine Meßeinrichtung für Rundprofile bekannt,
die aus einem System "Lichtquelle-Bildempfänger" besteht, zwischen denen das zu
messende Objekt angeordnet wird. Der Bildempfänger stellt eine einreihige Photodioden
- Matrix dar. Das System "Lichtquelle-Bildempfänger" ist auf einem Drehrahmen montiert
und mit einer elektronischen Einheit verbunden. Es werden nacheinander einzelne
Durchmesser vom Querschnitt des zu messenden Objekts gemessen.
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Nachteil der bekannten Einrichtung ist es, daß bei der fortschreitenden
Bewegung des Objekts nur ein Durchmesser vom gegebenen Querschnitt gemessen wird,
wobei die Ovalität des Profils nicht genau bestimmt werden kann, welche vom Höchstunterschied
zwischen den Werten der zueinander senkrechten Durchmesser des Querschnitts festgesetzt
wird.
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Aus der DE-PS 21 27 571 ist eine weitere Meßeinrichtung für Rundprofile
bekannt,die zwei optische Systeme enthält, von denen jede einen Drehspiegel, einen
Ablenkspiegel, eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Anlaßimpulses, ein Objektiv,
einen Photovervielfacher und eine elektronische Schaltung enthält. Durch den Drehspiegel
wird das Bild des Objekts auf die Katode des Photovervielfachers zerlegt, welcher
periodisch einen Impuls erzeugt, der der zu messenden Größe proportional ist. Ein
Nachteil dieser Einrichtung ist das Vorhandensein komplizierter, sich
drehender
optisch-mechanischer Einheiten, sowie auch die unzureichende Präzision bei der Bestimmung
der Ovalität der sich fortschreitend bewegenden Objekte, wobei eine Drehung um die
Achse nicht ausgeschlossen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßeinrichtung für Rund profile
mit größerer Präzision und vereinfachter optisch-mechanischer Bauart zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch eine Meßeinrichtung für Rundprofile gelöst,
die zwei zueinander senkrechte Systeme "Lichtquelle-Meßkammer" enthält. Die Ausgänge
der Meßkammern sind parallel mit entsprechenden Informations-Eingängen eines Durchmesserregisters
und einer Subtraktionsschaltung verbunden, an deren Ausgang der Informations-Eingang
eines Ovalregisters und der eine von zwei Informations-Eingängen eines Extrem-Analysators
angeschlossen sind.
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Der zweite Informations-Eingang des Extrem-Analysators ist mit dem
Ausgang des Ovalregisters verbunden, an dessen Ausgang einer der beiden Informations-Eingänge
sowohl einer logischen Schaltung als auch einer Komparatorschaltung angeschlossen
sind, deren restliche Informations-Eingänge parallel mit dem Ausgang des Durchmesserregisters
verbunden sind. Der Vorgabeeingang der Komparatorschaltung ist an den einen der
beiden Ausgänge einer Dateneingabeeinheit angeschlossen, der zweite Ausgang von
welcher mit dem Eingang für Vorgabe einer programmierbaren Takt-Schaltung in Verbindung
steht, welche vier Steuerausgänge aufweist, an den ersten von welchen die Steuereingänge
der Meßkammern angeschlossen sind; der zweite Ausgang ist mit dem Steuereingang
einer Subtraktionsschaltung verbunden, der dritte Ausgang steht in Verbindung mit
dem Steuereingang eines Extrem-Analysators,
während an den vierten Ausgang die gemeinsame Aufzeichnungsschiene
des Durchmesserregisters und des Ovalregisters sowie der eine der drei Eingänge
eines Anlaß-Kontrollers angeschlossen sind, der zweite Eingang von welchem mit dem
Ausgang des Extrem-Analysators und mit einem der beiden Informations-Eingänge einer
ODER-Schaltung in Verbindung steht, während der dritte Eingang an einen der beiden
Ausgänge der Komparatorschaltung angeschlossen ist, deren zweiter Ausgang mit einer
Signalisiereinheit und dem zweiten Eingang der ODER-Schaltung in Verbindung steht,
der Ausgang von welcher mit der Freigabe-Schiene der logischen Schaltung in Verbindung
steht, deren Ausgang ein Informationsausgang der Einrichtung ist.
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Der Anlaß-Kontroller weist zwei Ausgänge auf, deren erster mit dem
Steuereingang einer programmierbaren Taktschaltung verbunden ist, während der andere
Ausgang mit einem Umkehr-Schrittmotor in Verbindung steht, welcher ein Zahnrad betätigt,
das mit einem Zahnkranz verzahnt ist, der in einem Lager drehbar gelagert ist, das
auf einer Tragkonsole eingeschlagen ist, die an einer Stütze befestigt ist. Führungsträger,
auf denen die Lichtquellen und Meßkammern befestigt sind, sind am Zahnkranz montiert.
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Vorteil der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung ist eine präzisere Messung
der Ovalität von Rundprofilen, unabhängig von deren Drehung um die Bewegungsachse
während des Walzens. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der einfachere optisch-mechanische
Aufbau. Die Einrichtung kann zur Qualitätsbeurteilung der fertigen Produktion nach
den geometrischen Ausmaßen benutzt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung ist in
der Zeichnung gezeigt und wird im folgenden näher erläutert.
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Die Ausgänge der Meßkammern 1 und la sind erfindungsgemäß parallel
mit den entsprechenden Informations-Eingängen eines Durchmesserregisters 2 und einer
Subtraktionsschaltung 3 verbunden, an deren Ausgang der Informations-Eingang eines
Ovalregisters 4 und einer der beiden Informations-Eingänge eines Extremanalysators
5 angeschlossen sind. Der zweite Informations-Eingang des Extremanalysators 5 steht
in Verbindung mit dem Ausgang des Ovalregisters 4, an dessen Ausgang einer der beiden
Informations-Eingänge einer logischen Schaltung 6 und einer Komparatorschaltung
7 angeschlossen sind, deren restliche Informations-Eingänge parallel mit dem Ausgang
des Durchmesserregisters 2 verbunden sind. Der Vorgabe-Eingang der Komparatorschaltung
7 steht in Verbindung mit einem der beiden Ausgänge einer Dateneingabeeinheit 8,
deren zweiter Ausgang an den Vorgabeeingang einer programmierbaren Takt-Schaltung
9 angeschlossen ist. Die Takt-Schaltung 9 weist vier Steuerausgänge auf, deren erster
mit den Steuereingängen der Meßkammern 1 und la, deren zweiter mit dem Steuer-Eingang
der Subtraktionsschaltung 3, deren dritter mit dem Steuereingang des Extremanalysators
5 und deren vierter mit einer gemeinsamen Aufzeichnungsschiene des Durchmesserregisters
2 und des Ovalregisters 4 sowie mit einem der drei Eingänge eines Anlaß-Kontrollers
10 verbunden sind. Der zweite Eingang des Anlaß-Kontrollers 10 steht in Verbindung
mit dem Ausgang des Extrem-Analysators 5 und einem der beiden Informations-Eingänge
einer ODER-Schaltung 11, sein dritter Eingang ist mit einem der beiden Ausgänge
der Komparatorschaltung 7 verbunden, deren zweiter Ausgang mit einer Signalisiereinheit
12 und mit dem zweiten Eingang der ODER-Schaltung 11 in Verbindung steht. Der Ausgang
der ODER-Schaltung 11 ist an die Freigabe-Schiene der logischen Schaltung 6 ange-
schlossen,
deren Ausgang der Informationsausgang der Einrichtung ist. Der Anlaß-Kontroller
10 weist zwei Ausgänge auf, deren einer mit dem Steuer-Eingang der programmierbaren
Takt-Schaltung 9 in Verbindung steht, während der andere Ausgang mit einem Umkehr-Schrittmotor
13 verbunden ist, welcher ein Zahnrad 14 betätigt, das mit einem Zahnkranz 15 verzahnt
ist, der in einem Lager 16 drehbar gelagert ist. Das Lager ist in einer Tragkonsole
17 montiert, die an einer Stütze 18 befestigt ist. Führungsträger 19, 19a und 20,
20a, an denen die Lichtquellen 21, 21a bzw. die Meßkammern 1, la befestigt sind,
sind am Zahnkranz 15 montiert. Das zu messende Erzeugnis 22 bewegt sich längs der
geometrischen Achse der Tragkonsole 17.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die folgende.
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Die Einrichtung befindet sich zu Beginn in Ausgangsstellung. Von der
Dateneingabeeinheit 8 werden die erforderlichen Daten den Vorgabeeingängen der programmierbaren
Taktschaltung 9 und der Komparatorschaltung 7 zugeführt.
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Die Daten-Vorgabe zur Komparatorschaltung 7 schließt die zulässigen
Werte der Durchmesser und die Ovalität für ein gegebenes Profil ein,-während der
programmierbaren Taktschaltung 9 der Schritt für die Zerlegung des Bildes des Objekts
vorgegeben wird. Die vier Arten von Steuersignalen, die von der programmierbaren
Taktschaltung 9 erzeugt werden, teilen den Meßzyklus in Messung, Subtraktion, Analyse,
Aufzeichnung und Vergleich. Beim Eintreten des zu messenden Erzeugnisses 22 in das
Sichtfeld der Einrichtung startet dasselbe mit dem Takt "Messung", in dem die empfangenen
Bilder zerlegt werden, wonach die erhaltene Information in den Meßkammern 1 und
la bearbeitet und die Momentanwerte zweier zueinander senkrechter Durchmesser
bestimmt
werden. Während des nächsten Takts "Subtraktion" werden diese Momentanwerte nach
Empfang des Steuersignals von der programmierbaren Taktschaltung 9 von der Subtraktionsschaltung
3 bearbeitet, wobei am Ausgang der Subtraktionsschaltung 3 der Modul ihres Unterschieds
erhalten wird, dessen Wert gleichzeitig an einem der Informations-Eingänge des Extremanalysators
5 und am Eingang des Ovalregisters 4 erscheint. Der Takt "Analyse" beginnt nach
der Zufuhr des entsprechenden Signals von der programmierbaren Taktschaltung 9 zum
Steuereingang des Extrem-Analysators 5. Während dieses Takts wird der neuerhaltene
Unterschied der Momentanwerte der Durchmesser mit dem vom vorhergehenden Meßzyklus
verglichen, wobei nur in den Fällen, wenn der vorhergehende Wert größer als der
neue ist, am Ausgang des Extrem-Analysators 5 ein Signal erzeugt wird. Dieses wird
der ODER-Schaltung 11 zur Erzeugung eines Impulses zur Freigabe der logischen Schaltung
6 zugeführt, so daß am Informationsausgang der Einrichtung die im Durchmesser- und
im Ovalregister 2 bzw. 4 aufgezeichneten Werte vom vorhergehenden Meßzyklus ausgegeben
werden. Das Signal vom Extremanalysator 5 wird vom Anlaßkontroller 10 ebenso als
Umkehrbefehl angenommen. Während des Takts Aufzeichnung und Vergleich" wird der
gemeinsamen Schiene der Register 2 und 4 von der programmierbaren Taktschaltung
9 ein Signal zur Freigabe der Aufzeichnung zugeführt, bei welchem die Momentanwerte
der Durchmesser und der Modul ihres Unterschieds aufgezeichnet werden. Zu gleicher
Zeit werden die neuaufgezeichneten Werte den Informations-Eingängen der Komparatorschaltung
7 zugeführt, in der sie mit den vorgegebenen Standardgrößen verglichen werden. Wenn
Werte außerhalb der zulässigen festgestellt werden, wird von der Komparatorschaltung
7 der Signalisiereinheit 12 und der ODER-Schaltung 11 ein Signal zugeführt,
welche
die logische Schaltung 6 zur Ausgabe der aufgezeichneten Momentwerte in den Registern
2 und 4 am Informationsausgang der Einrichtung wirksam macht. Nach Beenden dieses
Takts wird vom Anlaßkontroller 10 dem Umkehr-Schrittmotor 13 ein Signal zugeführt,
welcher sich in dieselbe Richtung dreht, wie beim vorherigen Schritt, wenn während
des Takts "Analyse" kein Umkehrbefehl gegeben wird oder wenn die Meßsysteme "Lichtquelle-Meßkammer"
sich nicht in einer ihrer zwei Enddrehstellungen, die um einen Winkel + (4- +) von
ihrer Anfangsstellung abstehen, befinden, wo au der Drehwinkel für einen Schritt
ist. Der Winkel °D ist durch "/4 teilbar, d.h. Ob m wo m eine ganze Zahl ist. In
besonderen Fällen, wenn sich die Systeme in der Endstellung befinden und kein Umkehrbefehl
vom Extremanalysator 5 vorhanden ist, drehen sich dieselben um n/2- X, in einer
dem vorherigen Zyklus umgekehrten Richtung. In diesem Fall wird beim Suchen des
Unterschiedsextremums der Momentwerte der Durchmesser, das die Ovalität des Profils
charakterisiert, die Richtung erhalten, jedoch tauschen die Systeme ihre Plätze.
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Nach Einstellen des Umkehr-Schrittmotors 13 leitet der Anlaßkontroller
10 ein Freigabe-Signal zur programmierbaren Taktschaltung 9 für den Beginn des Takts
Messung.
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Beim Austreten des zu messenden Erzeugnisses 22 vom Sichtfeld der
Einrichtung erzeugt die Komparatorschaltung 7 Null-Momentwerte, wonach sie dem Anlaßkontroller
10 ein Signal zum Einstellen der Einrichtung in die Ausgangsstellung zuführt.
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