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Anordnung zur Bestimmung der Kantenlage eines fortlaufend bewegten
Gutes Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Bestimmung der Kantenlage
eines fortlaufend bewegten Gutes unter Verwendung einer Abtastvorrichtung zur Erzeugung
einer der abgetasteten Kante des Gutes zugeordneten lichtelektrischen Impulsfolge
und einer zum Vergleich dienenden Magnetimpulsfolge mittels eines mit aus magnetisch
wirksamem Material bestehenden Fortsätzen versehenen Polygonspiegels.
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Diese Anordnung kann z. B. zur Ermittlung der Breite von bewegtem
bandförmigem Gut in optisch strahlendem Zustand, beispielsweise warmen Blechbändern,
verwendet werden.
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Es ist ein Verfahren zur Breitenmessung bekannt geworden, bei welchem
unter Voreinstellung der ungefähr bekannten Breite des zu messenden Gutes ein genau
senkrecht über der abzutastenden ersten Kante angebrachter und ein zweiter, entsprechend
der vermuteten Meßstrecke ebenfalls senkrecht montierter Taster Verwendung finden.
Beide Taster sind dabei fest ausgerichtet und können nur über einen sehr kleinen
Bereich von wenigen Winkelgraden Abweichungen der Kanten des Gutes von der Senkrechten
hinreichend genau messen.
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Weiterhin ist eine Einrichtung bekannt, bei welcher zur Bestimmung
des Volumens zylinderförmiger Gegenstände mittels eines Drehstrahltasters und einer
von ihm in bekannter Weise gesteuerten Impulszähleinrichtung der Durchmesser bestimmt
wird.
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Der Nachteil dieser bekannten Anordnungen besteht darin, daß der
Drehstrahltaster bei konstanter Winkelgeschwindigkeit in gleichen Zeiten gleiche
Längen auf einem gedachten Kreisbogen abtastet, während bei fehlerfreier Messung
in gleichen Zeiten gleiche Längen abgetastet werden müssen, die eine Ausdehnung
in nur einer realen Ebene aufweisen.
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Diese Anordnungen liefern daher hinreichend genaue Meßwerte nur in
einem sehr kleinen Meßbereich, nämlich dann, wenn der Unterschied zwischen Bogen
und Tangente des gedachten Kreisbogens innerhalb der gewünschten Genauigkeit bleibt.
Der absolute Fehler einer solchen Messung ist die Differenz zwischen der Tangentenlänge
und der Bogenlänge unter dem gleichen Drehwinkel (sagittaler Fehler).
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Dieser Fehler wird bei der Anordnung zur Bestimmung der Kantenlage
eines fortlaufend bewegten Gutes unter Verwendung eines Polygonspiegels als Abtastvorrichtung
zur Erzeugung einer durch die abgetastete Kante des Gutes bestimmten lichtelektrischen
Impulsfolge und einer zum Vergleich dienenden, mittels aus magnetisch wirksamem
Material bestehenden Fortsätzen am Polygonspiegel erzeugten Magnetimpulsfolge nach
der Erfindung dadurch vermieden, daß dem Magnetimpulserzeuger ein Sinusformer, eine
Phasenbrücke, eine veränderbare Reaktanz und ein Zählfrequenzoszillator, der den
ersten Eingang eines UNDiBliedes beaufschlagt, nachgeschaltet sind und daß der lichtelektrisch
gesteuerte Impulserzeuger über einen Verstärker und bedarfsweise über einen Impulsformer
den zweiten Eingang des Und-Gliedes, dessen Ausgang auf einen Zähler geführt ist,
beaufschlagt und daß die Modulation der Impulsfolge des Oszillators in Abhängigkeit
von der jeweiligen Winkellage des Polygonspiegels über die Phasenbrücke und die
veränderbare Reaktanz fest vorgegeben ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung wird an
Hand der Figuren näher erläutert.
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Der in F i g. 1 dargestellte Drehstrahltaster 1 besteht aus einem
Polygonspiegel 2, auf welchen das von der abzutastenden Blechkante kommende Lichtstrahlenbündel
3 fällt und zu einer fotoelektrischen Empfangsvorrichtung 4 geführt wird. Auf dem
Polygonspiegel befinden sich speichenförmige Ausbildungen 5 zur Erzeugung von Vergleichsimpulsen
in einem feststehenden Magnetsystem, zwischen diesen speichenförmigen Ausbildungen
sind Spiegelflächen zur Umlenkung des Lichtstrahlenbündels 3 angeordnet. Das zu
messende Blech befindet sich senkrecht zur Abtastrichtung im Vorschub. Der Empfänger
4 besteht aus einer relativ langbrennweitigen optischen Einrichtung und einem Fotowiderstand.
Die hier erzeugten elektrischen Impulse werden über einen Verstärker 6 (F i g. 2)
auf einen Impulsformer 7 geführt, der aus einer bistabilen Kippstufe bestehend,
diese in Rechteckimpulse umformt.
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Die gleichzeitig vom Drehstrahltaster mittels elektromagnetischer
Induktion gewonnenen Vergleichsimpulse werden in einem Sinusformer 8 in sinusför-
mige
Gestalt gebracht und verstärkt. Von dort gelangen sie über eine veränderbare Reaktanz
10 auf einen Zählfrequenzoszillator 11, welcher die Zählimpulse liefert. Die Wirkungsweise
ist hierbei folgende: Mit der aus den Vergleichsimpulsen gebildeten Sinusspannung
wird der Zähifrequenzoszillator 11 über die Reaktanz 10 in seiner Grundfrequenz
periodisch so moduliert, daß gleichen Winkeleinheiten des optischen Abtaststrahles
gleiche Wegeinheiten auf der'Tangente mit hinreichender Genauigkeit entsprechen.
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Im Frequenzteiler 12 wird die Frequenz der Zählimpulsfolge auf die
Frequenz der Vergleichsimpulsfolge untersetzt und zur -ex-akten -Synchronisation
in Frequenz und Phase auf eine Phasenbrücke 9 zurückgef-ührt. Hier wird die - untersetzte
Frequenz mit der Ursprungsfrequenz -glichen und bei Nichtereinstimmung an die nachgeschaltete
Reaktanz 10 eine Gleichspannung gegeben, welche die Frequenz des ZählfrequenzoSzillators
nahstimmt. Der Vergleich der untersetzten Zählfrequenz mit der Frequenz der Vergleichsimpulse
in der Phasenbrücke 9 sorgt damit, ebenfalls über die Reaktanz 10, für ein starres
Verhältnis der Zählfrequenz zur Vergleichsimpulsfrequenz, d. h. auch die Abtastfrequenz
des optischen Strahles steht in einem festen synchronen Verhältnis zur mittleren-
Zählfrequenz. Eine Anderung des synchronen Verhältnisses würde z. B. bei fehlender
Nachstimmung dann auftreten, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Polygonspiegels
nicht konstant wäre, - da die Frequenz des'Zählfrequenzoszillators selbst unabhängig
von der Frequenz der Vergleichsimpulsfolge ist.
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Die vom Zählfrequenzoszillator erzeugte Impulsfolge gelangt über
ein Tor 1:3 auf den Zähler 14. Das Tor wird von den eingangs erwähnten lichtelektrischen
Rechteckimpulsen desDrehstrahltasters geöffnet bzw. geschlossen. Durch die zuerst
abgetastete Kante des Bleches wird ein lichtelektrischer Impuls erzeugt, der über
den Verstärker-6 und den Impulsformer 7 das Tor 13 öffnet. Während der Drehstrahltaster
das Blech überstreicht, laufen in den Zähler die Impulse des Oszillators 11 ein.
Durch die zweite Kante des zu messenden Bleches - wird von dem Drehstrahltaster
der zweite lichtelektrische Impuls ausgelöst, der das Schließen des Toresl3 bewirkt
Von dem elektronischen Zählwerk 14 erfolgt eine Weiterleitung der in der Zeit zwischen
zwei lichtelektrischen Impulsen aufgenommenen Zählimpulse
zü einer an sich bekannten
Anzeige 15, welche lichtelektrisch oder elektromechanisch ausgeführt sein kann.
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Die Zählimpulse können auch nach Erreichen einer voreingestellten
Länge auf ein Stellglied gegeben werden, welches beispielsweise eine Breitenschere
betätigt.
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Nach der Erfassung und Verarbeitung des Zählerstandes wird dieser
gelöscht, damit der Zähler für eine erneute Messung aufnahmefähig ist. Dies kann
durch eine monostabile Kippstufe 16 geschehen, welche von den lichtelektrischen
Impulsen beaufschlagt wird.