DE1448494A1 - Verfahren zum Messen der Laenge von Gegenstaenden und Mittel zu dessen Ausfuehrung - Google Patents

Description

Die Priorität der Anaeldung Nr. 44 168/63 vom 8. November 1963 in Grossbritannien ist in Anspruch genommen.

Verfahren zum Messen der Länge von Gegenständen und Mittel zu dessen Ausführung

Me vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der Länge von Gegenständen und Mittel zu dessen Ausführung.

Wenn die Länge eines Gegenstandes, zum Beispiel eines elektrischen Kabels durch Markierung desselben in Abständen bei seinem Durchgang durch eine Druckmaschine und durch ZShlen der Markierungen gemessen werden soll, ergeben sich Ungenauigkeiten, bedingt durch ungleiehraässige Abstände zwischen den Markierungen. Die Unterschiede der Abstände zwischen Markierungen können sich aus der Unfähigkeit der Druckmaschine ergeben, in gleichmässigen Abständen Markierungen auf einem Gegenstand anzubringen, dessen Geschwindigkeit sich während des Durchlaufes ändert.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Messung von Längen von Gegenständen mit den Verfahrensschritten des Anbringens einer Reihe von Markierungen auf dem Gegenstand, des Messens des Abstandes zwischen ausgewählten der Markierungen und des Errechnens der Differenz zwischen dem gemessenen Abstand und einem Bezugsabstand.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der Zeichnung erklärt. In dieser zeigt die

Pig. 1 das Schema einer elektrischen Messeinrichtung zum Messen von Kabellängen,

Pig. 2 das Schema einer zu Jener der Fig. 1 unterschiedlichen Ausführung der Messeinrichtung.

6.11.1964
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Die Fig. 1 zeigt einen Teil eines elektrischen Kabels 6, auf dem sich die Markierungen 4 und 5 befinden. Über dem durchgehenden Kabel sind drei Photozellen A, B und C montiert. Die Photozellen A und B befinden sich im bestimmten Abstand voneinander entfernt, ohne dass irgend eine Ungenauigkeit zwischen ihnen sich während der Markierung des Kabels ergeben kann, Die Lichtquellen 1, 2, 3 beleuchten die Photozellen A, B, C mit von den Markierungen 4 und 5 zurückgeworfenem Licht, wenn die letzteren an den Photozellen A, B und C vorbeilaufen. Das Kabel 6 besitzt auf seiner Länge gleichartige und gleich foeabstandete Markierungen. Das Spill ? ist mit einem Generator 8 verbunden und zieht das Kabel in der Richtung des Pfeiles X.

Die Ausgänge der photoelektrischen Zellen A, B und C sind· durch einen Stromkreis, welcher aus den bistabilen Elementen 9 und 10, den Und-Toren 11,12 und 14- und einem Oder-Tor 13 besteht, mit einem umkehrbaren Zähler 15 verbunden. Die photoelektrische Zelle A besitzt ebenfalls einen Ausgang, der an den Impulszähler 16 angeschlossen ist« Der Ausgang des Generators 8 ist an das Und-Tor» 14 geschlossen.

Beim Arbeitsvorgang wird das Kabel in der Richtung des Pfeiles X durch das Spill 7 angesogen, das ebenfalls den Generator 8 antreibt und ihn damit veranlasst, elektrische Impulse einer Frequenz zu erzeugen, welche von der Geschwindigkeit des Spill abhängig ist.

]jn allgemeinen verursacht die photoelektrische Zelle A, dass der Zähler-16 die Anzahl der Markierungen zählt, welche an der photoelektrisehen Zelle A vorbeigehen. Die photoelektrischen Zellen A und B werden verwendet, um, irgendwelche Unterschiede in den Abständen zwischen den Markierungen 4 und 5 und den Abstand zwischen den photoelektrischen Zellen A und B- zu messen. Diese Unterschiede werden durch den Zähler 15 in der Form einer Anzahl von Impulsen gemessen, die durch den Generator 8 abgegeben werden.

Wenn das Kabel 6 an den photoelektrischen Zellen A und B mit seinen Markierungen im richtigen Abstand vorbeigeht, werden die photoelektrischen Zellen A und B gleichzeitig angeleuchtet, während ungenaue Abstände nur veranlassen, dass eine der photoelektrischen Zellen A oder B angeleuchtet wird,

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bevor die andere Licht erhält. Dadurch wird der Fehler, welchen der Abstand zwischen zwei Markierungen aufweist, durch die Zählung der Impulse gemessen, welche durch den Generator 8 während des Intervalles erzeugt werden, das zwischen jeder der beleuchteten photoelektrischen Zellen A und B abläuft.

Bevor die Markierungen festgestellt sind, legen die bistabilen Elemente 9 und 10 ein konstantes Potential an die Und-Tore 12 bzw. 11. Sollte der Abstand zwischen den Markierungen k und 5 kleiner sein aid der richtige Abstand, wird die Zelle A beleuchtet, um die Markierung k vorzunehmen, bevor die Zelle B die Markierung 5 feststellt, und dadurch wird ein elektrischer Impuls von der Zelle A an den Zähler 16 gegeben. Dieser ist ausgebildet, um die Anzahl der Längeneinheiten des Kabels 6, das vor der Zelle A durchläuft, zu zählen, und zwar zählt sie die Anzahl der Markierungen, welche an ihr vorbeilaufen. Ein elektrischer Impuls wird ebenfalls an das bistabile Element abgegeben. Dadurch schaltet dieses IDement 9 seinen Ausgang um, so dass nicht länger ein Potential an das Und-Tor 12 gegeben wird, sondern dieses an das Und-Tor 11 angelegt wird, sowie an den umkehrbaren Zähler 15· Das·Potential zum Zähler 15 veranlasst diesen, den Fehler als eine Minusmenge zu zählen. Das Potential am Und-Tor 11 öffnet dieses zusammen mit dem Potential vom bistabilen Element 10, so dass ein Potential über das Oder-Tor I^ an das Und-Tor Ik angelegt wird. Unter diesen Umstanden werden die Impulse vom Taeho-Generator 8 über das Und-Tor 14 an den Zähler 15 gegeben, und von diesem gezählt.

Wenn die Markierung 5 zur photoelektrischen Zelle B gelangt, schaltet ein elektrischer !impuls von dieser Zelle B das bistabile Element um, so dass dessen Ausgang nicht länger ein Potential an das Und-Tor 11 legt, sondern an das Und-Tor 12. Auf diese Weise erhalten die Und-Tore 11 und 12 nur ein Eingangspotential, und es gelangt kein Potential über das Oder-Tor 15 an das Und-Tor lh. Dadurch wird der Zähler 15 daran gehindert, weitere Umpulse vom Generator 8 zu zählen. Die Impulse des Generators 8, welche gezählt worden sind, können in eine lineare Messung der Differenz in den Abstanden zwischen den Markierungen 4 und 5 der Photozellen A und B umgewertet werden.

Die fortlaufende Bewegung des Kabels $ in der angezeigten Richtung veranlasst die photoelektrische Zelle C, die Markierung festzustellen, so dass ein elek-

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trischer Impuls von dieser Zelle C die bistabilen Elemente 9 und 10 zurückstellt, wodurch sie ein konstantes Potential an die Und-Tore 12 bzw. 11 legen.' Deshalb wird die Schaltung mit den photoelektrischen Zellen A und B zurückgestellt, um die Markierung 4 in Verbindung mit der Markierung, welche ihr unmittelbar folgt, wahrzunehmen. ·

Sollten die Zellen A und B dann zwei Markierungen feststellen, welche den richtigen Abstand aufweisen, nehmen sie gleichzeitig diese'wahr und der Zähler 15 zählt keinen Impuls vom*Generator 8. Der Zahler 16 zählt weiter die elektrischen Impulse der Zelle A.Wenn; die Zelle B dann zuerst eine Markierung feststellt, weil die beiden Markierungen einen grösseren Abstand aufweisen, wird das bistabile Element 10 umgeschaltet und der Zähler 15 wird in gleichartiger Weise, wie zuvor beschrieben, eingestellt, wie als die Zelle A die erste Markierung feststellte, ausgenommen, dass der Zähler 15 nun die Impulse vom Generator 8pcsLtiv zählt, bis die Zelle A eine Markierung feststellt und den Zähler 16 betätigt.

In allen Fällen stellt die Zelle C die bistabilen Elemente 9 und 10 zurück.

Wenn die letzte "Markierung-am. Kabel 6 an der Zelle C vorbeigegangen ist, wird der Stromkreis abgeschaltet. Der Zahler 16 zeigt, wie viele Längeneinheiten des Kabels in Abständen zwischen zwei₌ Markierungen durchgelaufen sind und der Zähler 15 zeigt das Total der Fehler in den Distanzen zwischen diesen Markierungen an und zwar in der Form von Impulsen des Generators 8.

In der Fig. 2, in welcher gleichartige Bauteile, wie solche der Fig. 1, dieselben Bezugsnummern aufweisen, ersetzen zwei Blöcke photoelektrischer Zellen 17 und l8 den Tacho-Generator 8 der Fig. 1. Der Einfachheit halber sind •nur die Enden der Blöcke 17 und l8 gezeigt. Der Rest wird strichpunktiert an- · gedeutet. Die Lichtquelle 5 besteht aus einer Anzahl Einheiten, welche jede der Photozellen in den Blöcken YJ und 18 anleuchtet, wenn eine Markierung an ihnen vorbeigeht. '

Die Blöcke der Photozellen 17 und l8 sind mit ihren Ausgängen mit Blöcken bi-,„._ stabiler Elemente 19 und 20· verbunden. Die Photozelle C ist an die Eingänge

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der Blöcke 19 und 20 sowie an die Ausgänge der bistabilen Elemente 9 und 10 angeschlossen. Die Ausgange der bistabilen Elemente der Blöcke 19 und 20 sind mit einem Oder-Tor 21 verbunden.

Beim Arbeiten liegt die Markierung 4 zwischen den Photozellen A und C und das Kabel 6 bewegt sich in der Richtung des Pfeiles Y.

Es sei angenommen, dass der Abstand zwischen den Markierungen 4 und 5 kleiner sei als der genaue Abstand. Dann trifft die Markierung 4 auf die Zelle A bevor die Markierung 5 auf die Zelle B fällt. Wie im Beispiel der Fig. 1 legen die bistabilen Elemente 9 und 10 ein konstantes Potential an die Und-Tore 12 und 11. Wenn die Photozelle A die Markierung 4 feststellt, gibt sie einen elektrischen Impuls zum bistabilen Element 9 und veranlasst dieses, ein Potential an das Und-Tor 11 zu legen und das Uhd-Tor 14 über das Oder-Tor 13 zu erregen. Dieser Teil der Schaltfunktionen verläuft gleich wie jene derselben Stromkreise im Beispiel nach Fig. 1. Der umkehrbare Zähler 15 wird ebenfalls durch jedes der bistabilen Elemente 9 oder 10 erregt, um negativ oder positiv zu zählen, wie zuvor beschrieben.

Wenn die Markierung 5 am Block photoelektrischer Zellen YJ vorbeigeht, nimmt jede dieser Zellen die Markierung 5 wahr und gibt einen elektrischen Impuls ab, um das ihr zugesellte bistabile Element im Block 19 einzustellen. Diese Einstellung der Elemente des Blockes 19 veranlasst Impulse zum Oder-Tor 21 gegeben zu werden, das nur einem Impuls von jeder Einstellung eines bistabilen Elementes gestattet, zum Und-Tor l4 zu gehen. Wenn das bistabile Element 9 ein konstantes Potential an das Oder-Tor 14 gibt, werden die Impulse vom Block der bistabilen Elemente zum Zähler 15 geführt. Wenn die Markierung 5 die photoelektrische Zelle B erreicht, wird das Potential vom bistabilen Element 10 vom Und-Tor 11 an das Und-Tor 12 gelegt, wodurch weitere Impulse daran gehindert v/erden, zum Zähler 15 zu gehen. Diese Sperrung erfolgt durch das Und-Tor 14, wie zuvor beschrieben. Wenn die Markierung 4 von der Zelle C wahrgenommen wird, werden die bistabilen Elemente 9 und 10, wie zuvor beschrieben, zurückgestellt. Auch die bistabilen Elemente in den Blöcken 19 und 20 werden zurückgestellt. Die photoelektrische Zelle C muss weiter von der Zelle A entfernt sein, als die Länge irgendeiner Differenz im Abstand zwischen den Zellen A und B und jedem Paar von Markierungen 4 und 5. Sollte das Kabel rück-

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wärts gleiten, wodurch die Zelle veranlasst würde, eine Markierung doppelt festzustellen, würde das entsprechende bistabile Element, das bereits durch den ersten Durchgang der Markierung eingestellt ist, keine Impulse mehr abgeben, bis es durch die Zelle C zurückgestellt wird, so dass ein Unterschied im Abstand zwischen den Markierungen 4 und 5 und den Zellen A und B nur einmal festgestellt werden kann.

Wenn die Markierungen 4 und 5 richtig voneinander beabstandet sind, fliesst, wie "im vorangehenden Beispiel beschrieben, keine Spannung vom Oder-Tor 13 zum Und-Tor 14, und es geht kein Impuls zum Zähler 15.

Wenn die Markierungen 4 und 5 weiter auseinander stehen als durch den rieht!-, gen Abstand gegeben, stellt die Zelle B die Markierung 5 fest und veranlasst, dass zwei Potentiale zum Und-Tor 12 gegeben werden, dies von den bistabilen Elementen 9 und 10,'um das Und-Tor l4 zu erregen» Durch die ebenfalls erfolgende Einstellung des bistabilen Elementes 10 wird der Zähler 15 veranlasst, positiv zu zählen. Die Markierung 5 wird durch jede der Zellen 18 festgestellt, wodurch die entsprechenden bistabilen Elemente im Block 20 veranlasst werden, einen Impuls zum Zähler 15 zu geben. Wenn die Photozelle A die Markierung 4 wahrnimmt, erhalten, wie zuvor, die Und-Tore 11 und 12 ein Potential, wodurch das Und-Tor l4'gesperrt wird "und verhindert wird, dass weitere Impulse von den bistabilen Elementen des Blockes 20 zum Zähler 15 gegeben werden. Der Stromkreis wird dann durch die Photozelle C'zurückgestellt, wenn dieser die Markierung 4 wahrnimmt.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden auf beiden Seiten auf verschiedenen Querlinien zu jenen der Markierungen 4 und 5, nahe nebeneinander liegende Markierungen gruppiert und durch weitere Photozellen festgestellt, wenn der Abstand zwischen zwei Markierungen nicht der richtige ist und die Impulse zur Betätigung des umkehrbaren Zählers 15 gleich verwendet, wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen.

Die Markierungen 4 und 5 kb'^nnen beispielsweise wirkliche Markierungen am Kabel 6 sein, oder sie können die vorderen Kanten von Papierstreifensein, welche am Kabel angebracht sind. Am Kabel 6 können auch magnetische Markierun- gen angebracht sein, bei deren Anwendung die Photozellen durch magnetische Detektoren zu ersetzen sind. -

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Wenn die Markierungen so anfallen, dass sie alle entweder in einem kleineren oder grösseren Abstand als dem richtigen auseinanderliegen, sind alle Fehler entweder positiv oder negativ. Dementsprechend kann in diesem Pail der umkehrbare Zähler 15 durch einen nicht umkehrbaren ersetzt werden.

Die Anzahl der Markierungen 4 und 5 kann entweder durch die Photozellen A und B, oder wenn es erwünscht ist, durch eine weitere Photozelle gezählt werden.

Anstelle von Photozellen können auch andere lichtempfindliche Einrichtungen, wie Phototran&storen oder Cadmiumsulphatzellen zur Wahrnehmung der Markierungen verwendet werden.

7 Patentansprüche

2 Bl. Zeichnungen, 2 Fig.

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Claims (7)

I3B/Heg.2988 --*β»- 1 44 8 Λ94 Patentansprüche - - - ■

1. Verfahren zum Hessen der Länge τοπ G-egenständen, wie z.B. Bändern, Kabeln, Seilen u.dergl., gekennzeichnet durch Anbringung einer- .· Reihenfolge von Markierungen an dem zu messenden Gegenstand, yoii ■ denen zwischen zwei ausgepfählten der Abstand gemessen und der Unterschied zwischen diesem gemessenen Abstand und einem Bezugsabstand errechnet wird. ;

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verfahrens-

- schritte des Zähl-ens. der Anzahl Markierungen -durch eine Tergle-ichs-' -Vorrichtung mit zwei voneinander beabstandeten Auswerteinrichtungen für die Markierungen, welche Differenzen im Abstand, zwischen zwei ausgewählten Markierungen und dem Abstand zwischen den.Auswerteinrichtungen' feststellt und misst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzen der Abstände zwischen den Markierungen durch einen Bloci von ElarkierungsausY/erteinrichtungen gemessen werden. " -

4. Verfahren nach Anspruch T bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstanddifferenzen zwischen den Markierungen durch Zählen der Anzahl von Impulsen eines G-enerators gemessen werden, der eine Impulsfrequenz abgibt, welche von der relativen Geschwindigkeit zwischen Gegenstand und der Vergleichsvorrichtung abhängig ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen Markierungspaaren algebraisch summiert werden-..

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verfahrens schritte der Beleuchtung jeder Markierung und der Verwendung photoelektrischer Zellen zur Feststellung der Markierung.

7. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen

1 bis 6, gekennzeichnet durch die zünden Figuren 1 oder 2 beschriebenen Organe, Einrichtungen und Vorrichtungen.

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