DE3300320A1

DE3300320A1 - Kontroll- und auswerteeinrichtung zur fehl- und mehrfachbogenkontrolle sowie dickenmessung

Info

Publication number: DE3300320A1
Application number: DE19833300320
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 7123 Engelsdorf Beyer; Karl-Heinz 8020 Dresden Förster; Albrecht 8027 Dresden Johne
Original assignee: Polygraph Leipzig Kombinat Veb
Current assignee: Polygraph Leipzig Kombinat Veb
Priority date: 1982-02-10
Filing date: 1983-01-07
Publication date: 1983-09-01
Also published as: DD203886A1; JPS58139002A

Description

Kontroll- und Auswerteeinrichtung zur ehl- und Mehrfachbogen-
kontrolle sowie Dickenmessurir Die Erfindung betrifft eine Kontroll- und Auswerteeinrichtung zur Pehl- und Mehrfachbogenkontrolle sowie Dickenmessung von bogen- oder bahnförmigen Materialien in Be- und Verarbeitungsmaschinen.
Bekannt ist nach der DD-PS 149.053 eine kapazitive Kontroll-und Auswerteeinrichtung an Buchbinderei- und Druckmaschinen bei der die eine Kondensatorplatte des kapazitiven Meßwertgebers an zwei Stellen aufgetrennt ist und sich beide Kondensatorplatten jeweils auf einem Grundkörper befinden. Der Grundkörper ist dabei zu beiden Seiten elastisch gelagert.
ahrend des Meßvorganges befindet sich der Bedruckstoff zwischen dem mittleren Teil der aufgetrennten Kondensatorplatte und der zweiten Kondensatorplatte.
Nachteilig dabei ist, daß sich der Grundkörper über die gesamte Breite des Bedruckstoffes und darüber hinaus erstrecken mund, da sich auf Grund der Auswertungsweise die beiden Vergleichskondensatoren zu beiden Seiten des Bedruckstoffes befinden müssen. Neben dem aufwendigen Aufbau erfordert diese Anordnung zusäztliche technische Maßnahmen zur Verhinderung von mechanischen Schwingungen längs des Grundkörpers bei stärkeren l,rschüttertulgen.
Es ist das Ziel der erfindung, eine Kontroll- und Auswerteeinrichtung zu schaffen, die einen geringeren Aufwand erfordert, kleinere Abmessungen besitzt sowie den Montageaufwand verringert, Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Mewertgeberanordnung in der Maschine sowie die zugehörige Auzwerteschaltung so zu gestalten, daß der Grundkörper mit den zugehörigen Meßwertgebern klein gehalten und die Auswertung durch die Auswerteschaltung so erfolgt, daß nur Vergleichswerte einer Seite der Transportbahn erforderlich sind.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß sich mindestens drei Meßwertgeber auf dem Grundkörper befinden und dieser seitlich an der Transportbahn der Materialien angeordnet ist, sowie -sich das zu kontrollierende Meßobjekt zum Zeitpunkt der Messung in einem der beiden äußeren Meßwertgeber befindet und dieser Anordnung eine zur Auswertung und Ermittlung der Meßwerte auf Meßwertänderungen durch mechanische Schwingungen und Änderungen durch das Vorhandensein des Meßobjektes im Meßwertgeber dienende Auswerteschaltung nachgeordnet ist.
Für die Realisierung einer berWhrungslosen Messung ist es vorteilhaft, daß auf dem Grundkörper kapazitive Meßwertgeber angeordnet sind.
Eine Erhöhung der Empfindlichkeit der Einrichtung wird dadurch erreicht, daß auf dem Grundkörper induktive Meßwertgeber angeordnet sind.
imine erhöhte Empfindlichkeit bei einer berührungslosen Messung erreicht man dadurch, daß auf dem Grundkörper kapazitive und induktive Meßwertegeber angeordnet sind.
Effektvoll wird die Meßwertgeberanordnung dadurch, daß die auf dem Grundkörper angeordneten induktiven Meßwertegeber mit diesen gegenUberliegenden Meßwertgebern induktiv gekoppelt sind.
Es ist vorteilhaft, als induktive Meßwertgeber dynamische Tonabnehmersysteme zu verwenden. Vorzugsweise wird die Kontroll-und Auswerteeinrichtung derart gestaltet, daß in der Auswerteschaltung den, die von kapazitiven Meßwertgebern kommenden Signale Y12 Y 2' Y3 und Y4 vergleichenden, Kapazitätsmeßbrücken jeweils ein Verstärker und diesen jeweils ein Gleichrichter nachgeordnet ist sowie die Ausgänge der Gleichrichter mit einer Rechenschaltung verbunden sind. Die Rechenschaltung wird nutzbringen so gewählt, daß in der Rechenschaltung den Ausgängen C1 und C2 des ersten und zweiten Gleichrichters eine erste Subtrahierschaltung nachgeschaltet und dieser ein Koeffizientenpotentiometer, ein diesem folgender Multiplikator, der mit seinem Ausgang an eine Divisionsschaltung geschaltet ist, eine weitere mit dem Ausgang der Divisionsschaltung verbundene zweite 3ubtrahierschaltung nachgeordnet ist sowie, daß der mit dem Koeffizientenpotentiometer verbundene Eingang des Multikplika tors gemeinsam mit dem Ausgang C1 des ersten Gleichrichters über eine Summationsschaltung an einen zweiten Eingang der Divisionsschaltung geschaltet ist, und daß der Ausgang des dritten Gleichrichters C3 an den zweiten Eingang der der Divisionsschaltung folgenden Subtrahierschaltung geschaltet ist.
Als nützlich erweist sich auch eine Kontroll- und Auswerteeinrichtung, in der den, die von den induktiven Meßwertgebern kommenden Signale Y1, T2 Y3 und Y vergleichenden, Induktivitütsmeßbrücken jeweils ein Verstärker und diesen jeweils ein Gleichrichter nachgeordnet ist sowie die Ausgänge der Gleich- richter mit einer Rechenschaltung verbunden sind. Dazu gestaltet man die Rechenschaltung gUnstigerweise so, daß den Ausgängen des ersten und zweiten Gleichrichters eine erste Subtrahierschaltung nachgeschaltet und diese über eine Koeffizientenschaltung mit dem ersten Eingang einer Summationsschaltung verbunden ist, daß der zweite Eingang der Sumrnationsschaltung mit dem Ausgang des ersten Gleichrichters und der Ausgang der Summationsschaltung an den ersten Eingang einer folgenden zweiten Subtrahierschaltung sowie der Ausgang des dritten Gleichrichters mit dem zweiten Eingang der zweiten Subtrahierschaltung verbunden sind.
Effektvoll wird die Rechenschaltung auch dadurch, daß den Ausgängen der Gleichrichter jeweils ein Analog/Digital-NYandler zugeordnet wird und diese mit einem digitalen Rechner verbunden sind. Es ist von Vorteil, wenn mindestens einer der Grundkörper in elastischem Füllstoff gelagert und mit diesem in einem Gehäuse untergebracht ist.
Die WIeßwertgeberanordnung kann so gestaltet werden, daß die Anzahl der Meßwertgeber auf dem Grundkörper, Uber drei Meßwertgeber hinaus, mit der Anzahl der zu kontrollierenden Formate der Materialien identisch ist. Es ist auch vorteilhaft, das Gehäuse mit dem im elastischen Füllstoff gelagerten Grundkörper quer zur Transportrichtung verstellbar an einem Befestigungs element anzubringen.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand einiger Aus£Whrungsbeispiele näher erläutert werden: In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Wig. 1: die schematische Anordnung der kapazitiven Meßwertgeber, lilig. 2: die schematische Anordnung der induktiven Meßwertegeber, Fig. 3: die Auswerteschaltung für die kapazitiven Meßwertgeber, Fig. 4: die Auswerteschaltung für die induktiven Meßwertgeber.
Die in Figur 1 dargestellte Anordnung der kapazitiven Meßwertgeber ist seitlich an der Maschine angebracht. Als kapazitive Meßwertgeber dienen die Kondensatorplatten 1, 2 und 3. Sie sind gemeinsam auf dem Grundkörper 4 angebracht und in dem Gehäuse 5 durch den sich darin befindlichen elastischen Füllstoff 6 gelagert. Als Füllstoff 6 könnte beispielsweise Schaumstoff zur Anwendung kommen. Dadurch, daß die Lagerung des Grund körpers 4 an allen Flächenpunkten gleichermaßen vorhanden ist, können Schwingungen entlang der Längsachse des Grundkörpers 4 nicht auftreten.
Als Gegenelektrode zu den Kondensatorplatten 1, 2 und 3 dient die Kondensatorplatte 7. Sind durch Erschütterungen der Maschine Schwingungen entlang der Längsachse der Kondensatorplatte 7 zu erwarten, dann können diese durch eine elastische Lagerung der Kondensatorplatte 7 im Anlegetisch verhindert werden. Der Transport des Meßobjektes 8 erfolgt in der Darstellung der Figur 1 und 2 in die Zeichnungsebene hinein. Die kapazitiven Meßwertegeber 1, 2 mit der gemeinsamen Gegenelektrode 7 liefern die Vergleichswerte Y1 und Y2. Der Meßwert Y3 des Meßobjektes 8 liefert der kapazitive Meßwertgeber 3, der als Gegenelektrode ebenfalls die Kondensatorplatte 7 besitzt. Separate Gegenelektroden, die gemeinsam auf einem weiteren Grundkörper 4 aufgebracht sind, waren ebenfalls möglich. Alle Werte (Y1, , y2, y3, y4).
werden einer Auswerteeinrichtung 10 zugeführt.
In der Pigur 2 ist eine Anordnung von induktiven Meßwertgebern dargestellt. Bei dieser AusfUhrungsform der Erfindung befinden sich auf dem Grundkörper 4 drei Induktivitäten. Die erste fipule 13 und die zweite Spule 14 liefern die Vrgleichswerte Yl und Y2. Der Meßwert Y3 wird durch die dritte Spule 15 gewonnen.
Die Änderung der Induktivität der Spulen entsprechend der Lage der Spulen zum Anlegetisch 9 erfolgt durch die Abtastelemente 16, 17, 18, die jeweils durch eine Feder 12 mit dem Gehäuse 5 verbünden sind. Der Grundkörper 4 mit den Spulen 13, 14, 15 ist im Bül-lstoff 6 gelagert. Die Abtastelemente sind im Inneren der Spulenkörper beweglich angebracht, An der Spitze der Abtastelemente 16, 17, 18 können sich auch Meßräder befinden. Die Werte yl, zu Y2 Y3 werden einer.Auswerteeinrichtung 11 zugeführt.
Bei der Messung von Meßobjekten 8, die eine verschiedene Breite besitzen bzw. die verschiedene Format haben, ist es günstig, so viele weitere Meßwertgeber quer zur Transportrichtung anzuordnen, daß alle Pormate gemessen werden können. Die Ansteuerung der Meßwertgeber erfolgt dann so, daß drei nebeneinander liegende Meßwertgeber Werte liefern und sich das Meßobjekt 8 in einem äußeren der drei Meßwertgeber befindet. Möglich isjauch, das Gehäuse verstellbar an einem Befestigungselement anzubringen.
Die Auswerteschaltung fUr die kapazitive Meßwertgeberanordnung ist in Figur 3 dargestellt. Sie hat die Aufgabe, mit Hilfe der gemessenen Vergleichswerte Y1 und Y2 bei einer dadurch Schwingungen geänderten Lage des Grundkörpers 4 zur Kondensatorplatte 7 die momentane Lage der dritten Kondensatorplatte 3 zur Kondensatorplatte 7 und damit die Kapazität zu ermitteln, die ohne dem Meßobjekt 8 im Dielektrikum vorhanden wäre. Des weiteren muß sie den gemessenen Wert Y3 mit dem durch die Vergleichswerte Y1 und Y2 ermittelten Wert vergleichen.
In der Auswerteschaltung 10 wird der zu ermittelnde Wert auf der Grundlage folgender Beziehung ermittelt: Dabei wird von der Gegebenheit ausgegangen, daß der zu ermitteine inert bei einer Schräglage des Grundkörpers 4 mit einer Reihenschaltung von C1 und den jeweiligen benachbarten Differenzkapazitäten der drei Meßwertgeber zu vergleichen ist.
Nachdem die kapazitiven Meßwertgeber in den von einem Hochfrequenzgenerator 33 gespeisten 1pazitätsmeßbrUcken mit den darin enthaltenen Nennkapazitäten 19, 20, 21 verglichen wurden, gelangen die Signale der unabgeglichenen Meßbrücken über Verstarker 22, 23, 24, zu diesen jeweils zugeordneten Gleichrichter 25, 26, 27. An den Ausgängen der Gleichrichter 25, 26, 27 liegen jetzt die Signale Ci, C2 und C3 an, die durch die folgende Rechenschaltung nach der obigen Beziehung zur Ermittlung von C3 und dem Vergleich mit C3 gebracht werden.
Zuerst wird die Differenz zwischen C2 und Ci durch die Subtrahierschaltung 28 gebildet. Das Koeffizientenpotentiometer 29 multipliziert das Ausgangssignal mit 0,5. Danach gelangt das Signal zu einem Multiplikator 30. Hier wird das Signal mit dem Ci -Signal multipliziert. Das C1-Signal wird paralli dazu in der Summationsschaltung 31 mit dem Ausgangssignal des Koeffizientenpotentiometers addiert. Beide Signale, das Ausgangs-Signal des Multiplikators 30 und das Ausgangssignal der Summationsschaltung 31 werden zu einer Divisionsschaltung 34 geleitet und dort dividiert. Das erzeugte Signal entspricht nun C3 und wird in einer Subtrahierschaltung 32 mit C3-Signal verglichen. Das Ausgangs signal A der Subtrahiersohaltung 32 entspricht der Kapazitätsänderung durch das Meßobjekt 8 im dritten Keßwertgeber.
In Figur 4 ist die Auswerteschaltung 11 für die induktiven Mef3wertgeber dargestellt, Nach der Gegebenheit, das sich L3 aus einer Reihen schaltung von L1 und den beiden Differelainduktivitäten zusammensetzt, ergibt sich die Beziehung L3 =L1 + F (L2 - L1) Der Faktor F spiegelt den Zusammenhang zwischen der ganz konkreten Induktivitätsänderung und der Ankerung von L3 wieder.
Er muß experimentell ermittelt werden.
Nachdem die induktiven Meßwertgeber in den Induktivitätsmeßbrücken mit den Nenninduktivitäten 35, 36, 37 verglichen wurden, werden die Ausgangsignale der unabgeglichenen Meßbrücken durch die jeder Meßbrücke folgenden Verstärker 22, 23, 24 verstärkt und durch die Gleichrichter 25, 26, 27 gleichgerichtet. In der nachfolgenden Rechenschaltung werden die Ausgangssignale des ersten Gleichrichters 25 und des zweiten Gleichrichters 26 in der nachfolgenden Subtrahierschaltung 38 subtrahiert und das Differenzsignal wird durch eine anschließende Koeffizientenschaltung 39 mit dem Faktor F multipliziert. Ist der Faktor F kleiner als eins, dann enthält die Koeffizientenschaltung ein Koeffizientenpotentiometer 29 und ist der Faktor P größer als eins, dann kann beispielsweise ein Gleichspannungsverstärker verwendet werden.
Das um den Faktor F veränderte Differenz signal gelangt dann zu einer Summationsschaltung 40, in der dieses Signal mit dem Ausgangssignal des ersten Gleichrichters 25 addiert wird, Das summierte Signal wird dann in einer Subtrahierschaltung 41 mit dem Ausgangs signal des dritten Gleichrichters 27 durch die Differenzbildung verglichen. Am Ausgang der Subtrahierschaltung liegt jetzt das gewünschte Ausgangssignal A an.
mit dem Ausgangssignal A kann mit einer Anzeigeeinrichtung die Dicke des MeBobåektes angezeigt werden. Unter Verwendung von nachgeschalteten Schmitt-Triggern ist eine Fehl- und Mehrfachbogenkontrolle zu realisieren. Die Messung erfolgt dabei im Maschinentakt.
Bei Messungen unter mechanischen Schwingungseinflüssen sehr hoher Frequenz, bei der die Signallaufzeiten das Meßergebnis beeinflussen können, ist es notwendig in den kürzeren Signalwegen Verzögerungaglieder einzuschalten.
Beuaszeichen 1 Kondensatorplatte 2 Kondensatorplatte 3 Kondensatorplatte 4 Grundkörper 5 Gehäuse 6 Füllstoff 7 Kondensatorplatte 8 Meßobjekt 9 Anlegetisch 10 Auswerteschaltung 11 Auswerteschaltung 12 Peder 13 erste Spule 14 zweite Spule 15 dritte Spule 16 Abtastelement 17 Abtastelement 18 Abtastelement 19 erste Nennkapazität 20 zweite Nennkapazität 21 dritte Nennkapazität 22 erster Verstärker 23 zweiter Verstärker 24 dritter Verstärker 25 erster Gleichrichter 26 zweiter Gleichrichter 27 dritter Gleichrichter 28 Subtrahierßchaltung 29 Koeffisientenpotentiometer 30 Multiplikator 31 Summationsschaltung 32 Subtrahierschaltung 33 Hochfrequenz-Generator 34 Divisionsschaltung 35 erste Nenninduktivität 36 zweite Nenninduktivitat 37 dritte Nenninduktivität 38 Subtrahierschaltung 39 Koeffizientenschaltung 40 Summationsschaltung 41 Subtrahierschaltung

Claims

Patentansprüche ( 1.4Kontroll- und Auswerteeinrichtung zur Xehl- und Mehr-£achbogenkontrolle sowie Dickenmessung von bogen- oder bahnförmigen Materialien mit auf einem gemeinsamen elastisch gelagerten Grundkörper angebrachten Meßwertgebern, gekennzeichnet dadurch, daß sich mindestens drei Meßwertgeber auf dem Grundkörper (4) befinden und dieser seitlich an der Transportbahn der Materialien angeordnet ist, sowie sich das zu kontrollierende Meßobjekt (8) zum Zeitpunkt der Messung in einem der beiden äußeren Meßwertgeber befindet und dieser Anordnung eine zur Auswertung und Ermittlung der Meßwerte auf Meßwertanderungen durch mechanische Schw1ngungen und iinderungen durch das Vorhandensein des Meßobjektes (8) im Meßwertgeber dienende Auswerteschaltung (10, 11) nachgeordnet ist.
2. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, gekenn zeichnet dadurch, daß auf dem Grundkörper (4) kapazitive cwertgeber angeordnet sind.
3. Kontroll- und Ausverteeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß auf dem Grundkörper (4) induktive ewertgeber angeordnet sind.
4. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß auf dem Grundkörper (4) kapazitive und induktive Meßwertgeber angeordnet sind.
5. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die auf dem Grundkörper (4) angeordneten induktiven Meßwertgeber mit diesen gegenüberliegenden Meßwertgebern induktiv gekoppelt sind.
6. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, 3, und 4, gekennzeichnet dadurch, daß als induktive Meßwertgeber dynamische Tonabnehmersysteme verwendet werden.
7. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß in der Auswerteschaltung (10) den, die von kapazitiven Meßwertgebern kommenden Signale Y1, tL2, Y3 und Y4 vergleichenden, Kapazitätsmeßbrticken jeweils ein Verstärker (22, 23, 24) und diesen jeweils ein Gleichrichter (25, 26, 27) nachgeordnet ist, sowie die Ausgänge der Gleichrichter (25, 26, 27) mit. einer Rechenschaltung verbunden sind.
8. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, 2 und 7, gekennseichnet dadurch, daß in der Rechenschaltung den Ausgängen C1 und C2 des ersten und zweiten Gleichrichters (25, 26) eine erste Subtrahierschaltung (28) nachgeschaltet ttlid dieser ein Koeffizientenpotentiometer (29), ein diesem folgender Multiplikator (30), der mit seinem Ausgang an eine Divisionsschaltung (34) geschaltet ist, eine weitere mit dem Ausgang der Divisionsschaltung (34) verbundene zweite ,ubtrahierschaltung (32) nachgeordnet ist sowie daß der mit dem Koeffizientenpotentiometer (29) verbundene Eingang des t:"ultiplikators (30) gemeinsam mit dem Ausgang C1 des ersten aleichrichters (25) über eine Summationsschaltung (31) an einen zweiten Eingang der Divisionsschaltung (34) geschaltet ist und daß der Ausgang des dritten Gleichrichters (27) C3 an den zweiten Eingang der der Divisionsschaltung (34) folgenden zweiten Subtrahierachaltung (32) geschaltet ist.
9. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß in der Auswerteschaltung (11) den, die von den induktiven Meßwertgebern kommenden Signale Y1, J2s Y3} und Y4 vergleichenden, Induktivitätsmeßbrücken jeweils ein Verstärker (22, 23, 24) und diesen jeweils ein Gleichrichter (25, 26, 27) nachgeordnet ist, sowie die Ausgänge der Gleichrichter (25, 26, 27) mit einer Rechenschaltung verbunden sind.
10. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, 3 und 9, gekennzeichnet dadurch, daß in der llechensohaltung den Ausgängen des ersten und zweiten Gleichrichters (25; 26) eine erste Subtrahierschaltung (38) nachgeschaltet und diese über eine Koeffizientenschaltung (39) mit dem ersten Eingang einer Summationsschaltung (40) verbunden ist, daß der zweite Eingang der Summationsschaltung (40) mit den Ausgang des ersten Gleichrichters (25) und der Ausgang der Summatìonsschaltung (40) an dem ersten Eingang einer folgenden zweiten Subtrahierschaltung (41) sowie der Ausgang des dritten Gleichrichters (27) mit dem zweiten Eingang der zweiten Subtrahierschaltung (41) verbunden sind,
11. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, 7 und 9, gekennzeichnet dadurch, daß in der Rechenschaltung den Ausgängen der Gleichrichter (25; 26; 27) jeweils ein Analog/ Digital-Wandler zugeordnet ist und diese mit einem digitalen Rechner verbunden sind.
12. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens einer der Grundkörper (4) in elastischen Füllstoffen (6) gelagert und mit diesem in einem Gehäuse (5) untergebracht ist.
13. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anzahl der Meßwertgeber auf dem Grundkörper (4) über drei Meßwertgeber hinaus, mit der Anzahl der zu kontrollierenden Format der Itiaterialien identisch ist.
14. Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gehäuse (5) mit dem im elastischex Füllstoff (G) gelagerten Grundkörper (4) quer zur Transpoitrichtung verstellbar an einem J3efestigungselement angeb7achqw ist.