DE1807599A1

DE1807599A1 - Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von Eigenschaften sich bewegender Bahnen

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Publication number: DE1807599A1
Application number: DE19681807599
Authority: DE
Inventors: Spitz David A; Dewitt John E
Original assignee: Industrial Nucleonics Corp
Current assignee: Industrial Nucleonics Corp
Priority date: 1967-11-13
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1969-06-19
Also published as: DE1807599B2; FR1591764A; GB1251503A; JPS5036339B1; SE351290B; US3612839A

Description

DIPL-ING. HANS BEGRICH · DIPL-ING. ALFONS WASMEIER REGENSBURG 3 · LESSINGSTRASSE 10 Patentanwälte Begrich · Wasmeier, 8400 Regensburg 3, Postfach

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I/P 6475

4. Oktober 1968 W/He

INDUSTRIAL NUCLEONICS CORPORATION, 65Ο Ackerman Road; Columbus,

Ohio 45202, U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von Eigenschaften sich

bewegender Bahnen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Gewinnung statistischer Daten für die Eigenschaften einer sich bewegenden Bahn, und insbesondere auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Aufteilung einer Eigenschaft einer sich bewegenden Bahn in eine Vielzahl von einzelnen Varianzkomponenten.

Die Varianz oder Abweichung von dem mittleren Wert einer Punktion f(t) über ein Zeiterintervall T wird wie folgt definiert»

V = T

\ j /f(t) - t(t)_/at

Jo

9Ü9825/1

(i)

V die Varianz,

T die Standardabweichung, und

⁷^ - T Jo ^f(*)^{dt isfc}·

Wenn die Punktion f(t) N mal während des Intervalles T abgetastet wird, läßt sich die Gleichung (1) in folgender Weise angeben:

ι ^N ρ

ir (X₁-X)²

I=J.

x. jede* der aufeinanderfolgenden abgetasteten Werte und ¹ N

* - Έ δ. ^xi ^ist'

Bei industriellen Verarbeitungsvorgängen ist die Berechnung der Varianz einer Eigenschaft in weitem Maße zur Bestimmung verwendet worden, ob ein hergestelltes Produkt eine gewünschte Konsistenz zur Erzielung eines Ausgleiches zwischen Wirtschaftlichkeit und Verbrauch-erwünschen ergibt. Die Varianz ist häufig in der Technik der Herstellung von Bahnen, z.B. in der Papiertechnik, in der Stahl· fabrikation und in der Kunststoffilmtechnik angewendet worden. Im allgemeinen wird bei der bekannten Bahnherstelltechnik und in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung die Varianz in Abhängigkeit von der Umsetzung einer Anzeigevorrichtung für die interessierende Eigenschaft rechtwinkelig zu den Bahnkanten berechnet, während die Bahn sich in Längsrichtung verschiebt. Eine derartige Abtastung durch die Anzeigevorrichtung

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ergibt eine Messung* die üblicherweise als Profilmessung bezeichne* wird.

Bisher wurde allgemein angenommen, daß die Profildaten direkt zur Ableitung einer statistischen Information in bezug auf Querrichtungs merkmale der gemessenen Eigenschaft verwendet werden können. Dabei werden die Daten, die sich auf Merkmale rechtwinkelig zu den Bahnkanten und auf solche in Richtung der Bahnbewegung beziehen, üblicherweise als Querrichtungseigenschaften und Bearbeitungsrichtungseigenschaften bezeichnet.

Tatsächlich können jedoch dieProfilmerkmale und Querrichtungsmerkmale nicht als äquivalent betrachtet werden. Das Fehlen der Äquivalenz zwischen den Profil- und Querriohtungskomponenten ergibt sich aus der Bearbeitungsri'chtungsumsetzung der Bahn, während die Anzeigevorrichtung rechtwinkelig zur Bahn abtastet. Somit enthält eine Profilmessung tatsächlich Bearbeitungsrichtungs- und Querrichtungskomponenten der zu messenden Eigenschaft. Eine echte Anzeige der Querrichtungseigenschaften kann nur dadurch abgeleitet werden, daß die Bearbeitungsrichtungs- und Querrichtungskomponenten in ihre entsprechenden Teile aufgespalten oder getrennt werden.

Komponenten der Bahneigenschaft besitzen einen weiten Bereich von Frequenzen. Beispielsweise treten in der Papierherstelltechnik Faktoren auf, wobei das Gewicht pro Flächeneinheit der Bahn, da» als Grundgewieht bezeichnet wird, über einen Frequenzbereich von ,■ o,ol - loö Hz; variieren kann. Allgemein kann das Frequenzspektnm

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der Bahneigenschaften in Langzelt- und Kurzzeitkomponenten unterteilt werden, wobei die Langzeitkomponenten eine Periodizität aufweisen, die eine Abtastung einer Anzeigevorrichtung über eine Bahn übersteigt, während die Kurzzeitkomponenten jene sind, die eine Periodizität besitzen, welche kleiner als eine Abtastung einer Anzeigevorrichtung ist.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Berechnung statistischer Eigenschaften einer sich bewegenden Bahn; hierbei sollen insbesondere Varianzkomponenten einer Eigenschaft einer sich bewegenden Bahn in ihre Bestandteilskomponenten aufgeteilt werden. ....,_:.

Im einzelnen sollen im Falle der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen von Querrichtungseigenschaftskomponenten einer sich bewegenden Bahn, der Varianz einer Eigenschaft einer sich bewegenden Bahn in Bearbeitungsrichtung zur Berechnung der Gesamtvarianz einer Eigenschaft einer sich bewegenden Bahn aufgrund der Erkenntnis, daß die Gesamtvarianz der Bahn gleich ist der Summe der Bestandteilsvarianzkomponenten bzw, zur Berechnung von Langzeit- und Kurzzeitvarianz der Eigenschaften einer sich bewegenden Bahn in Bearbeitungsrichtung vorgeschlagen werden.

Gemäß vorliegender Erfindung wird die Varianz der Eigenschaften einer Bahn In Komponenten der Querrichtung, der Iiangzeitbearbeitungerichtung, der Kurzzeltbearbeitungerichtung, der ö*s«H8tbearbeitungs* richtung und 4m Profile« unterteilt* Die Komponenten werden In

co ^z

Abhängigkeit von einer einzigen Anzeigevorrichtung für die Eigenschaft berechnet, die die Bahn rechtwinkelig zu den Kanten mehrere Male abtastet. Während einer jeden Abtastung wird die Eigenschaftsmessung bei einer Anzahl von Zonen quer zur Bahn erzielt, damit eine Profilkontur erzeugt wird. Ein Rechner spricht auf die abgetasteten Werte an, damit die angezeigten Varianzkomponenten erzeugt werden.

Nach vorliegender Erfindung werden die Varianzkomponenten in ihre verschiedenen Werte in Abhängigkeit von der Profilmessung dadurch unterteilt, daß man sich auf das unerwartete Ergebnis stützt, daß die gesamte Varianz einer Bahn über eine Vielzahl von Abtastungen gleich der Summe der Varianzen über diese Abtastungen ist, wobei die gesamte Varianz gleich dem mittleren Wert der Profilvarianzen über die verschiedenen Abtastungen, vermehrt um die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung ist. Mathematisch ausgedrückt 1st die gesamte Varianz:

^VT ~ ^Vz ^{+ V}x(LT)

wobei

V_T « die gesamte Varianz,

V_ β der Mittelwert der Profilvarianzen und ^z

cn χ(ϋΓ) « die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung über die -*■ Vielzahl von Abtastungen.

Da die Profilvarianz die Summe der Querrichtungs- und Kurzzeittarian-

zen 1st und die Gesamtbearbeitungsrichtungsvarianz gleich der Kurzzeitvarianz plus der Langzeitvarianz ist, läßt sich die

-D-

Gleichung (3) wie folgt ausdrücken:

v_T - v_{Y +} v_x(T) (4)

Vy » die Querrichtungsvarianz und

= die Gesamtbearbeitungsrichtungsvarianz.ist.

Die Langzeitbearbeitungsriohtungsvarianz in der Gleichung (3) wird durch Errechnung des mittleren Wertes der Bearbeitungseigenschaft für Jede der Abtastungen und durch Berechnung der Varianz dieser mittleren Werte erhalten. Mathematisch wird die Langzeitbearbeitungsrichtungsvarianz nach folgender Gleichung berechnet ι

x(M) ■ I S (Z₁ - Z) (5)

η * die Anzahl der Abtastungen,

Iz₁- der mittlere Wert der tten Abtastung,

w » der mittlere Wert der η Mittelwerte der angezeigten Abtastablesungen, und i Jede aufeinanderfolgende ganze Zahl zwischen 1 und n.ist.

Zur Bestimmung der Gesamtvarianz in Bearbeitungerichtung wird die Varianz in jeder der N Zonen für die η Abtastungen abgeleitet. Diese N Varianzen werden dann zusammen gemittelt, damit der Wert von ^Vx(T) ^erlMllten wird.

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Aus den Messungen der Gesamtbearbeitungsrichtung und der Langzeitbearbeitungsrichtungsvarianz kann die Kurzzeitbearbeitungsriehtungs· varianz V /_Sm\ ^der Eigenschaft berechnet werden zu:

^Vx(ST) ^{= V}x(T) " ^Vx(LT) ⁽⁶⁾*

Die Paktoren, die zur Berechnung der Kurzzeitbearbeitungsrichtungsvarianz verwendet werden, können mit Profilvarianzmessungen zur Ableitung einer exakten Anzeige der Querrichtungsvarianz entsprechend folgender Gleichung kombiniert werden:

^VY ' ^VZ " ^Vx(T) ^{+ V}x(LT) (7).

Durch Aufteilung der Gesamtvarianz für die gemessene Eigenschaft in unterschiedliche Komponenten werden Informationen betreffend die Quelle der Änderungen, die die Unregelmäßigkeiten in der Bahn verursach&i erzeugt. Kennt man beispielsweise den Wert für die tatsächliche Querbearbeitungsänderung, können die Einflüsse der Steuerungen für die Querbearbeitungsrichtungseigenschaften exakter bestimmt werden. Die Kenntnis von Kurzzeitbearbeitungsriehtungskomponenten ermöglicht mit hoher Genauigkeit eine bessere Bewertung der Einflüsse der Bearbeitungsrichtungsvorgangseinstellungen. Bei der Papierherstellung ermöglicht die Bewertung der tatsächlichen Qnerbearbeitungsvarianz, daß eine genauere Anzeige erzielt werden, kann, wie die öffnung einer Stauvorrichtung an einer bestiiaeten

Stelle quer zur Bahn das Grundgewicht in der Querrichtung wird. Die Berechnung der Kurzzeitbearbeitungsrichtungsvarianz ergibt eine vollständigere Beurteilung der Einstellungen des Vorganges in Bearbeitungsrichtung, z.B. eine Abstimmung am feuchten Ende.

Ein wesentlicher Vorteil vorliegender Erfindung besteht darin,daß Eigenschaftswerte an unterschiedlichen Querrichtungsstellen zur Bestimmung der Bearbeitungsrichtungs- und Gesamtvarianzen verwendet werden. Bei den bekannten Einrichtungen ist ganz generell angenommen werden, daß die Bearbeitungsrichtungsvarianz in Abhängigkeit von der Querrichtungslage konstant ist. Es scheint, als ob diese Annahme fehlerhaft wäre und gemäß vorliegender Erfindung werden die Berechnungen von Gesamt- und Langzeitbearbeitungsrichtungsvarianzen in Abhängigkeit von Messungen aus verschiedenen Zonen quer zur Bahn abgeleitet.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand einer Einrichtung zur Messung des Grundgewichtes einer Papierbahn während der Herstellung beschrieben. Verfahren und Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung können Jedoch ohne weiteres auch bei anderen Materialien und zur Messung von anderen Eigenschaften als dem Grundgewicht verwendet werden. Beispielsweise kann vorliegende Erfindung auch zur Messung des Grundgewichtes von stranggepreßten Kunststoffilmen oder von gewalztem Stahl oder zur Bestimmung von Feuchtigkeitseigensehaften einer Papierbahn während der Herstellung benutzt werden.

ORIGINAL INSPECTED

Pig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Rechners gemäß vorliegender Erfindung in Verbindung mit einer Einrichtung zur Messung der Grundgewichtseigenschaften einer Papierbahn während der Herstellung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Art und Weise, in der eine Grundgewichtsanzeigevorrichtung der in Pig. I gezeigten Art zur wiederholten Abtastung einer Papierbahn verwendet wird,

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Einrichtung nach Fig· I zur Berechnung der Varianz für jede Zonenstellung quer zur abgetasteten Bahn,

Fig. 4 ein Blockdiagramm der Einrichtung nach Fig. 1 zur Berechnung von Profilvarianzen und Langzeitvarianzen in Bearbeitungsrichtung, und

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer abgeänderten Ausführungsform für einen Teil des Rechners nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist die Kernstrahlungsmeßvorrichtung 11 zur Messung des Grundgewichtes der Papierbahn 12 am einen Ende des Armes 15 dargestellt. Der Arm 13 und die Meßvorrichtung 11 werden rechtwinkelig zu den Kanten der Bahn 12 durch den Motor 14 umgesetzt bzw. verschoben. Die Bahn 12 wird in Richtung ihrer Längsachse bewegt, wie durch den Pfeil 15 angedeutet ist, wobei die Lage der Meßvorrichtung 11 für eine Abtastung einen geometrischen Ort von Punkten gleich

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- Io -

der Hypotenose eines Dreieckes festlegt« das erste und zweite Schenkel aufweist, die mit der Vorwärtsbewegung der Bahn 12 während einer jeden Abtastung und der Breite der Bahn übereinstimmen.

Das elektrische Signal, das aus der Meßvorrichtung 11 erhalten wird, und das das Grundgewicht der Bahn 12 für den durch die Meßvorrichtung überstrichenen Bereich anzeigt, ist mit der Meßschaltung 16 gekoppelt. Die Meßschaltung 16 ist von bekanntem Aufbau und erzeugt eine Oleichstrom-Ausgangsspannung proportional dem Grundgewichtssignal, das aus der Meßvorrichtung 11 stammt.

Nach vorliegender Erfindung wird die Meßvorrichtung 11 rechtwinkelig zu den Kanten der Bahn 12 mehrere Male abgetastet, wobei Signale erzeugt werden, die mit den Varianzkomponenten für die Kurzjrfzeitbearbeitungsrichtung, die Langzeltbearbeltungsrichtung, die Gesamtbearbeitungsrichtung, das Profil, die Querrichtung und die Gesamtvarianz Übereinstimmen. Die Signale, die die Varianzkomponenten anzeigen, werden mit Hilf· des digitalen Rechengerätes erzeugt, das im übrigen Teil in: Fig. 1 und in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist.

Bevor die Recheneinrichtung gemäß vorliegender Erfindung betrachtet

2" wird, sei auf die schematiche Darstellung nach Fig. 2 bezug genom-

k> men, in der die Art und Weise angegeben ist, in welcher Daten aus

^ der Meßvorrichtung 11 für ein· Vielzahl von Abtastungen abgeleitet ^ werden. In Fig. 2 und im übrigen Teil der Beschreibung vorliegender Erfindung ist davon auegegangen, daß die Bahn 12 in drei Querrichtungszon»n unterteilt ist und daß die Meßvorrichtung 11 quer zur

Bahn viermal abgetastet wird, damit die gewünschten Daten erhalten werden. Bei einer Einrichtung der Praxis können die Anzahl von Prüfzonen quer zur Bahn 12 und die ^Anzahl von Abtastungen der Anzeigevorrichtung 11, die zur Bestimmung der interessierenden Daten erforderlich sind, wesentlich höher gewählt werden als in dem Ausführungsbeispiel angegeben wird;-Die Anzahl von ftuerrichtungszonen und Proben ist bei der Beschreibung klein gehalten worden,um den Aufwand an Elektronik gering zu halten und die Erfindung besser verständlich zu machen.

Bei einem typischen Ausführungsbeispiel können einundzwanzig Abtastungen der Anzeigevorrichtung11 quer zur Bahn 12 vorgenommen werden, und während jeder Abtastung können Daten aus fünfzehn unterschiedlichen Prüfzonen abgeleitet werden. Die tatsächliche Anzahl von Abtastungen und die Anzahl von Prüfzonen, die bei einer speziellen Berechnung verwendet werden, hängt von den Parametern des Vorganges und von der Meßvorrichtung wie auch Von dem Zweck, zu dem die berechnete Varianzinformation dient, ab. Daböl itfüsseri die BahR-'" breite, die Abtastgeschwindigkeit, die Ansprechzeit" "det* Mefivo¥i»ichtung, die räumlichen Abmessungen des "Fensters", das die Größe 'des Bahrteiles bestimmt, welcher von der Meßvorrichtung in einem bestimmten Augenblick beträchtet wird, und die Änderungsfrequenzen, dkie bei den Varianzberechnungen aufgelöst werden müssen, in Rechnung gestellt werden.

Im dargestellten Teil nach Fig. 2 und in der folgenden Beschreibung ist abgenöasaien, daß die Daten bei aufeinanderfolgenden Abtastungen

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ORIGINAL INSPECTEu

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entnommen werden, um die Varianziformation so rasch wie möglich zur Verfügung zu stellen, beispielsweise, um den Bedienenden bei der Abstimmung am feuchten Ende einer Papierherstellmaschine zu leiten. In diesem Falle können die Daten aus beispielsweise einundzwanzig Abtastungen angesammelt und die Varianzkomponenten in beispielsweise zwanzig oder dreißig Minuten berechnet werden. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß Daten bei jeder Abtastung oder bei aufeinanderfolgenden Abtastungen entnommen werden. Bei einer langlaufenden Auswertung z.B. können die Daten bei beispielsweise einundzwanzig Abtastungen entnommen werden, die willkürlich während einer Periode von mehreren Stunden oder sogar mehreren Tagen ausgewählt werden. Die Werte für die entsprechenden, berechneten Varianzkomponenten, die bei einer derartigen langdauernden Bewertung berechnet werden, werden im allgemeinen unterschiedlich vonden Werten sein, die bei der kurzdauerndenBewertung erhalten werden.

In Fig. 2 ist Jede Abtastung der Meßvorrichtung 11 quer zur Bahn 12, bei der Daten erzeugt werden, durch diagonale Linien 21 angedeutet. Es ist eine Trennung zwischen dem Beginn und dem Ende benachbarter diagonaler Linien vorgesehen, diese Trennung ergibt sich aufgruii<3t, der endlichen Zeit, die zur Eückführung der Meßvorrichtung 11; ii^ den anfänglichen Anlaufpunkt notwendig ist. Wie es bei der Messung, von Bahneigenschaften mit Abtastmeßvprrichtungen üblich ist, werden die Meß vorrichtungen aus, der ließ vorrichtung 11 nur erzeugt,, wejnn die Meß vorrichtung in einer Riejh^ung, über die Bahn 12 wandert* Jede Abtastung der Heßvorrichtung.-3*1 _ffu«r_; .zur Bahn 12 ergibt, daß die'

¹^' C»

ORIGINAL rNSPECTED

Meßschaltung ΐβ eine Profilanzeige des Grundgewichtes der Bereiche erzeugt, die durch die diagonalen Linien 21 definiert werden. Aus diesen Profilmessungen, die die Eigenschaftsinformationen in Querrichtung und in Bearbeitungsrichtung enthalten, können die oben erwähnten Varianzkomponenten berechnet werden.

Während Jeder Abtastung der Anzeigevorrichtung 11 quer zur Bahn 12 werden Grundgewichtsänderungen in Bearbeitungsrichtung angezeigt. Die Änderungen in Bearbeitungsrichtung wflhrftnrt einer abtastung dar Angeigevorrichtung während einer Abtastung der Anzeigevorrichtung 11 weisen eine verhältnismäßig hohe Frequenz, d.h. eine kurze Dauer auf, und ein Maß Iterfür kann als Kurzdauervarianz ν"_χ/_3Τ\ in Bearbeitungsrichtung ausgedrückt werden. Durch Berechnung der Kurzzeitvarianzen in Bearbeitungsrichtung und der Profilvarianzen für jede Abtastung kann eine exakte Anzeige der Querrichtungsvarianz V für die Abtastung dadurch abgeleitet werden, daß die Profilvarianz von der Kurzdauervarianz in Bearbeitungsrichtung subtrahiert wird. Die Berechnung der Kurzdauervarianz in Bearbeitungsrichtung für eine Abtastung kann nicht auf einfache Weise vorgenommen werden. Die mittlere Kurzdauervarianz in Bearbeitungsrichtung über die verschiedenen Abtastungen kann dadurch erreicht werden, daß die Gesamtvarianz in Bearbeitungsrichtung und die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung berechnet werden und letztere von ersterer subtrahiert wird. Die mittlere Kurzzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung wird zur Berechnung der mittleren Varianz in Querrichtung über die verschiedenen Abtastungen verwendet.

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Um die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung zu berechnen, die sich aus vier Abtastungen der Anzeigevorrichtung 11 quer zur Bahn 12 ergibt, werden die Profilmessungen einer jeden der vier Abtastungen gemittelt und die Varianz dieser vier Mittelungen wird berechnet. Die Gesamtvarianz in Bearbeitungsriehtung wird dadurch erhalten, daß die Varianz in jeder der drei Zonen für die vier Abtastungen berechnet wird und daß dann diese drei Varianzen gemittelt werden. Mit anderen Worten wird die Gesamtvarianz dadurch ermittelt, daß die Varianz in Zone 1 für die vier Abtastungen, die Varianz in Zone 2 für die vier Abtastungen und die Varianz in Zone 3 für die vier Abtastungen berechnet wird. Die drei Varianzfaktoren werden miteinander gemittelt, so daß eine Anzeige der Gesamtvarianz in Bearbeitungsriehtung erhalten wird.

Eine Berechnung der Varianz in Querrichtung und der Gesamtvarianz in Bearbeitungsriehtung ermöglicht, daß die Gesamtvarianz der Bahn, die durch die vier Abtastungen der Anzeigevorrichtung 11 bedeckt wird, aus V₊. » V„ + V_v/^\ abgeleitet wird. Andererseits kann die Gesamtvarianz dadurch berechnet werden, daß die Frofilvarianz mit der Langzeitvarianz in Bearbeitungsriehtung addiert wird, da die Frofilvarianz gleich ist der Querrichtungsvarianz plus der Kurzzeitvarianz in Bearbeitungsriehtung, und die gesamte Varianz in Bearbeitungsriehtung wiederum gleich ist der Summe aus Kurzzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung und Langzeitvarianz in Bearbeitungsriehtung.

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Wegen der Speicherprobleme, die bei der Berechnung der verschiedener Varianzkomponenten auftreten, wird vorzugsweise ein Digitalrechner verwendet. Hierbei wird der Ausgang der Meßschaltung l6 abgetastet, während die Meßvorrichtung 11 über die Mitte einer jeden der drei Zonen quer zur Breite der Papierbahn 12 wandert. Diese Abtastung (bzw. Probennahme) wird dadurch erreicht, daß die Abgabewelle des Motors 14 zur Einstellung mit dem Impulse erzeugenden Wandler 22 gekoppelt.wird, der einen Ausgangsimpuls erzeugt, während die Meßvorrichtung 11 in der Mitte einer jeden der drei Zonen steht.. Der Impuls aus dem Wandler 22 wird dem Probengatter 2J au/ifgtgeben, das den Ausgang der Meßschaltung 16 mit dem Eingang eines Analog-Digital -Umwandlers 24 koppelt.

Viele der Digitalrechnerkomponenten, die in der Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden, z.B. der Umwandler 24, erzeugen parallele Mehrfachbitwörter, die eine Sammelleitung erforderlich machen, welche eine Vielzahl von Zuleitungen aufweist. Um Zeichnung und Beschreibung zu vereinfachen, ist jede Sammelleitung, die ein paralleles Mehrfachbitwort führt,. als einzelne Zuleitung gezeichnet. ,·,,,- ,^ ,

L-Umwandler 24 spricht auf die als Probe

<£>■ laene Gleichspannung an, die zur Erzeugung eines Mehrfachbitwortes

fsj sjAgsführt wird und mit de» örundgewichtssignal über einst lernt, das 2^ aus der Hegsehaltung 16 entsteht· Der Ausgang des Analog-Bigifc&l- ^ Uawandlerß 24 wird dem Speicher 25 aufgegeben, dessen Anzahl von Z*ll#n gleich deo Produkt der Anzahl von Probenzonen quer zur Bahn 12 w& am· ÄS3!«W. τα» Mskmatemgm dtr JUsstigwojcriektung U ist,

die zur Ableitung von zweckmäßigen Varianzdaten erforderlich sind. In vorlegendem Beispiel weist der Speicher 25 eine Anzahl von 3 χ 4 » 12 Zellen auf, deren jede eine Kapazität zur Speicherung eines Mehrfachbitwortes besitzt, das von dem Analog-Digital-Umwandler 24 erzeugt wird.

Während die Meßvorrichtung 11 Grundgewichtssignale erzeugt, wenn sie quer zur Bahn 12 abtastet, wird der Speicher 25 in einen Einschreibzustand geschaltet. Bei Beendigung der vier Abtastungen der Meßvorrichtung 11 quer zur Bahn 12 werden alle im Speicher 25 gespeicherten Daten in den übrigen Teil des Rechners nach Fig. 1 eingelesen, so daß Anzeigen der gewünschten Varianzkomponenten entstehen.

Um Information in den Speicher 25 einzuschreiben, ist Ausgang des Stellung S-/. Impulswandler^ 22 als Fortschaltspalteneingang in den Speicher gekoppelt. Wenn die Meßvorrichtung 11 jede Zone der Bahn kreuzt, werden damit Daten in eine unterschiedliche Spalte des Speichers 25 eingelesen. Die Steuerung der vier Reihen des Speichers 25, die mit Daten gespeist werden, erfolgt in Abhängigkeit von einem Ausgang, der aus dem Mikrosehalter 26 stammt und der an der Kante der Bahn 12 entfernt von dem anfänglichen Abtastpunkt der Meßvorrich- _m tung 11 angeordnet ist. Wenn die Meßvorrichtung 11 eine Abtastung cd quer zur Bahn 12 abschließt, erzeugt der Mikroschalter 26 ein binä-· res "Eins"-Signal, das mit einem Fortschaltreiheneingang des

Speichers 25 gekoppelt ist. Der Speicher 25 weist eine Schaltung zum Rücksetzen der Spalteneinlesestellung·, aus., der dritten in die erste Spalte in Abhängigkeit von jedem binären "Eins"-Eingangssignal auf, das dem Fortschaltreiheneingang zugeführt wird. Bei Beendigung einer jeden Abtastung der Meßvorrichtuhg 11 quer fcur Bahn 12 wirä

AdOO - * '

die Reihe des Speichers 25, in welche Daten eingeschrieben werden, fortgeschaltet und die Speicherzelle, die auf Eingangsdaten anspricht, stimmt stets mit der Stellung der Meßvorrichtung IL in

und
Bearbeitungsrichtung/in Querrichtung der Bahn 12 überein.

Nachdem Daten in die Zelle des Speichers 25 entsprechend der dritten Spalte und vierten Reihe eingeschrieben worden sind, wird der Rech-' ner zur Bestimmung der Varianzkomponenten angeschaltet. Hierbei wird die Abfühl-Einleseschaltung 26 mit der Zelle der dritten Spalte und vierten Reihe verbunden, damit ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von Daten erzeugt wird, die in die Speicherstellung eingelesen werden. Die Abfühl-Einleseschaltung ■ 26 erzeugt einen Ausgangsimpuls, der das Steuergerät 27 zur Einleitung der Berechnung anschaltet. Es ist eine genügend große Verzögerung im Steuergerät 27 nach Aufnahme eines Impulses aus der Abfühl-Einleseschaltung vorgesehen, wobei die Arbeitsweise des Steuergerätes nicht eingeleitet wird, bis das gesamte Wort in die Speicherzelle eingelesen wird, die der dritten Spalte und der vierten Reihe entsprüit.

Das Steuergerät 27 weist drei primäre Ausgangsklemmen 28, 29 und ^O auf, die so geschaltet sind, daß sie das Auslesen des Speichers 25, den Varianzrechner 31 und den Varianzrechner 52 steuern. Das Steuergerät 27 weist eine Innentaktgeberimpulsquelle und ein Verschieberegister auf, das auf die Taktquelle anspricht, damit nacheinander Steuersignale erzeugt werden, um den Inhalt des Speichers 25 in die Rechner 21 und 32 einzulesen. Der erste Einlesevorgang ergibt ein paralleles, nicht destruktives Auslesen der vier Grundgewichts-

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profilsignale, die in Jeder der Spalten gespeichert sind, in den Varianzrechner Jl. Der Inhalt einer jeden Spalte wird nacheinander in den Rechner 31 eingelesen, derart, daß der Rechner über drei Zyklen, und zwar jeweils eine für jede Speicherspalte erregt wird. Hierbei gibt das Steuergerät 27 ein Signal an eine Ausleseeingangsklemme des Speichers 25, wobei die vier Signale, die in der ersten Spalte des Speichers gespeichert sind, gleichzeitig in den Varianzrechner yi gelesen werden. Der Varianzrechner 31 spricht auf die vier Signale an, die gleichzeitig aufgegeben werden, damit ein digitales Mehrfachbitwort entsteht, das in den Akkumulator 33 eingespeist wird. Nachdem der Inhalt der ersten Spalte des Speichers in den Rechner 31 eingelesen worden ist, wird das Steuergerät 27 so beaufschlagt, daß es die vier Wörter in der zweiten Spalte in den Rechner 31 einliest. Der Rechner spricht auf diese vier Wörter in der Weise an, daß er ein zweites Mehrfachbitwort erzeugt, das die Varianz der vier eingespeisten Wörter anzeigt. Der zweite Ausgang des Rechners 31 wird dem im Akkumulator 33 gespeicherten Wort hinzuaddiert, das sich aus der ersten Varianzberechnung durch den Rechner 31 ergibt. Nachdem die Zellen der zweiten Spalte des Speichers 25 ausgelesen worden sind, werden die Zellen der dritten Spalte dem Varianzrechner 31 zugeführt, der ein drittes Varianzsignal erzeugt. Das dritte Varianzsignal wird den ersten beiden Varianzsignalen im Akkumulator 33 hinzuaddiert.

Nachdem die drei Spalten des Speichers 25 nacheinander in den Rechner. 31 eingelesen worden sind und die drei nacheinander erzeugten Mehrfachbitsignale, die von dem Rechner erzeugt werden, in den

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Akkumulator 33 eingespeist sind, wird der Mittelwert der Varianz für jede Zonenlage quer zur Bahn 12 dadurch gebildet, daß der Auegang des Akkumulators 33 in die Teilermatrix 35 in Abhängigkeit von einer Abgabe aus dem Steuergerät 27 eingeführt wird. Die durch drei teilende Matrix ist so verdrahtet, daß sie ein aus mehreren Bit bestehendes digitales Signal erzeugt, das mit der mittleren

Zonenvarianz der Bahn 12 übereinstimmt, wobei dieses Signal dem

wird

Register 36 zugeführt/. Das Register 36 speichert dabei ein binäres Mehrfachbitwort, das die Gesamtvarianz der Bahn 12 in Bearbeitungerichtung für die vier Abtastungen der Meßvorrichtung 11 quer zur Bahn anzeigt; diese Varianz ist V /_T\ bezeichnet.

Nachdem die Daten in den drei Spalten des Speichers 25 ausgelesen worden sind, wird das Steuergerät 27 fortgeschaltet, wodurch der Speicherinhalt jeweils in den Varianzrechner 32 ausgelesen wird. Der Varianzrechner 32 weist drei Eingänge auf, von denen einer auf jede der drei Spalten des Speichers 25 und auf die vier Reihen des Speichers nacheinander anspricht. Um die Profilvarianz und die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung zu berechnen, werden Signale dem Rechner 32 aus dem Speicher 25 zweimal aufgegeben, und zwar jeweils einmal für jede der Berechnungen.

co Entsprechend der ersten Kopplung von Daten aus dem Speicher 25 mit dem Rechner 32 wird der Mittelwert der Profilvarianz T^ über die

vier Abtastungen berechnet. Der Mittelwert der Profilvarianz für ^;· ■ ■. · ■ ■ . . . . .

die vier Abtastungen wird durch Berechnung einer Jeden Profil varianz, Sunwierung der vier ProfilvarlanEen und Teilung dee Irgebnlsse· durch vltr gebildet. Das Mitt#lw»rtprofilvarian*iignal

wird, dem Register 37 in Abhängigkeit von einem Ausgang des Steuer-. gerätes 27 zugeführt, wobei das Register eine Anzeige der Profilvarianz ergibt und speichert.

Nachdem die Berechnung der Profilvarianz durchgeführt worden ist, werden drei Wörter nebeneinander aus dem Speicher 25 in den Rech-' ner 32 in vier aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen entsprechend den Signalen aus -dem Steuergerät 27 eingel^@ssa*-""Der^.'echner 32 ' spricht auf diese zwölf Wörter an und berechnet die hmgzei&smrimsz in Bearbeitungsrichtung entsprechend der Gleichung (5)·- In Abhängigkeit von einem aus dem Steuergerät 27 stammenden Signal ist di® Anzeige für die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung von dem Rechner 32 zum Register 38 gekoppelt, wo sie gespeichert wird.

Bei den Registern 36, 37 und 38, die Signale speichern, welche die Varianzkomponenten der Gesamtbearbeitungsrichtung, des mittleren Profiles und der Langzeitbearbeitungsrichtung anzeigen, werden die Werte der Gesamtvarianz, der Kurzzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung und der Varianz in Querrichtung nach den Gleichungen "(3)» (6) und (7) berechnet. Hierzu werden die Profilvarianz-und die Langzeitvarianzsignale in Bearbeitungsrichtung, die in den Registern 37 und 38 gespeichert sind, 1-n der Addiermatrix 41 kombiniert, deren Ausgang die gesamte Varianz anzeig^dnd in das Register 42 ££ eingespeist wird. Die Kurzzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung cn wird dadurch berechnet, daß der Inhalt des Registers 3° als MInU- -» endeingang in die Subtraktionsmatrix 43 eingespeist wird, deren ^ Subtrahendeingang mit dem Ausgang des Registers 38 verbunden ist. Da» Differenzsignal aus der Matrix 4>, das die Kurzzeitvarianz

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in Bearbeitungsrichtung angibt, wird in Form von Subtrahend-und. Minuendeingängen in die Subtraktionsmatrix 45 eingespeist, deren Ausgang ein Addendeingang in die Addiermatrix 46 ist. Der Augendeingang in die Matrix 46 ist so geschaltet, daß er auf den Ausgang des Registers 38 anspricht, wobei die Addiermatrix 46 ein binäres Wort erzeugt, das mit der Querrichtungsvarianz der Bahn 12 übereinstimmt, wenn sie über die .vier Abtastungen der Anzeigevorrichtung 11 gemittelt wird. Bas~Blia&3corJb -djas von der Addiermatrix 46 er-

mit zeugt wird, ist/dem Register 47 gekoppelt. Die Register 356, 37, 38, 42, 44 und 47 speichern und ergeben Anzeigen der Varianzkomponenten für die Gesamtbearbeitungsrichtung, das mittlere Profil über die vier ^Abtastungen der Meßvorrichtung, die Langzeitbearbeitungsrichtung über die vier Abtastungen, die Gesamtvarianz für die vier Abtastungen der Meßvorrichtung 11, die mittlere Kurzzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung für die vier Abtastungen und die mittlere Querrichtungsvarianz für die vier Abtastungen.

Es wird nunmehr auf Flg. 3 der Zeichnung bezug genommen, in der ein Blockdiagramm des Spaltenvarianzrechners 3I nach Fig« I dargestellt ist. Der Rechner nach Fig. 3 spricht auf die vier gleichzeitigen Ausgänge des Speichers 25 an, wie sie aus den Spaltenstellungen abgeleitet werden. Entsprechend jedem der vier gleichzeitigen Eingänge berechnet der Rechner nach Fig. 3 zuerst die mittleren Werte, subtrahiert jeden einzelnen Eingangswert von dem berechneten mittleren Wert, quadriert den resultierendjien subtrahierten Wert und die summiert die Quadratwerte. Die Summe der Quadrate wird durch vier dividiert, um ein Maß für die Varianz zu erhalten.

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8AO ORIGINAL

Die vier gleichzeitigen Eingänge in den lechner 31 werden der Addiermatrix 52 über einen vierpoligen elektronischen Wechselschalter 51 aufgegeben, der in die angegebene Stellung in Abhängigkeit von einem Signal aus dem Steuergerät 27 geschaltet wird. Die Addiermatrix 52 kombiniert die vier Eingänge und erzeugt dadurch ein einziges, binäres Mehrfachbit-Ausgangswort, dessen Wert in der Divisionsmatrix 53 durch vier geteilt wird. Während der mittlere Wert der vier Eingänge in den Rechner J>1 berechnet wird, 1st der Ausgang der .Matrix 53 über einen elektronischen, einpoligen Weohselschalter 54 gekoppelt, der von der Ausgangsspannung an der Klemme 29 des Steuergerätes 27 gesteuert wird. Die Signale, die über den Schalter 54 gekoppelt werden, werden parallel den Subtrahenddngangsklemmen der Subtraktionsmatrizen 55-58 zugeführt· Die Minuendeingänge der Matrizen 55-58 sprechen auf die Wörter an, die aus den vier Reihen des Speichers 25 für die auszulesende Spalte des Speichers ausgelesen werden. Dadurch erzeugt jede Matrix 55-58 ein digitales Mehrfachbitwort, das mit. der Abweichung von dem mittleren Grundgewichtssignal für eine bestimmte Zone tber die vier Abtastungen der Meßvorrichtung 11 quer zur Bahn 12 übereinstimmt. Die vier Signale aus den Matrizen 55-58 werden entsprechend den Quadriermatrizen 61-64 aufgegeben, deren jede einen Zwischenspeicher in seinem Ausgang besitzt· Die unterschiedlichen Signale, die in **> den Zwischenspeichern der Matrizen 61-64 gespeichert sind, bleiben J£ in den Speichern, bis das Steuergerät 27 in der Weise beaufschlagt cn wird, daß der Schalter 54 eingeschaltet wird, so daß der Inhalt -> der Teilermatrix 53 von den Minuendeingängen der Subtraktionsmatri-JJ zen 55-58 abgekoppelt wird. Wenn da» Steuergerät 27 in der angegebenen Weise beaufschlagt wird, läßt es den Schalter 51 ansprechen,

wobei .der Inhalt der Zwischenspeicher, die in die Matrizen 61-64 eingeschlossen sind, über den Schalter mit der Addiereinrichtung 52 mit Ausnahme der Signale aus dem Speicher 25 gekoppelt werden.

Die Addier- und Dividiermatrizen 52 und 53 sprechen nunmehr auf die vier Abweichungssignale an, die aus den Zwischenspeichern aufgegeben werden,welche innerhalb der Quadriermatrizen 61-64 eingeschlossen sind, wobei ein Binärsignal aus dem normalerweise offenen Kontakt des Schalters 54 erzeugt wird, das mit der Varianz der vier Werte für die aus dem Speicher 25 abgelesene Zone Übereinstimmt. Das Signal, das die Varianz anzeigt, ist mit dem Akkumulator 33 in der oben angegebenen Weise gekoppelt.

Nach Beendigung einer jeden Varianzberechnung durch den Rechner Jl in Abhängigkeit von Signalen aus dem Steuergerät 27 speist das Steuergerät ein Signal in den Speicher 25 ein, wobei die aus dem Speicher ausgelesene Spalte weitergeschaltet wird, ^m eine Spalte des Speichers 25 weiter zu schalten, wird das Steuergerät 27 in den anfänglichen Zustand zurückgeführt, die Schalter 5I und 54 werden beaufschlagt, so daß der Inhalt einer zweiten Spalte des Speichers 25 der Addiermatrix 52 aufgegeben wird, und der Ausgang der Divisionsmatrix 53 wird mit den Subtraktionsmatrizen 55-58 gekoppelt. Somit erzeugt der Rechner 31 nacheinander drei binäre Mehrfachbitwörter, deren jedes die Varianz in jeder der drei Zonen quer zur Breite der Bahn 12 anzeigt.

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BAO OAIGJNM.

Es wird·nunmehr auf Pig. 4 der Zeichnung bezug genommen, in der ; die Einrichtung angegeben ist, die zur Berechnung der mittleren Profilvarianz über die vier Abtastungen der Meßvorrichtung 11 und ■der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung verwendet wird. Der Rechner nach Fig. 4 spricht auf den Ausgang des Steuergerätes 27 an, um die mittlere Profilvarianz für jede der vier Abtastungen abzuleiten, und berechnet die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung, nachdem die Profilvarianz-berechnung abgeschlossen worden ist.

Der. Rechner nach Fig. 4 ergibt Profilvarianzanzeigen für jede der Abtastungen in einer Art und Weise ähnlich der Berechnung der Varianz durch den Rechner Jl. Insbesondere werden die drei parallelen Mehrfachbitwörter, die aus jeder Reihe des Speichers 25 stammen, in Abhängigkeit von Auslesesteuersignalen aus dem Steuergerät 27 über den dreipoligen Wechselschalter 71 in die Addiermatrix 72 gegeben. Der Schalter 71 weist zwei geschlossene Zustände auf, deren erster durch das Steuergerät 27 zu Beginn der Profilvarianzberechnung erregt wird. Die Summe der Probenwerte für die drei Zonen für jede Abtastung der Meßvorrichtung 11 quer zur Bahn 12 wird aus der Addiermatrix/72 erhalten und der durch drei teilenden Matrix 75 aufgegeben, deren Ausgangssignal das mittlere Pro-

Q■ filbasisgewicht für die zu betrachtende Abtastung anzeigt. Das O₀ Signal für das mittlere Profilgrundgewicht, das aus der Matrix cn stammt, wird parallel einem elektronischen, einpoligen Wechsel- ^ Schalter 74 und einem elektronischen Multip/lexsohalter 175 zuge- ^ führt. Der Multiplexschalter 175 spricht auf Signale aus dem Steuergerät 27 an, wobei jedes Mittelwertprofilsignal einem

anderen Ausgang des Schalters aufgegeben wird, wenn die Anzahl von Ausgängen gleich der Anzahl von Abtastungen der Meßvorrichtung 11 quer zur Bahn 12 ist. Damit werden vier Signale nacheinander aus dem Schalter 125 erzeugt, und zwar jeweils eines für jedes der Mittelprofilgrundgewichtssignale für die vier Abtastungen der Meß-_ vorrichtung 11. Die vier Ausgangssignale^es Schalters 175 werden dem Zwischenspeicher ΐγβ aufgegeben, der vier Zellen besitzt, von denen eine auf jeden der vier Ausgänge des Schalters anspricht. Damit speichert.der Speicher Signale, die später zur Berechnung der Langzeitvaiianz in Bearbeitungsrichtung verwendet werden können.

Um den Wert der Profilvarianz zu berechnen, werden die Mittelprofilgrundgewichtsausgangasignale der Matrix 73 über die normalerweise geschlossenen Kontakte des Schalters fk den Subtrahendeingängen der Subtraktionsmatrizen 75-77 aufgegeben. Die Subtraktionsmatrizen 75-77 weisen Minuendeingänge auf, die auf die drei Zonengrundgewichtssignale ansprechen, welche von der auszulesenden Reihe des Speichers 25 ausgelesen werden, wobei jede der Subtraktionsmatrizen ein binäres Mehrfachbitsignal erzeugt, das die Abweichung im Grundgewicht von dem mittleren Basisgewicht für eine bestimmte Abtastung der Meßvorrichtung 11 quer zur Bahn 12 anzeigt. Die Abweichungs- oder Differenzsignale, die aus den Subtraktionsmatrizen

en ·

75-77 stammen, werden entsprechend/Quadriermatrizen 78-8Ο aufgegeben, die in ihrem Ausgang Zwischenspeicher besitzen, welche in Abhängigkeit von Signalen aus dem Steuergerät 27 ausgelesen werden.

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Die in den Zwischenspeichern der Quadriermatrizen 78-8O gespeicherten Signale werden zur gleichen Zeit ausgelesen wie der Schalter 71 so beaufschlagt wird, daß er den Ausgang des Speichers 25 von der Addiermatrix 72 abkoppelt. Wenn das Steuergerät 27 den Schalter 71 in der Weise beaufschlagt, daß der Ausgang des Speichers 25 von der Addiermatrix 72 abgekoppelt wird, wird der Inhalt der Zwischenspeicher, die in die Quadriermatrizen j8'~QO eingeschlossen sind, über den Schalter mit der Addiermatrix gekoppelt. Gleichzeitig wird der einpolige W.echselschalter 7¹^ in Abhängigkeit von dem Ausgang, des Steuergerätes 27 erregt und die Divisionseinrichtung 75 speist ein binäres Mehrfachbitwort in den normalerweise offenen Kontakt des Schalters ein, das mit der Profilvarianz für die aus dem Speicher 25 abzulesende Abtastung übereinstimmt.

Die Profilvarianzsignale, die mit dem normalerweise offenen Kontakt des Schalters 7^ gekoppelt sind, werden über den elektronischen Multiplexschalter 82 eingeführt, der vier Ausgangsleitungen aufweist, und zwar eine für jede der vier Zellen innerhalb des Speichers 83. Der Schalter 82 spricht auf Signale aus dem Steuergerät 27 an, wobei jedes der vier Profilvarianzsignale aus dem Schalter 7^ mit einer anderen der vier fällen innerhalb des Spei chersQj gekoppelt ist. Nachdem alle vier Reihen des Speichers 25 in den Rechner 32 eingelesen worden sind, speichern die vier Zellen des Speichers 85 Binärsignale, die mit den Profilvarianzen der vier Abtastungen der Meßvorrichtung 11 quer zur Bahn Übereinstimmen.

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- 27 - ■ ·

- Die Einrichtung "berechnet nunmehr den mittleren Wert - für die-vier

Profilvarianzen,_ indem die Ausgänge des Speichers/gleichzeitig über den Schalter 84 mit der Mittelungseinrichtung nach Fig. 3 gekoppelt werden. Der Schalter 84 wird in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal aus~ dem Steuergerät 27 gesteuert, wobei die Signale in den vier Zellen des Speichers 8> über Schalter 84 und 51 (Fig. J>) mit der Addiereinrichtung 52 gekoppelt sind. Das Steuergerät 27 beaufschlag; nun die Schalter nach der Fig. 3, wobei das Mittelwertsignal aus der Divisionseinrichtung 53 mit dem normalerweise offenen Kontäfc des Schalters 5^ gekoppelt ist, dessen Ausgang nunmehr über einen nicht dargestellten Schalter mit dem Register 27 verbunden ist. .

Nachdem die Berechnung für die Mittelwertprofilvarianz über die vier Abtastungen abgeschlossen ist, wird das Steuergerät 27 angeschaltet, wobei der Rechner 32 und der Speicher 25 rückgesetzt werden, um die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung zu berechnen. Diese Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung wird dadurch berechnet, daß die vier Mittelwertgrundgewichtssignale, die im Speicher 76 gespeichert sind, über den Schalter 84 in den Varianzrechner nach Fig. J5 in Abhängigkeit von Signalen aus dem Steuergerät 27 eingespeist werden. Der Varianzrechner nach Flg. j5 ^₃ spricht auf die vier Mittelwertprofilgrundgewichtssignale, die co im Speicher 76 gespeichert sind, an, um die Varianz in genau der

gleichen Weise wie oben in Verbindung mit der Berechnung der Gesamtvarianz in Bearbeitungsrichtung zu berechnen. Das Signal für die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung, das aus der Fig. j5 abge-

leitet wird,/Über einen nicht dargestellten Schalter in Abhängig- ,

keit von einem Signal aus dem Steuergerät 27 mit dem Register 38 gekoppelt.

Der Rechner nach Fig. 2 kann in Fig. 4 auf einer Zeitmultiplexbasis verwendet werden , oder die Einrichtung nach Fig. 5 kann im Rechner nach Fig. 4 verdoppelt werden.

Eine andere Ausführungsform zur Berechnung der Gesamtvarianz anstelle des in Fig. 1 dargestellten Systems ist in Fig. 5 gezeigt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 wird Jede der Varianzkomppnenten mit Ausnahme der Gesamtvarianz wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben berechnet, so daß es nicht erforderlich ist, die Beschreibung zu wiederholen. Die Gesamtvarianz wird bei der Ausführungsform nach Fig. 5 dadurch berechnet, daß.die Gesamtvarianz in Bearbeitungsrichtung, wie sie im Register $6 gespeichert ist, mit dem Querrichtungsvarianzsignal im Register 47 addiert wird. Der Inhalt der Register 56 und 47 wird in der Addiermatrix 91 addiert, deren Mehrfachbitausgang dem Gesamtvarianzregister 92 zugeführt wird. Somit ergibt die Anordnung nach Fig. 5 das gleiche Resultat, wie es mit der Addiereinrichtung 41 und dem Register 42 nach Fig. erhalten wird.

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Claims

■ Patentansprüche;

1. Verfahren zur Bestimmung einer .Querbearbeitungsfunktion einer Eigenschaft einer sich in Bearbeitungsrichtung bewegenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Detektor für die Eigenschaft . rechtwinkelig zu den Kanten der sich bewegenden Bahn abgetastet wird, daß aus dem abgetasteten Detektor eine Größe erzeugt wird, die die Punktionen der Eigenschaft in Querbearbeitungsrichtung und in Bearbeitungsrichtung anzeigt, und daß die Punktion in Bearbeitungsrichtung aus der Größe eliminiert wird, damit eine Anzeige nur der Punktion in Querbearbeitungsrichtung erhalten wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktion die Varianz ist.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor rechtwinkelig zu den Bahnkanten mehrere Male abgetastet wird und daß die Eigenschaftsvarianzen, die aus jeder Abtastung der Anzeigevorrichtung entstehen, kombiniert werden, damit eine Anzeige der Gesamtvarianz über den abgetasteten Bahnbereich erhalten wird.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Varianz in Bearbeitungsriätung dadurch erhalten wird, daß eine Anzeige abgeleitet wird, die mit dem Wert der Eigenschaft an einer Vielzahl von Zonen quer zur Bahn in Abhängigkeit von jeder Abtastung übereinstimmt, und daß die Anzeigen, de sich aus den Signalen ergeben, kombiniert werden, damit eine Messung der Gesamtvarianz der Eigenschaft in Bearbeitungsrichtung erhalten wird.

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- 50 -

5. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigen, die sich aus den Signalen ergeben, dadurch kombiniert werden, daß die Varianz in Jeder Zone über die Vielzahl von Abtastungen berechnet wird, und daß die Zonen-varianz gemittelt wird.

S. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Varianz in Bearbeitungsrichtung weiter dadurch erhalten wird, daß der Wert der Eigenschaft für jede Abtastung gemittelt wird, und daß die Varianz der Mittelwerte berechnet wird, damit eine Anzeige der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung über die Vielzahl von Abtastungen erhalten wird.

'. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Varianz in Bearbeitungsrichtung für eine Abtastung dadurch berechnet wird, daß die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung von der Oesamtvarianz in Bearbeitungsrichtung subtrahiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Varianz in Bearbeitungsrichtung dadurch abgeleitet wird, daß der Wert der Eigenschaft für jede Abtastung gemittelt wird, und daß die Varianz der Mittelwerte berechnet wird, damit eine Anzeige der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung über die Vielzahl von Abtastungen erhalten wird.

3. Verfahren zur Bestimmung der Gesamtvarianz einer Eigenschaft einer sich in Bearbeitungsrichtung bewegenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Eigenschaft an einer Vielzahl von Zonen quer

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zur Bahn an jeder von einer; Vielzahl von nicht zusammenhängenden Stellen längs der Bahn gemessen wird, daß aus den gemessenen Werten Funktionen der Varianzen für die Eigenschaft in Querbearbeitungi richtung und in Bearbeitungsrichtung abgeleitet -werden, und daß die Funktionen kombiniert werden, um ein Maß für die Gesamtvarianz der Bahn für die Eigenschaft über den angezeigten Bahnbereich zu erhalten. ■ ·

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekeiizeichnet, daß die Eigenschaft durch Abtastung eines einzigen Detektors über die Zonen rechwinkelig zu den Kanten der Bahn angezeigt wird, und zwar so oft, wi der Anzahl von Stellen entspricht.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Funktionen die Gesamtvarianz in Bearbeitungsrichtung ist, die dadurch erhalten wird, daß die Eigenschaftsvarianz in Jeder Zone über die Vielzahl von Stellen abgetastet wird, und daß die Zonenvariarizen gemittelt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichiö:, daß eine der Funktionen die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung über die Vielzahl von Stellen ist, die dadurch erhalten wird, daß der Mittelwert der Eigenschaft an Jeder der Stellen errechnet und die

° Varianz der Mittelwerte für alle-diese Stellen berechnet wird, to

OO . , .

^ 13. Verfahren zur Bestimmung der Varianz einer Eigenschaft einer sich -¹ in.Bearbeitungsrichtung bewegenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, dai ein Detektor für' die Eigenschaft quer zur Bahn mehrere Male

rechtwinkelig zu den Kanten der Bahn*abgetastet wird, daß ein Signal abgeleitet wird, das mit einer Punktion des Wertes der Eigenschaft für jede Abtastung des Detektors quer zur Bahn übereinstimmt _} und daß 'die Signale kombiniert werden, die sich aus jeder Abtastung; ergeben, so daß eine Anzeige der Langzeitvarianz der Eigenschaft in Bearbeitungsrichtung erhalten wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige der Varianz der Eigenschaft in Bewegungsrichtung des Detektors quer zur Bahn in Abhängigkeit von den Signalen .abgeleitet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigen der Langzeitvarianz und der Varianz in Richtung der Detektorverschiebung zur Ableitung einer Anzeige der Gesamtvarianz über die Bahnfläche im gesamten von dem Detektor abgetasteten Bereich kombiniert wird. '■■;■

16. Verfahren nach Anspruch 15> dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigen der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung und der Gesamtvarianz kombiniert werden, damit eine Anzeige der Kurzzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung erhalten wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzei- ^: _; gen der Varianz in Bewegungsrichtung des Detektors über die Bahn mit der Gesamtvarianz und der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung kombiniert werden, um eine Anzeige der Querbearbeitungsrichtungsvarianz zu erhalten. 909825/1134

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Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung durch Berechnung der Varianz des mittleren Eigenschaftswertes, der sich aus jeder Abtastung ergibt, abgeleitet wird.

Verfahren zur Bestimmung der Varianz einer Eigenschaft einer sich in Bearbeitungsrichtung bewegenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß eine Punktion der Eigenschaft an einer Vielzahl von Zonen quer zur Bahn an jeder von verschiedenen versetzten Stellen längs der Bahn angezeigt wird, und daß aus den Punktionen eine Anzeige der Gesamtvarianz der Eigenschaft in Bearbeitungsrichtung abgeleitet wird.

Verfahren nach Anspruch 19* dadurch gekennzeichnet, daß aus den Punktionen eine Anzeige der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung abgeleitet wird.

Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigen der Gesamtvarianz und der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung kombiniert werden, damit eine Anzeige der Kurzzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung abgeleitet wird.

Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamter ianz in Bearbeitungsrichtung durch Berechnung der Varianz in jeder Zone über die verschiedenen Stellen abgeleitet wird, und daß die Varianz für jede Zone gemittelt wird.

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-3· Verfahren zur Bestimmung der Varianz einer Eigenschaft einer sich

i. ■ ' ■ -

■ in Bearbeitungsrichtung bewegenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert der Eigenschaft an jeder von einer Vielzahl von unterschiedlichen Stellen längs der Bahn in Bearbeitungsrichtung angezeigt wird, und daß die Varianz der Mittelwerte berechnet wird, derart, daß eine Anzeige der Langzeitvarianz der Eigenschaft in Bearbeitungsrichtung erhalten wird.

f-. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwerte in Abhängigkeit von der Verschiebung eines einzigen Eigenschaftsdetektors über die Bahn in rechtem Winkel zu den Bahnkanten angezeigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige der Varianz über den von dem Eigenschaftsdetektor für jede Abtastung des Detektors abgetasteten Bereich abgeleitet wird.

'). Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Varianzanzeigen über den abgetasteten Bereich gemittelt werden und daß der Mittelwert der Varianzanzeigen mit der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung kombiniert wird, damit ein Maß für die gesamte Varianz erzielt wird.

Einrichtung zur Berechnung einer Varianzfunktion einer Eigenschaft einer Bahn in.Abhängigkeit von Signalen, die die aus einer Vielzahl von Zonen quer zur Bahn und. an verschiedenen Stellen längs

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ORIGINAL INSPEGTED

der Bahn abgeleitete Eigenschaft anzeigen, dadurch'gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung auf die Signale anspricht, die ein Ansprechen berechnet, das den Mittelwert der Eigenschaft an jeder Stelle längs der Bahn anzeigt, und daß eine Vorrichtung auf die Rechenanordnung anspricht und die Varianz des Ansprechens zur Ableitung einer Anzeige der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung anspricht.

28. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung auf die Signale zur Berechnung eines Wertes anspricht, der die Varianz der Eigenschaft in Jeder Zone quer zur Bahn für die verschiedenen Stellen anzeigt, und daß eine Vorrichtung auf die letztgenannte Rechenanordnung anspricht, um den Mittelwert der Varianzwerte zu berechnen, so daß eine Anzeige der Gesamtvarianz in Bearbeitungsrichtung erhalten wird.

29. Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung auf beide Rechenanordnungen zur Subtrahierung einer der Varianzanzeigen von der anderen Varianzanzeige anspricht, damit ein Maß für die Kurzzeltvarianz in Bearbeitungsrichtung abgeleitet wird.

30. Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale in Abhängigkeit von der mehrmaligen Abtastung eines einzigen Eigenschaftsdetektors quer zur Bahn abgeleitet werden, und zwar jeweils einer ant jeder Stelle, und daß eine Vorrichtung auf den abgetasteten Detektor zur Berechnung der Varianz eines jeden Profiles, das durch Abtastung des Detektors abgeleitet wird, anspricht " .... i . 909825/ 1 1 34

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31. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung auf alle .Rechenanordnungen anspricht, aim die Profilvarianz mit der Gesamtvarianz in Bearbeitungsrichtung und der Lang

' zeitvarianz-in IBearbeltungsrichtung zu kombinieren, damit eine Anzeige der Querrlchtungsvarianz der Eigenschaft erzielt wird.

32. Einrichtung nach Anspruch 3I, dadurch gekennzeichnet, daß eine

Vorrichtung auf zwei .Rechenanordnungen zum Kombinieren der Anzei-

und gen der Varianz in Querbearbeitungsrichtung/der Gesamtvarianz in

anspricht,
Bearbeitungsrichtung 2Ht4foi»bi»te-pe«·, damit eine Anzeige der Gesami

varianz erhalten wird. ^"

■33. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet., daß eine Vorrichtung auf zwei Rechenanordnungen zum Kombinieren der Anzeigen der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung und der Profilvarianz anspricht, damit eine Anzeige der Gesamtvarianz erhalten wird.

34. Einrichtung zur Berechnung einer Varianzfunktion einer Eigenschaf einer Bahn in Abhängigkeit von Signalen, die die Eigenschaft anzeigen, welche aus4iner Vielzahl von Zonen quer zur Bahn und an. verschiedenen Stelen längs der Bahn abgeleitet wird, dadurch gekennzeichne t,daß eine Vorrichtung auf die Signale zur Berechnung co

ο einer Größe anspricht, die die Varianz der Eigenschaft für jede fr cö ... ,

Zone quer zur Bahn für die verschiedenen Stellungen anzeigt, und

^] daß eine Vorrichtung auf die Rechenanordnung zur Berechnung des

_^» Mittelwertes dieser Größen anspricht, um eine Anzeige der Gesamt-

·*■*· varianz in Bearbeitungsrichtung zu erhalten.

35° Einrichtung zur Berechnung einer Varianzfunktion einer Eigenschaft einer sich in Bearbeitungsrichtung bewegenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor für die Eigenschaft vorgesehen ist, daß eine Vorrichtung den Detektor rechtwinkelig zu den Kanten der Bahn abtastet, daß der Detektor mehrere Maleifcer die sich bewegende Bahn abgetastet wird, daß die Vorrichtung auf den Detektor anspricht, um eine Anzeige des mittleren Profilwertes der Eigenschaft für Jede der Abtastungen anzuzeigen, und daß eine Vortichtung auf die Ableitvorrichtung zur Berechnung der Varianz der mittleren Profilwerte anspricht, um eine Anzeige der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung für die Eigenschaft zu erhalten.

36. Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung auf den Detektor zur Ableitung einer Anzeige der Profilvarianz anspricht, und daß eine Vorrichtung auf beide Ableitvorrichtungen anspricht, um die Varianzanzeigen des Profiles und der Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung zu kombinieren, damit eine Anzeige der Gesamtvarianz der Eigenschaft erhalten wird.

37· Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung auf Anzeigen anspricht, die die Varianz in Bearbeitungsrichtung und die Profilvarianz anzeigen, damit eine Anzeige der Varianz in Querbearbeitungsrichtung erhalten wird.

38. Einrichtung zur Berechnung einer Varianzfunktion einer Eigenschaft einer sich in Bearbeitungsrichtung bewegenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor für die Eigenschaft vorgesehen ist, daß eine Vorrichtung den Detektor über die sich bewegende Bahn recht-

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- 58 -

winkelig zur Bahn abtastet, damit ein Signal erzeugt wird, das ein Profil der Eigenschaft anzeigt, daß der Detektor mehrere Male abgetastet wird, daß ein Speicher auf die Profilsignale anspricht und eine Vorrichtung zur Speicherung von Signalen aufweist, die die-Eigenschaft an jeder von einer Vielzahl von Zonen quer zur Bahn für das Profilsignal aufweist,das in Abhängigkeit von jeder Abtastung des Detektors abgeleitet wird, und daß eine Vorrichtung auf die gespeicherten Signale zur Berechnung einer ersten Größe anspricht, die eine erste Varianzfunktion der Eigenschaft in Bearbeitungsrichtung anzeigt.

59· Einrichtung nach Anspruch J8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanordnung eine Vorrichtung zur Berechnung einer zweiten Größe aufweist, die eine zweite Varianzfunktion der Eigenschaft in Bearbeitungsrichtung anzeigt, und daß eine Vorrichtung die Größen in der Weise kombiniert, daß eine Anzeige der Querrichtungsvarianz der Eigenschaft abgeleitet wird.

40. Einrichtung nach Anspruch 59* dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Größe die Kurzzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung und die Profilvarianz angeben.

41. Einrichtung nach Anspruch J8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanordnung eine Vorrichtung zur Berechnung einer zweiten Größe aufweist, die eine Querrichtungsvarianzfunktion der Eigenschaft anzeigt, und daß eine Vorrichtung die Größen kombiniert, damit eine Anzeige der Gesamtveianz der Eigenschaft erhalten wird.

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ORIGINAL INSPECTED - . _s

42. Einrichtung nach Anspruch 41, .dadurch gekennzeichnäs, daß die erste und die zweite Größe die Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung .und die Trofilvarianz anzeigen. -

45. Einrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Größe die Gesamtvarianz in Bearbeitungsrichtung und die Querrichtungsvarianz anzeigen.

44. Einrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanordnung eine Vorrichtung zur Berechnung einer Anzeige der Tarianz der gespeicherten Signale für Jede einzelne Zone über die verschiedenen Abtastungen und eine Vorrichtung. ., die auf die letztgenannte Vorrichtung anspricht, zur Mittelung der Varianz-anzeigen aufweist, um ein Maß für die Gesamtvarianz in Bearbeitungsrichtung zu erzielen.

45. Einrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanordnung eine Vorrichtung zur Berechnung einer Anzeige des Mittelwertes der Signale für die Zonen eines jeden Profiles und eine Vorrichtung, die auf die letztgenannte Vorrichtung zur Berecfc nung der Varianz der Mittelwertanzeigen anspricht, aufweist, um ein Maß für die gesamte Langzeitvarianz in Bearbeitungsrichtung zu erzielen.

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