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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Kontrolle einer Oberfläche einer Fadenspule gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Das Verfahren und die Vorrichtung sind aus der EP 0 693 451 bekannt.
Bei dem bekannten Verfahren wird eine Oberfläche einer Fadenspule durch ein Lichtsignal ab- getastet. Dabei werden die an der Oberfläche durch das Lichtsignal bewirkten Reflexionssignale auf einen Sensor projiziert. Die projizierten Reflexionssignale werden durch Abgleich der Lage- und Abstandskoordinaten der Messpunkte zu einer Höhenlage der Oberfläche ausgewertet.
Dieses Verfahren hat sich zur Kontrolle der Topografie der Oberfläche einer Fadenspule, um beispielsweise Fadenabschläger an Stirnseiten der Spulen aufzufinden, bewährt. Als Abschläger werden hierbei Fadenstücke bezeichnet, die sich beim Aufwickeln der Spule stirnseitig aus dem Spulenverband gelöst haben.
Neben den geometrischen Formabweichungen der Spule können beim Aufwickeln eines aus einer Vielzahl von einzelnen Filamenten bestehenden Fadens Filamentbrüche auftreten, die auch ein Mass für die Qualität des aufgewickelten Fadens darstellen. Da synthetische Fäden aus einer Vielzahl von einzelnen strangförmigen Filamenten gebildet werden, macht sich ein Filamentbruch dadurch bemerkbar, dass ein einzelnes Filament aus dem Fadenverbund heraussteht. Derartige hervorstehende Filamente treten ebenfalls beim Aufwickeln des Fadens an den Oberflächen der Spule hervor. Aufgrund der im Verhältnis zum Faden sehr geringen Durchmesser der Filamente lassen sich hervortretende Filamente auf der Oberfläche einer Fadenspule durch Vermessung der Topografie nicht einwandfrei identifizieren.
Aus den Druckschriften. US 5,315,366 und WO 98/41466 sind Verfahren und Vorrichtungen begannt, bei welchen die Reflexionssignale einer beleuchteten Stirnfläche einer Fadenspule durch einen Sensor erfasst werden, der in der Ebene der Stirnfläche oder tun einen zur Ebene spitzen Winkel versetzt zur Stirnfläche angeordnet ist. Damit wird eine schleifende Beobachtung der Ober- fläche erreicht. Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind in der Praxis jedoch unbrauchbar, da Spulen mit Böschungwinkel, Rillen, Spiralen und Ausbauchungen behaftet sind. Diese Eigenschaf- ten einer üblichen Spule machen eine Filamentbrucherkennung mit den bekannten Verfahren und Vorrichtungen unmöglich.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens derart weiterzubilden, dass mit einer optischen Kontrolle einer Oberfläche einer Fadenspule hervorstehende Filamente aufgrund von Filamentbrüchen sowie geometrische Formabweichungen der Spule erfassbar sind und als Quali- tätsmerkmal der Fadenspule herangezogen werden können.
Die Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst.
Im Rahmen von Versuchen hat sich gezeigt, dass hervorstehende Filamente an der Oberfläche einer Fadenspule im Lichtsignal für das menschliche Auge sichtbar aufblitzen, jedoch von den herkömmlichen Sensoren nicht registriert werden können. Die Ursache liegt darin, dass bei Auftref- fen eines Lichtsignals auf der Oberfläche einer Fadenspule zwei räumlich getrennte Reflexionssig- nale erzeugt werden. Das direkt von der Oberfläche reflektierte Lichtsignal wird hier als Hauptreflex und das von dem Filament reflektierte Lichtsignal als Nebenreflex bezeichnet. Werden nun der Hauptreflex und der Nebenreflex beispielsweise durch einen eindimensionalen Sensor abgebildet, ergibt sich nur eine Summeninformation, da der Nebenreflex im Verhältnis zum Hauptreflex auf- grund der Grössenverhältnisse im Hauptreflex untergeht.
Hier setzt nun die Erfindung an, die es ermöglicht, sowohl den Hauptreflex als auch den Nebenreflex getrennt auszuwerten. Dabei wird der Hauptreflex als ein Reflexionssignal aus einer Ebene der Oberfläche, im folgenden Flächen- ebene genannt, und der Nebenreflex als ein Reflexionssignal aus einer benachbarten Ebene, im folgenden Abstandsebene genannt, separiert. Der Hauptreflex wird zur Ermittlung der Höhenlage der Oberfläche und der Nebenreflex zur Ermittlung einer Lichtintensität ausgewertet. Damit werden die als Lichtblitze auftretenden Nebenreflexe eindeutig identifiziert und als Filamentbruch bewertet.
Alle Filamentbrüche in einer Ebene werden erfasst. Die Abstandsebene und die Flächenebene beziehen sich jeweils auf den Messpunkt der sensierten Oberfläche, der von dem Lichtsignal be- leuchtet wird.
Um die Identifizierung der Filamente anhand der Lichtintensität für jeden Messpunkt einer Ober-
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fläche zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, zwischen der Flächenebene und der Abstandsebene einen Abstand einzuhalten, der im wesentlichen grösser ist als eine durch Fadenlagen verursachte Unebenheit der Oberfläche. Damit lässt sich ein Mindestabstand zwischen der Flächenebene und der Abstandsebene definieren, so dass die Auswertung der Lichtintensität des Nebenreflexes nicht durch die Lichtintensität des Hauptreflexes beeinträchtigt wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden der Hauptreflex und der Nebenreflex aus dem diffus reflektierten Reflexionssignal gewonnen. Hierzu ist in dem Strah- lengang des diffus reflektierten Reflexionssignals eine Optik angeordnet, welche den Hauptreflex und den Nebenreflex voneinander separieren. Damit lässt sich das Verfahren unabhängig vom Strahlengang des Lichtsignals ausführen, was zu einer hohen Flexibilität bei der Kontrolle von Fadenspulen führt.
Das Verfahren lässt sich grundsätzlich mit eindimensionalen Sensoren wie beispielsweise posi- tionsempfindlichen Photodioden (PSD) oder mit zweidimensionalen Sensoren wie beispielsweise Flächensensoren (CCD) durchführen. Bei Einsatz von eindimensionalen Sensoren wird die Verfah- rensvariante gemäss Anspruch 4 vorgeschlagen. Hierbei wird der Hauptreflex von der Optik auf einen Sensor und der Nebenreflex auf einen zweiten Sensor projiziert und getrennt ausgewertet.
Die Sensoren sind hierbei auf die Flächenebene und die Abstandsebene ausgerichtet, so dass jedes Filament einer Ebene erfasst wird. Der den Hauptreflex aufnehmende Sensor wird zur Ermitt- lung der Höhenlage der Oberfläche und der den Nebenreflex aufnehmende Sensor zur Ermittlung der Filamentbrüche eingesetzt.
Bei Einsatz eines Flächensensors wird die Verfahrensvariante gemäss Anspruch 5 vorteilhaft eingesetzt. Dabei wird der Hauptreflex und der Nebenreflex gemeinsam auf einen Sensor projiziert.
Um eine hohe Auflösung und eine ausreichende Intensität der reflektierten Signale zu gewähr- leisten, wird das Lichtsignal gemäss einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante durch einen Laser erzeugt. Der Laser hat zudem den Vorteil, dass ein gebündelter Lichtstrahl zur Abtastung der Oberfläche vorliegt.
Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird der Nebenreflex zur Ermitt- lung einer Höhenlage ausgewertet. Hierdurch lässt sich ein vorgegebener Mindestabstand zwischen der Abstandsebene und der Flächenebene in jedem Messpunkt auf der Oberfläche einhalten.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine erfindungsgemässe Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher das von der Oberfläche diffus reflektierte Reflexionssignal durch eine Optik auf einen Sensor projiziert wird. Die Optik ist mit ihrem Linsensystem derart ausgebildet, dass das diffus reflektierte Reflexionssignal in den Hauptreflex und den Nebenreflex separiert wird. Damit ist die Möglichkeit gegeben, beide Reflexionssignale zur Kontrolle der Oberfläche der Fadenspule heran- zuziehen und auszuwerten.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zwei Sensoren der Optik zugeord- net, wobei der Hauptreflex auf einen der Sensoren, der beispielsweise als PSD-Sensor ausgebildet ist, projiziert und wobei der Nebenreflex auf den zweiten Sensor, der beispielsweise als Photodiode ausgebildet sein kann, projiziert wird. Durch diese Anordnung ist die optische Separation zweier Reflexe gewährleistet, wobei die Filamente in der Abstandsebene erfassbar sind.
In dem Fall, in dem die Vorrichtung zur Messung nicht nur einzelner Messpunkte sondern der gesamten Oberfläche eingesetzt wird, lässt sich die Vorrichtung vorteilhaft derart weiterbilden, dass die Lichtquelle in Abhängigkeit von dem Höhenprofil der Oberfläche kontinuierlich nachjustiert wird, um bei unterschiedlichen Höhenlagen den für die Messung erforderlichen Abstand zwischen der Flächenebene und der Abstandsebene zu gewährleisten. Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn in einem ersten Messgang das Höhenprofil der zu sensierenden Oberfläche erfasst wird und einem Regler aufgegeben wird, der im zweiten Messgang die Justierung der Lichtquelle zur Erfassung der Filamentbrüche vorgibt.
Um den Nebenreflex auszuwerten, werden vorzugsweise bei Verwendung von zwei Sensoren Photodioden eingesetzt. Hierbei wird das Nutzsignal digitalisiert und bildhaft dargestellt. Die Fila- mentbrüche erscheinen als mehr oder minder grosse Lichtpunkte. Nach der Bewertung mit einem Grössenkriterium werden sie mit einem Zählalgorithmus ausgezählt. Diese numerische Information stellt ein Mass für die Qualität der Oberfläche der Fadenspule dar. In der praktischen Erprobung hat sich gezeigt, dass einzelne sehr feine Filamentbrüche ab 0,5 mm Länge erfassbar sind.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Optik ein
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Flächensensor - beispielsweise ein CCD-Sensor oder ein Dioden-Sensor - zugeordnet, wobei der Hauptreflex und der Nebenreflex gemeinsam auf den Flächensensor projiziert werden. Hierbei bildet der CCD-Sensor die natürliche Topografie der Spule linienweise ab. Diese Linie wird auf- grund der Höheninformation gekrümmt auf dem Sensor abgebildet. Die vertikale Koordinate des Sensors repräsentiert die Lage des Messpunktes und die horizontale Koordinate die Entfernung zum Sensor. Somit sind die auf der horizontalen Koordinate auftretenden separaten Lichtpunkte als Filamentbrüche zu identifizieren. Zur Auswertung wird zunächst ein komplettes Höhenprofil der sensierten Oberfläche aufgenommen. Dieses Höhenprofil wird als Bild dargestellt.
Jeder Punkt der Konturenlinie liegt hierbei auf einer Flächenebene. Somit wird für jeden Punkt innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes nach separierten Lichtflecken eines Filamentbruchs gesucht. Das Toleranzband ist hierbei durch den Mindestabstand zwischen der Flächenebene und der Abstands- ebene definiert. Das heisst, in dem Zwischenraum zwischen der Flächenebene und der Abstands- ebene eines Messpunktes werden keine Auswertungen der Lichtpunkte vorgenommen. Die Erfas- sung und Auswertung der Lichtflecken wird nach Grössenkriterien mittels eines Zählalgorithmus vorgenommen und führt zu einer numerischen Information über die Qualität der Spule.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung sind zwei Flächensensoren vorgesehen, wobei der Flächenebene und der benachbarten Abstandsebene jeweils einer der Sensoren zugeordnet ist. Dabei bildet die Laser/Sensor-Kombination, die der Flächenebene zugeordnet ist, einen kleineren Strahlenwinkel zwischen sich aus als die Laser/ Sensor-Kombination der Abstandsebene. Durch diese Anordnung besteht die Möglichkeit, bei der Ermittlung der Höhenlage der sensierten Oberfläche eine möglichst hohe optische Auflösung zu erhalten und andererseits einen für die Separierung des Hauptreflexes und des Nebenreflexes genügend grossen Abstand zwischen beiden Reflexen zu erhalten.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Das erfindungsgemässe Verfahren sowie die erfindungsgemässe Vorrichtung sind anhand eini- ger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die folgenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar :
Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrich- tung ;
Fig. 2 und 3 weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur optischen Kontrolle einer Oberfläche einer Fadenspule schematisch dargestellt. Die Fadenspule 5 ist nur teilweise wiedergegeben. Die Fadenspule 5 besitzt eine Oberfläche 6. Hierbei könnte es sich beispielsweise um die Stirnfläche der Fadenspule 5 handeln. Aus der Oberfläche 6 der Fadenspule 5 ragt ein Filament 18 aufgrund eines Filamentbruchs hervor. In einer im wesentlichen vertikal zur Oberfläche 6 stehenden Messebene ist eine Lichtquelle 1 angeordnet.
In der Messebene sind im Abstand zu der Lichtquelle 1 zwei Sensoren 2 und 13 im Abstand zu der Oberfläche 6 angeordnet. Die Sensoren 2 und 13 sowie die Lichtquelle 1 bilden mit einem Messpunkt 19 auf der Oberfläche 6 ein Dreieck. Unmittelbar vor den Sensoren 2 und 13 ist eine Optik 4 angeordnet. Die Optik 4 besteht aus mehreren Linsen 3. 1 und 3. 2, die ein von der Oberflä- che 6 reflektiertes Reflexionssignal auf die Sensoren 2 und 13 projizieren. Der Sensor 2 ist mit einer Auswertelektronik 14 verbunden. Der Sensor 13 ist mit der Auswertelektronik 15 gekoppelt.
Die Lichtquelle 1, die vorzugsweise als Laser ausgebildet ist, erzeugt ein Lichtsignal 7, das in einem Messpunkt 19 auf die Oberfläche 6 der Fadenspule 5 trifft. Ein in dem Strahlengang des Lichtsignals 7 hineinragendes Filament 18, das von der Oberfläche 6 hervorsteht, wird ebenfalls von dem Lichtsignal 7 erfasst. Das Lichtsignal 7 trifft hierbei in einer Abstandsebene 12 auf das Filament 18. Der Messpunkt 19 auf der Oberfläche 6 befindet sich in einer Flächenebene 11. Die Flächenebene 11und die Abstandsebene 12 sind durch einen Abstand A voneinander getrennt.
Das Lichtsignal 7 wird im Messpunkt 19 an der Oberfläche 6 und am Filament 18 jeweils reflek- tiert. Dabei entstehen an der Oberfläche 6 sowie an dem Filament 18 diffuse Reflexionssignale.
Das von dem Messpunkt 19 ausgehende Reflexionssignal wird hierbei als Hauptreflex 10 bezeich- net. Der von dem Filament 18 ausgehende Reflex wird als Nebenreflex 9 bezeichnet. Die Optik 4 ist derart angeordnet, dass die diffus reflektierten Lichtsignale des Hauptreflexes und des Neben-
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reflexes von der Optik 4 aufgenommen werden. Durch das Linsensystem in der Optik 4 werden der Hauptreflex und der Nebenreflex separiert und anschliessend auf die Sensoren 2 und 13 projiziert.
Der Sensor 2, der beispielsweise als positionsempfindliche Photodiode (PSD-Sensor) ausgebildet ist, nimmt den Hauptreflex 10 auf, der anschliessend über die Auswertelektronik 14 zu einer Höhen- lage des Messpunktes 19 ausgewertet wird. Der Nebenreflex 9 wird über die Optik 4 auf den Sen- sor 13 projiziert, der mittels der Auswertelektronik 15 die Lichtintensität auswertet. Da ein Neben- reflex 9 nur auftreten kann, wenn in der Abstandsebene 12 ein Filament 18 von dem Lichtsignal 7 getroffen wird, wird eine Lichtintensität nur bei Vorhandensein eines Filamentes registriert. Somit lässt sich durch eine Photodiode als Sensor 13 eine Hell/Dunkelabbildung erzeugen, bei welcher die Lichtflecken unmittelbar als Filamentbrüche zu identifizieren sind.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist davon abhängig, dass der Abstand A zwischen der Flächenebene 11 und der Abstandsebene 12 eingehalten wird. Beim Vermessen einer ebenen Spulenoberfläche lässt sich somit jeder in der Abstandsebene 12 befindliche Filamentbruch erken- nen. Für den Fall, dass eine unebene Spulenoberfläche abgetastet werden soll, wird die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung mit den gestrichelt dargestellten Vorrichtungsteilen vorteilhaft ergänzt.
Hierbei wird die Höhenlage des Messpunktes 9 über die Auswertelektronik 14 einem Regler 20 zugeführt. In dem Regler 20 ist eine die Flächenebene 11kennzeichnende Nullage hinterlegt. Bei Abweichung von der gemessenen Höhenlage zu der hinterlegten Nullage wird der Regler 20 ein Signal erzeugen, welches einem Stellglied 21 aufgegeben wird. Das Stellglied 21 ist mit der Licht- quelle 1 gekoppelt und bewirkt eine Veränderung des Einfallwinkels des Lichtsignals 7. Damit kann unabhängig von der Beschaffenheit der Oberfläche jeder Messpunkt auf der Oberfläche 6 entspre- chend dem erfindungsgemässen Verfahren kontrolliert werden.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durch- führung des Verfahrens zur optischen Kontrolle einer Oberfläche einer Fadenspule dargestellt. Die Vorrichtung ist mit ihrer Lichtquelle 1 und der Optik 4 im wesentlichen identisch zu der in Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ist das Linsensystem der Optik 4 derart eingestellt, dass beide Reflexionssignale (der Hauptreflex 10 und der Nebenreflex 9) gemeinsam auf einen Sensor 16 projeziert werden. Der Sensor 16 ist als Flächensensor, beispielsweise als matrixförmiger CCD- Sensor, ausgebildet, der aus vielen einzelnen flächigen neben- und übereinander angeordneten CCD-Elementen besteht. Der Sensor 16 ist mit der Auswertelektronik 17 verbunden.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung wird das Lichtsignal 7 durch die Lichtquelle 1, vor- zugsweise einen Laser, erzeugt. Das Lichtsignal 7 trifft in der Abstandsebene 12 auf das Filament 18 und in der Flächenebene 11 auf den Messpunkt 19 der Oberfläche 6. Von der Oberfläche 6 im Messpunkt 19 und von dem Filament 18 werden die diffus reflektierten Signale entsprechend dem dargestellten Strahlengang reflektiert und von der Optik 4 aufgenommen. Die Optik 4 besitzt meh- rere Linsen 3. 3 und 3. 4, die zu einem Linsensystem zusammengefügt sind. Die Anzahl der Linsen ist hierbei beispielhaft angegeben. Die Optik 4 kann auch aus drei, vier oder fünf Linsen bestehen.
Das Linsensystem der Optik 4 muss derart eingestellt sein, dass der Hauptreflex 10 und der Neben- reflex 9 separiert und gemeinsam auf den Flächensensor 16 projiziert werden. Auf dem Flächen- sensor wird die Höheninformation der Spule linienförmig abgebildet. Somit können die Reflexions- signale aus einem Messpunkt, bei welchem ein separater Nebenreflex auftritt, als Punkte auf einer Linie abgebildet werden. Zur Kontrolle der Oberfläche wird die Oberfläche in zahlreiche Messpunkte unterteilt, die nacheinander vermessen werden. Somit ergibt sich eine Höhenprofillinie, die bei- spielhaft in der Auswertelektronik 17 diagrammförmig dargestellt ist. Die in Nachbarschaft zum Höhenprofil abgebildeten Lichtflecke stellen ausgewertete Nebenreflexe 9 dar, die aufgrund von Filamentbrüchen erzeugt wurden.
Die empfangenen Messsignale werden dabei digitalisiert und bildhaft dargestellt. Die Filamentbrüche erscheinen dabei als mehr oder minder grosse Lichtflecken neben der Höhenlinie. Zur Auswertung werden die Lichtflecken nach einem Zählalgorithmus aus- gezählt und als numerische Information zur Bestimmung der Qualität der Spule zur Verfügung gestellt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ist der Abstand zwischen der Flächenebene 11und der Abstandsebene 12 durch einen Mindestabstand Amin gekennzeichnet. Dieser Mindestabstand Amin wird vorgegeben, um bei der Auswertung eine eindeutige Trennung zwischen Lichtfleck und Höhenprofil zu erhalten. Alle ausserhalb der Ebenen reflektierten Nebenreflexsignale aufgrund von
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Filamentbrüchen können dabei erfasst werden. Der Bereich ist ausschliesslich von der Intensität der registrierten Lichtflecken abhängig.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durch- führung des Verfahrens zur optischen Kontrolle einer Oberfläche einer Fadenspule gezeigt. Die Vorrichtung weist hierbei zwei Laser-Sensor-Kombinationen, die jeweils mit einem Messpunkt 19 auf der Oberfläche 6 der Fadenspule 5 zu einem Dreieck angeordnet sind. Die Laser-Sensor- Kombination mit dem Laser 1 und dem Sensor 16 ist zur Erfassung der Filamentbrüche an der Oberfläche 6 der Fadenspule 5 vorgesehen. Diese Anordnung ist entsprechend der in Fig. 2 dar- gestellten Vorrichtung aufgebaut. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug ge- nommen.
Die Laser-Sensor-Kombination mit dem Laser 1 und dem Sensor 2 ist ausschliesslich zur Erfas- sung des Höhenprofils der Oberfläche 6 der Fadenspule 5 vorgesehen. Die Vorrichtung weist somit nur einen Laser 1 auf, der ein Lichtsignal 7 auf der Oberfläche 6 der Fadenspule 5 projiziert.
In einem ersten Messgang wird das an der Oberfläche 6 in dem Messpunkt 19 erzeugte Reflexi- onssignal 8 von der Linse 3 auf den Sensor 2 projiziert. Zwischen dem Lichtsignal 7 und dem Reflexionssignal 8 bildet sich dabei ein Strahlenwinkel a1 aus. Der Strahlenwinkel a1 liegt im Bereich von 15 bis 45 . Der Sensor 2 ist mit der Auswertelektronik 14 verbunden. In der Auswert- elektronik 14 werden die aufgenommenen Reflexionssignale 8 zu einer Höhenlage der Oberfläche der Fadenspule bzw. bei mehreren Messungen zu einem Höhenprofil der Oberfläche 6 der Faden- spule 5 ausgewertet. Diese Anordnung ist insbesondere geeignet, die Geometrie der Oberfläche mit grosser optischer Auflösung zu erfassen.
In einem zweiten Messgang werden die in dem gleichen Messpunkt 19 bewirkten Reflexions- signale des Lichtsignals 7 von der Optik 4 aufgenommen. In diesem Fall könnte gleichzeitig ein vom Lichtsignal 7 erfasstes Filament 18 vermessen werden. Der in dem Messpunkt 19 der Oberflä- che 6 und einem Filament 18 erzeugte Hauptreflex 10 und Nebenreflex 9 werden von der Optik 4 aufgenommen und auf den Flächensensor 16 projiziert. Der Flächensensor 16 ist mit der Auswert- elektronik 17 gekoppelt, die die Signale hinsichtlich einer Filamentbrucherkennung auswertet. In diesem Fall wird zwischen dem Hauptreflex 10 und dem Lichtsignal 7 ein Strahlenwinkel a2 gebil- det. Der Strahlenwinkel a2 ist grösser als der Strahlenwinkel a1 und liegt im Bereich von 70 bis 120 .
Damit wird erreicht, dass die von einem Filament 18 und von der Oberfläche 6 erzeugten Reflexionssignale einen genügend grossen Abstand aufweisen, um die Reflexionssignale zu sepa- rieren und getrennt auszuwerten.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere geeignet, einzelne feinste Filamentbrüche, Flusen und Schlaufen bei kleinster Länge zu erfassen. Es können hierbei Filamente mit einem Filamentquerschnitt von 2 um und einer Länge von ca. 0,5 mm erfasst werden. Somit ist das Ver- fahren eine vorteilhafte Ergänzung, um alle bei der Spuleninspektion auftretenden Fehler zu ermit- teln und somit als Qualitätsparameter der jeweilig kontrollierten Fadenspule zuzuordnen.
Bezugszeichenliste
EMI5.1
<tb> 1 <SEP> Lichtquelle, <SEP> Laser
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<tb> 2 <SEP> Sensor
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<tb> 3 <SEP> Linse
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<tb> 4 <SEP> Optik
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<tb> 5 <SEP> Spule
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<tb> 6 <SEP> Stirnfläche, <SEP> Oberfläche
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<tb> 7 <SEP> Lichtsignal
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<tb> 8 <SEP> Reflexionssignal
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<tb> 9 <SEP> Nebenreflex
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<tb> 10 <SEP> Hauptreflex
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<tb> 11 <SEP> Flächenebene
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<tb> 12 <SEP> Abstandsebene
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<tb> 13 <SEP> Sensor
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<tb> 14 <SEP> Auswertelektronik
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<tb> 15 <SEP> Auswertelektronik
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EMI6.1
<tb> 16 <SEP> Flächensensor
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<tb> 17 <SEP> Auswertelektronik
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<tb> 18 <SEP> Filament
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<tb> 19 <SEP> Messpunkt
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<tb> 20 <SEP> Regler
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<tb> 21 <SEP> Stellglied
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PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur optischen Kontrolle einer Oberfläche einer Fadenspule, bei welchem ein
Lichtsignal auf die Oberfläche der Fadenspule gesendet wird, bei welchem das Lichtsignal an der Oberfläche der Fadenspule ein Reflexionssignal bewirkt und bei welchem das Re- flexionssignal zu einer Höhenlage der Oberfläche der Fadenspule ausgewertet wird, da- durch gekennzeichnet, dass das Reflexionssignal in einen unmittelbar aus einer Flächen- ebene der Oberfläche der Fadenspule reflektierten Hauptreflex und in einen aus einer be- nachbarten Abstandsebene reflektierten Nebenreflex aufgeteilt wird,
dass der Hauptreflex zur Ermittlung der Höhenlage der Oberfläche der Fadenspule ausgewertet wird und dass a) aus der Lichtintensität der als Lichtblitze auftretenden Nebenreflexe auf Filamentbruch geschlossen wird ; und/oder b) der Nebenreflex zur Ermittlung eines vorgesehenen Mindestabstands zwischen der
Abstandsebene und der Flächenebene ausgewertet wird.