DD157828A1 - MEASURING DEVICE AND METHOD FOR THE CONTACT-FREE TESTING OF GEOMETRY AND SURFACE TEXTURE OF BULBS, ESPECIALLY FINE-CERAMIC PRODUCTS - Google Patents

MEASURING DEVICE AND METHOD FOR THE CONTACT-FREE TESTING OF GEOMETRY AND SURFACE TEXTURE OF BULBS, ESPECIALLY FINE-CERAMIC PRODUCTS Download PDF

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DD157828A1
DD157828A1 DD81227297A DD22729781A DD157828A1 DD 157828 A1 DD157828 A1 DD 157828A1 DD 81227297 A DD81227297 A DD 81227297A DD 22729781 A DD22729781 A DD 22729781A DD 157828 A1 DD157828 A1 DD 157828A1
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Otto Hoffmann
Dieter Jeschke
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Otto Hoffmann
Dieter Jeschke
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    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
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    • GPHYSICS
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    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness

Abstract

Die Erfindung soll die bisher in der Feinkeramik ueblichen subjektiven Kontrolltechnologien abloesen und durch ein automatisches Verfahren ersetzen, welches in der Lage ist, reproduzierbare Messwerte zu erzeugen und danach das Pruefobjekt nach vorgegebenen Auswertkriterien zu beurteilen und jeweils einer bestimmten Qualitaetskategorie zuzuordnen. Zur Erfassung der Informationsmengen eines Pruefobjektes dient ein beruehrungslos arbeitendes optisches Erfassungssystem, welches mehrere Ansichten des Objektes gleichzeitig abbildet und ueber opto-elektrische Wandler ein Impulstelegramm liefert mit Daten fuer eine Mikroprozessor gestuetzte Auswertung mit nachfolgender Klassifikation der Pruefobjekte. Die verschiedenen Ansichten des Pruefobjektes werden durch zeilenweise Abtastung waehrend des Transportes ermittelt. Dadurch ergibt sich eine hohe Leistungsfaehigkeit des Verfahrens gegenueber visuellen Methoden, welches im wesentlichen durch die Abarbeitungsgeschwindigkeit des Programmes in Verbindung mit mikroelektronischen Bauelementen bestimmt wird. Es ist dementsprechend der Einsatz des Verfahrens vorzugsweise fuer Grosserienproduktion geeignet.The invention is intended to abolish the subjective control technologies customary so far in fine ceramics and replace them by an automatic method which is able to generate reproducible measured values and then to evaluate the test object according to predetermined evaluation criteria and in each case to assign a specific quality category. To record the amount of information of a Pruefobjektes serves a berührungsungslos working optical detection system, which simultaneously images several views of the object and via opto-electrical converter delivers a pulse telegram with data for a microprocessor-based evaluation with subsequent classification of the test objects. The different views of the test object are determined by line-by-line scanning during the transport. This results in a high performance of the method compared to visual methods, which is essentially determined by the execution speed of the program in connection with microelectronic devices. Accordingly, the use of the method is preferably suitable for large-scale production.

Description

H/2S7H / 2S7

VE Wissenschaftlich-technischer · Betrieb KeramikVE scientific-technical · operation ceramics

825 · Meißen, Ossietzkystraße 37 a825 · Meissen, Ossietzkystraße 37 a

Meßvorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Prüfung der Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit von Körpern, insbesondere feinkeramischer ErzeugnisseMeasuring device and method for non-contact testing of the geometry and surface finish of bodies, in particular fine ceramic products

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung und ein Verfahren zur berührungslosen Prüfung der Geometrie und Oberfläche von Körpern mit heller Oberfläche, insbesondere weißer feinkeramischer Erzeugnisse· Meßvorrichtung und Verfahren ermöglichen eine berührungslose Erfassung der für die Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit charakterisierenden Werte während des Durchlaufes des Körpers sowie eine maschinelle mathematische Auswertung der erfaßten Werte, um durch Gegenüberstellung mit vorgegebenen Qualitätskriterien den geprüften Körper in eine Qualitätskategorie einzustufen·'The invention relates to a measuring device and a method for non-contact testing of the geometry and surface of bodies with a light surface, in particular white fine ceramic products · Measuring device and methods allow non-contact detection of the characteristic of the geometry and surface properties during the passage of the body and a machine-mathematical Evaluation of the recorded values in order to classify the tested body in a quality category by comparison with given quality criteria.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind für geometrische Messungen an Körpern Lösungen bekannt, die sich jeweils auf ein bestimmtes Erzeugnis beschränken und meist durch Analogmessungen diese Erzeugnisse bewerten· Dafür werden pneumatische oder mechanische Abroll- oder Abtas.tvor richtungen eingesetzt· Weiterhin sind öptomechanische Verfahren bekannt, die mittels Lichtstrahlabtastung eine Vermessung von Körpern vorneh-For geometrical measurements of bodies, solutions are known which are each limited to a specific product and usually evaluate these products by analog measurements. Pneumatic or mechanical rolling or scanning devices are used for this purpose. Furthermore, there are known methods of optomechanical scanning using light beam scanning Measurement of bodies

«. Mm I ". Mm I

men· Diese Verfahren erfordern alle einen erheblichen feinmechanischen Aufwand· '· These methods all require considerable precision in terms of mechanical engineering.

Bekannt sind auch Meßvorrichtungen und Verfahren zur beruh» rungslosen gleichzeitigen Bestimmung der Höhe und Parallelität von durchlaufenden Körpern«Also known are measuring devices and methods for the simultaneous, simultaneous determination of the height and parallelism of passing bodies.

Bei weiteren Einrichtungen werden Rotations- oder Schwingungsspiegel verwendet, die'Lichtimpulse vom zu vermessenden Objekt auf Empfänger geben und damit die Messung ermöglichen·In other devices rotation or vibration mirrors are used, which give 'light impulses from the object to be measured to the receiver and thus enable the measurement.

Ziel der Erfindung ·Object of the invention

In der feinkeramischen Industrie sind alle gefertigten Erzeugnisse _einer Qualitätseinstufung zu unterziehen. Die Qualitätseinstufung bestimmt die Preisgruppe, der das Erzeugnis' zugeordnet wird*In the fine ceramic industry, all manufactured products must undergo a quality rating. The quality rating determines the price group to which the product is assigned *

Alle Prüfvorgänge, die zur Qualitätseinstufung erforderlich sind, werden bislang visuell und manuell ausgeführt» Auf Grund dieser Prüfungsmethode sind subjektive Fehler häufig und die Messung ist leicht manipulierbar· Die Erfindung hat das Ziel, die für die beauftragte Arbeitskraft anstrengende visuelle Prüfung abzulösen und außer der Arbe.itserleichterung eine Leistungssteigerung zu gewährleisten bei gleichzeitigem Wegfall der bei der subjektiven Prüfmethode möglichen Fehler»All tests required for quality classification have so far been carried out visually and manually. "Due to this testing method, subjective errors are frequent and the measurement is easy to manipulate. The invention has the goal of replacing the strenuous visual examination for the authorized worker, and of the work to facilitate an increase in performance while at the same time eliminating the errors that may be possible with the subjective test method »

Vorzugsweise sollen feinkeramische Erzeugnisse, wie Teller, Schalen und Tassen geprüft werden» Darüberhinaus lassen sich beliebige Erzeugnisse prüfen, sofern sie eine mathematisch einfach beschreibbare Geometrie aufweisen und Ober* flächenfehler kontrastreich gegenüber der Oberflächengrundhelligkeit auftreten*Preferably, fine-ceramic products such as plates, bowls and cups are to be tested »In addition, any products can be tested if they have a mathematically easily describable geometry and surface defects occur in high contrast to the basic surface brightness *

Als Kriterien für die Einstufung von feinkeramischen Erzeugnissen in Qualitätskategorien dienen die vorhandenen Randdeformationen und Anzahl sowie Größe von Flecken auf der allseitigen Oberfläche,,The criteria for the classification of fine ceramic products into quality categories are the existing edge deformations and the number and size of spots on the all-round surface,

227 2 97227 2 97

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Erfindungsgemäß werden die Meßwerte, die .zur Beschreibung der für die Prüfung erforderlichen geometrischen Punkte und der Oberflächenbeschaffenheit erforderlich sind, mittels einer horizontal liegenden, besser jedoch zwei symmetrisch zueinander auf einer gemeinsamen optischen Achse befindlichen optischen Projektionseinrichtungen, deren optische Achse parallel zur Transportebene verläuft und/oder mit ihr zusammenfällt und einer vertikal stehenden, günstiger jedoch zwei auf einer gemeinsamen optischen Achse befindlichen optischen Projektionseinrichtungen, deren optische Achse 90 senkrecht auf der horizontalen Achse steht, wobei sich beide optischen Achsen auf oder oberhalb der Transportebene schneiden und somit die Meßebene bilden, die weiterhin so angeordnet sind, daß die Mitte des Prüfobjektes das Zentrum der Meßebene passieren kann·According to the invention, the measured values required for the description of the geometrical points required for the test and the surface finish are obtained by means of a horizontal projection optics, but more preferably two symmetrical to each other on a common optical axis optical axis parallel to the transport plane and / / or coincides with it and a vertically standing, but more favorable two located on a common optical axis projection optical devices whose optical axis 90 is perpendicular to the horizontal axis, both optical axes intersect at or above the transport plane and thus form the measuring plane, the are further arranged so that the center of the test object can pass through the center of the measuring plane

Das zu prüfende Erzeugnis, das sich optisch deutlich vom Hintergrund abheben muß, wird mit definierter Geschwindigkeit entlang der Transportebene durch die Meßebene transportiert·The product to be tested, which must visually stand out clearly from the background, is transported through the measuring plane along the transport plane at a defined speed ·

CJede Projektionseinrichtung enthält ein aus der Optik bekanntes Linsensystem, mittels dem auf der Abbildungsseite ein Bild der jeweiligen Ansicht des Prüfobjektes auf der Empfangsseite eines fotoelektrischen Wandlers, der in der Lage ist, eine Rasterung des Bildinhaltes sowie helligkeitsproportionale Wandlung vorzunehmen, erzeugt wird.Each projection device contains a lens system known from the field of optics, by means of which an image of the respective view of the test object on the receiving side of a photoelectric converter which is capable of screening the image content as well as brightness-proportional conversion is generated on the image side.

Das jeweils in der Meßebene befindliche linienhafte Abbild wird taktweise in Zusammenwirken mit der in Bezug zur Meßebene vorhandenen Relativbewegung des Prüfobjektes als elektrisches Impulstelegramm konstanter Länge zyklisch von allen in der Meßebene angebrachten Wandlern abgefordert und einer zentralen Auswerteeinrichtung zugeführ-t, wo die ein-The linear image respectively located in the measurement plane is cyclically demanded cyclically from all the transducers mounted in the measurement plane in interaction with the relative movement of the test object relative to the measurement plane as an electrical pulse telegram of constant length and fed to a central evaluation device, where the inputs

zelnen Projektionen so.verknüpft.werden, daß die wahren Größen des PrüfObjektes in horizontaler und vertikaler Richtung ermittelt und nach Durchlauf des Prüfobjektes durch die Meßebene einer Gesamtauswertung zugeführt und nach Identifizierung des Prüfobjektes sowie nach Gegenüberstellung mit vorgegebenen Grenzwerten eine Einstufung des Prüfobjektes in die entsprechende Qualitätsklasse erfolgen kann«individual projections are determined in such a way that the true magnitudes of the test object are determined in the horizontal and vertical directions and fed through the measuring level of the test object to an overall evaluation and after identification of the test object and after comparison with predetermined limit values a classification of the test object in the appropriate quality class can be done «

Weiterhin werden die Impulstelegramme dazu benutzt, Farbabweichungen der Oberfläche gegenüber der Grundfarbe der Prüfobjekte zu bestimmen, zu lokalisieren und nach Durchlauf des Prüfobjektes durch die Meßebene einer Gesamtauswertung zuzuführen, in der die Größenverhältnisse der festgestellten Farbabweichungen, vorzugsweise sichtbare Flecken, bewertet und bei der Qualitätseinstufung berücksichtigt werden«.Further, the pulse telegrams are used to determine color deviations of the surface relative to the base color of the test objects to locate and to supply, after passing through the test object through the measuring plane a total evaluation in which the proportions of the determined color deviations, preferably visible spots evaluated and taken into account in the quality classification become".

Es ist möglich, auf Grund der elektronischen Auswertung die Qualitätseinstufung der Prüfobjekte durch Einbeziehung von Ergebnissen anders gearteter Prüfungen, wie zusätzlich abgetastete mechanische Größen von deformierten Böden und/ oder Schallemmissions-, Infrarot~Messungen komplex zur Auffindung von Rissen, reliefartigen Oberflächenfehlern zu präzisieren.It is possible, based on the electronic evaluation, to specify the quality grading of the test objects by including results of other types of tests such as additionally sampled mechanical quantities of deformed floors and / or noise emission, infrared measurements complex to find cracks, relief-like surface defects.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:

Fig. 1: die schematisch dargestellte Meß- und Transportvorrichtung mit horizontal und vertikal angeordneten Projektionssystemen als Schnitt aus der VorderansichtFig. 1: the measuring and transport device shown schematically with horizontally and vertically arranged projection systems as a section from the front view

Fig» 2: . Meß- und Transportvorrichtung in der DraufsichtFig. 2:. Measuring and transport device in plan view

Fig* 3: eine perspektivische Darstellung· der Meß- und Transportvorrichtung mit horizontal und vertikal angeordneten Projektionssystemen in der Meßebene ·3 shows a perspective view of the measuring and transport device with horizontally and vertically arranged projection systems in the measuring plane.

Fig. 4: .eine Darstellung zum Erkennen der für die Berechnung der tatsächlichen Abmessungen erforderlichen Größen« . 4 shows a representation for recognizing the variables required for the calculation of the actual dimensions.

Mit 1 ist ein Transportsystem bezeichnet, auf dem das Prüfobjekt 2, im dargestellten Beispiel ein feinkeramisches Flachgeschirr, durch die Meßebene 6 bewegt wird. In der Meßebene 6 befinden sich zwei horizontale Projektionssysteme, bestehend aus Optiken 3.1 und lichtempfindlichen Zeilensensoren 4.1, deren gemeinsame optische Achse 5*1 in Höhe der Standfläche des Prüfobjektes 2 verläuft sowie zwei vertikale Projektionssysteme mit den Optiken 3.2 und den lichtempfindlichen Zeilensensoren 4.2, deren gemeinsame optische Achse 5.2 um 90 Grad versetzt zur optischen Achse 5.1 durch die Mittellinie der Transportebene 7 verläuft und sich im gleichen. Punkt mit der optischen Achse 5.1 schneidet.1 denotes a transport system on which the test object 2, in the example shown a fine ceramic flatware, is moved through the measuring plane 6. In the measuring plane 6, there are two horizontal projection systems, consisting of optics 3.1 and photosensitive line sensors 4.1, the common optical axis 5 * 1 at the level of the base of the test object 2 and two vertical projection systems with the optics 3.2 and the photosensitive line sensors 4.2, their common optical axis 5.2 offset by 90 degrees to the optical axis 5.1 passes through the center line of the transport plane 7 and in the same. Point with the optical axis 5.1 cuts.

^ 111 a /^ 111 a /

- 6 .- - 6 .-

Die Projektionssysteme, im einfachsten Fall nach dem Prinzipder Lochkamera aufgebaut, jedoch wegen größerer Lichtausbeute mit optischen Linsensystemen und Abblendeinrich~ tungen ausgerüstet, enthalten in der Abbildungsebene licht» empfindliche elektronische Sensoren mit zellenförmig angeordneten Rasterelementen in Form bekannter elektronischer Bildaufnahmeröhren oder äquivalenter Halbleiterbauelemente, die in. der Lage sind, eine Zeile des projezierten Bildes in der Helligkeit in proportionale elektrische Spannungen umzuwandeln.The projection systems, in the simplest case constructed according to the principle of the pinhole camera, but equipped with optical lens systems and dimming devices for greater luminous efficacy, contain in the image plane light sensitive electronic sensors with cell - shaped raster elements in the form of known electronic image pickup tubes or equivalent semiconductor components. are able to convert one line of the projected image in brightness into proportional electrical voltages.

Bei taktweiser Abforderung der elektrischen Spannungen je einer Zeile der lichtempfindlichen Zeilensensoren 4.1 und 4*2, gesteuert durch den Intervallimpulsgeber 8, entsteht ein elektrisches Impulsdiagramm mit konstanter Länge, das die maßstäbliche in der Projektionsperspektive dargestellten geometrischen Verhältnisse des' Prüfobjektes 2 widerspiegelt und aus dem, in der Folge mittels bekannter mathematischer Zusammenhänge, die zum Zwecke einer maschinellen Auswertung durch elektronische Rechenschaltungen, vorzugsweisedurch Einsatz von Mikroprozessortechnik, die tatsächlich vorhandenen geometrischen Abmessungen des Prüfobjektes 2 errechnet werden können·When cyclically requesting the electrical voltages of each line of the photosensitive line sensors 4.1 and 4 * 2, controlled by the Intervallimpulsgeber 8, an electrical pulse diagram with a constant length, which reflects the scale in the projection perspective geometric relationships of 'test object 2 is reflected and from the, in the sequence by means of known mathematical relationships, which can be calculated for the purpose of a machine evaluation by electronic computing circuits, preferably by using microprocessor technology, the actually existing geometric dimensions of the test object 2 ·

Der für die Messung erforderliche Gleichlauf zwischen taktweiser Impulsentnahme der Helligkeitswerte und der Durchlaufgeschwindigkeit des Prüfobjektes 2 wird durch die vom Intervallimpulsgeber 8 gelieferten Impulse hergestellt, während der Antrieb des Transportsystems 1 und somit der Weitertransport des Prüfobjektes 2 über einen drehzahlgeregelten Antrieb 9 erfolgt.The required for the measurement synchronization between cyclic pulse extraction of the brightness values and the flow rate of the test object 2 is produced by the pulses supplied by the Intervallimpulsgeber 8, while the drive of the transport system 1 and thus the further transport of the test object 2 via a speed-controlled drive 9.

In Fig« 4 sind die für die mathematische Auswertung erforderlichen Größen dargestellt« Es bedeuten E und E_ =. Abstand des Optikmittelpunktes zum Schnittpunkt aller optischen AchsenFIG. 4 shows the quantities required for the mathematical evaluation. E and E =. Distance of the optical center to the intersection of all optical axes

e. und e„ = Abstand des Opti-ktnittelpunktes zur Abbildungsebene -:,e. and e "= distance of the optical element to the image plane - :,

//37 3 // 37 3

A, B · = tatsächliche Abmessungen am Objekt a, .b = die in der Abbilduhgsebene dargestellten Abmessungen A und B '.A, B · = actual dimensions on the object a, .b = the dimensions A and B 'shown in the image plane.

Die Schnittpunkte der beiden Grenzmeßstrahlen, d. h. die Stellen, an denen ein Übergang von dunkel auf hell bzw* umgekehrt am Rande des Objektes erfolgt, aus den zwei um 90 Grad versetzten Projektionen beinhalten die beiden gesuchten Meßgrößen in horizontaler und vertikaler Richtung.The intersections of the two Grenzmeßstrahlen, d. H. the places where a transition from dark to light or * vice versa takes place at the edge of the object, from the two projections offset by 90 degrees, contain the two measured quantities in the horizontal and vertical direction.

Aus den beiden Grundgleichungeh . _ a . (E - B)From the two basic equations. a. (E - B)

6I 6 I

B b b . (E2 - A) B b b. (E 2 - A)

62 6 2

lassen sich die am Prüfobjekt vorhandenen Maße bestimmen. Diese Gleichungen'sind jedoch nur für die Lochkamera und sogenannte "dünne Linsen" gültig. Bei Verwendung "dicker Linsen" muß eine Korrektur mit Konstanten entsprechend dem eingesetzten Objektiv erfolgen.can determine the dimensions of the test object. However, these equations are only valid for the pinhole camera and so-called "thin lenses". When using "thick lenses", a correction must be made with constants corresponding to the lens used.

Diese mathematischen Zusammenhänge werden nach jeder abgetasteten Zeile mittels bekannter Rechentechnik, vorzugsweise jedoch mit elektronischer Mikroprozessortechnik, bearbeitet, um im Ergebnis die tatsächlichen Werte für die Abmessungen am Prüfobjekt 2 zu erhalten. Auf Grund des kontinuierlichen Transportes des Prüfobjektes 2 durch die Meßebene 6 erfolgt eine Auswertung der abgetasteten Zeilen und der errechneten Maße A und B, Nach Durchlauf des gesamten Prüfobjektes 2 liegen alle absoluten Maße vor und eskann ein Vergleich mit den .vorgegebenen Idealmaßen eines Vergleichsobjektes erfolgen, um eine Einstufung in vorgegebene Qualitätsstufen vorzunehmen.These mathematical relationships are processed after each scanned line by means of a known computing technique, but preferably with electronic microprocessor technology, in order to obtain the actual values for the dimensions of the test object 2 as a result. Due to the continuous transport of the test object 2 through the measuring plane 6, the scanned lines and the calculated dimensions A and B are evaluated. After passing through the entire test object 2, all absolute dimensions are present and comparison with the predefined ideal dimensions of a comparison object can take place. to classify into specified quality levels.

. Ill 13V , Ill 13V

Da jeder zu vermessende Punkt durch zwei um 90 Grad versetzte Abbildungen erfaßt und in der Auswertung definiert wird, werden Versetzungendes Prüfobjektes 2 außerhalb der Mittellinie der Transportebene 7 zwangsläufig kompensiert«, Die aus den projezierten Abbildungen gebildeten Impulsdiagramme enthalten außer den Maßen der Außenkanten des Prüf-Objektes 2 noch Informationen über die Beschaffenheit der Oberlfäche, speziell Angaben über Helligkeitsunterschiede, die fleckförmig auftreten« Lage und Größe der Flecke werden durch bekannte elektronische Auswerteverfahren ermittelt, indem jede abgetastete Zeile, deren Impulstelegramm den Helligkeitswert jeder Stelle der abgetasteten Zeile enthält, im Bereich der Oberfläche des Prüfobjektes 2 hin» sichtlich'Helligkeitsunterschiedes und deren Länge unter» sucht wird* Die Lage der Flecke jeder Zeile wird dabei durch geeignete bekannte elektronische Speicherverfahren bis zum Abschluß der. Abtastung des gesamten Prüfobjektes 2 gespeichert und im Anschluß mittels bekannter elektronischer Auswerteverfahren die Gesamtfehlerfläche und deren geometrische Lage auf dem Prüfobjekt 2 ermittelt. In der anschließenden Gesamtauswertung werden alle gemessenen und errechneten Kriterien und solche, die nicht aus dem hier beschriebenen Verfahren stammen, Sollwerten, die den Idealwerten des Prüfobjektes 2 mit ihren zulässigen Toleranzen entsprechen, gegenübergestellt und durch bekannte Verfahren, vorzugsweise der elektronischen Mikroprozessortechnik, ausgewertet und als Steuersignal für eine automatische Qualitätseinstufung angegeben. · . Die Vorrichtung ist ohne .mechanische Umstellung zum Prüfen der unterschiedlichsten Erzeugnisse geeignet, sofern sie sich in Dimensionen bewegen, die innerhalb der Abbildungsebene liegen und deren Oberfläche gegenüber dem Hintergrund einen deutlichen Kontrast aufweisen. Es ist lediglich ein erzeugnisspezifisches Datenmaterial erforderlich, wobei die Umstellung von einem auf einen anderen Prüf objekttyp in gegenüber der erreichbaren Prüfzeit in vernachlässigbaren Zeiträumen erfolgt.Since each point to be measured is detected by two images offset by 90 degrees and defined in the evaluation, displacements of the test object 2 outside the center line of the transport plane 7 are compulsorily compensated. The momentum diagrams formed from the projected mappings contain the outer edges of the test Object 2 still information about the nature of the Oberlfäche, especially information about brightness differences that occur speckförmig «location and size of the spots are determined by known electronic evaluation by each scanned line whose pulse telegram contains the brightness value of each digit of the scanned line, in the The surface of the test object 2 is visually examined for differences in brightness and its length. The position of the spots of each line is determined by suitable known electronic memory methods until the end of the test. Sampling of the entire test object 2 stored and subsequently determined by means of known electronic evaluation the total error surface and its geometric position on the test object 2. In the subsequent overall evaluation, all measured and calculated criteria and those that do not originate from the method described herein, setpoints that correspond to the ideal values of the test object 2 with their allowable tolerances, and evaluated by known methods, preferably the electronic microprocessor technology, and as Control signal for an automatic quality rating indicated. ·. The device is suitable without mechanical conversion for testing a wide variety of products, as long as they move in dimensions that lie within the imaging plane and whose surface has a clear contrast to the background. It is only a product-specific data required, the conversion from one to another test object type in relation to the achievable test time in negligible periods.

Die Prüfzeit und davon ausgehend, die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in erster Linie von der Arbeitsgeschwindigkeit des eingesetzten Mikroprozessors und ferner, von der geforderten Anzahl der Rasterelemente pro Zeile, das heißt der geforderten Auflösung, abhängig. Bei einer dem derzeitigen Stand der Technik entsprechenden Taktfrequenz des Mikroprozessors von 2,5 MHz für den Logikteil, die gleichzeitig zur Abforderung der Helligkeitswerte der Zeilenraster benutzt wird, ergibt sich bei einem Prüfobjektdurchmesser von 250 mm und einer Prüfobjekthöhe von 125 mm bei einem Auflösungsvermögen bis 0,5 mm entsprechend je 500 Rasterelementen pro Zeile in den vertikalen Projektionssystemen und zu 250 Rasterelementen in den waagerechten Projektionssystemen, also insgesamt 1500 abzufordernder Helligkeitswerte, eine Abtastzeit pro Zeile von 0,6 ms zuzüglich einer für die Zeilen-, auswertung erforderlichen Zeit von 0,2 ms* Vorausgesetzt, es handelt sich um ein Prüfobjekt mit einem Verhältnis Länge zu Breite von 1:1, zum Beispiel bei einem konzentrisch geformten feinkeramischen Flachgeschirr, ergibt sich eine Gesamtprüfzeit von 400 ms pro Prüfobjekt· In der weiteren Annahme, daß die lichten Abstände zwischen den auf einem Transportband kontinuierlich der Meßvorrichtung zugeführten Prüfobjekte den Durchmessern der Prüf Objekte ' entsprechen, ergibt sich eine Leistung von 4500 Stück pro Stunde.The test time and, based on this, the performance of the method according to the invention depends primarily on the operating speed of the microprocessor used and furthermore, on the required number of raster elements per line, that is to say the required resolution. At a current state of the art clock frequency of the microprocessor of 2.5 MHz for the logic part, which is also used to request the brightness values of the line screen results in a Prüfobjektdurchmesser of 250 mm and a Prüfobjekthöhe of 125 mm at a resolution to 0 , 5 mm corresponding to 500 grid elements per line in the vertical projection systems and to 250 grid elements in the horizontal projection systems, ie a total of 1500 brightness values to be queried, one scan time per line of 0.6 ms plus a time of 0 required for the line, evaluation 2 ms * Provided it is a test object with a length to width ratio of 1: 1, for example in a concentrically shaped fine ceramic flatware, the result is a total test time of 400 ms per test object. Assuming that the clear distances between the continuation on a conveyor belt If the test objects supplied to the measuring device correspond to the diameters of the test objects, the result is an output of 4500 pieces per hour.

Claims (2)

Erfindungsansprüche ·Invention Claims 1« Meßvorrichtung zur berührungslosen Prüfung der Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit.von Körpern, insbesondere von feinkeramischen Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß eine horizontal liegende, günstiger jedoch 2 symmetrisch zueinander auf einer gemeinsamen optischen Achse befindliche optische Projektionseinrichtung (3,1), deren optische Achse (5*1) parallel zur Transportebene (7) verläuft und/oder mit ihr zusammenfällt und einer vertikal stehenden, günstiger jedoch 2 auf--einer gemeinsamen optischen Achse befindliche optische Projektionseinrichtung (3,2), deren optische Achse (5„2) 90 Grad senkrecht auf der horizontalen Achse (5,1). steht, wobei sich beide optische Achsen (5*1 und 5„2) auf oder oberhalb der Mittellinie der Transportebene (7) schneiden und damit die Meßebene (6) bilden, so zueinander angeordnet sind, daß die Mitte des PrüfObjektes (2) etwa ,auf der Mitte der Transportebene (7) das Zentrum der Meßebene (6 mit 5«1 und 5.2) kontinuierlich passieren kann·1 "measuring device for non-contact examination of the geometry and Oberflächenbeschatur.von bodies, in particular of fine ceramic products, characterized in that a horizontally located, but cheaper symmetrically 2 on a common optical axis located optical projection device (3,1) whose optical axis ( 5 * 1) runs parallel to the transport plane (7) and / or coincides with it and a vertically projecting, but more favorable 2 on a common optical axis optical projection device (3,2) whose optical axis (5 "2) 90th Degrees perpendicular to the horizontal axis (5,1). with both optical axes (5 * 1 and 5 "2) intersecting on or above the center line of the transport plane (7) and thus forming the measurement plane (6), are arranged relative to one another such that the center of the test object (2) is approximately in which the center of the measuring plane (6 with 5 '1 and 5.2) can pass continuously on the middle of the transport plane (7) 2. Verfahren zur berührungslosen Prüfung der Geometrie von Körpern, insbesondere von feinkeramischen Erzeugnissen, mit Mitteln der.Elektronik und Datenverarbeitung unter Verwendung geeigneter Umwandlungsverfahren, die, linienhafte Projektionen in elektrische Spannungsbilder umwandeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsbilder in Form von Impulstelegrammen konstanter Länge, die in direkter Beziehung und Abhängigkeit zur Bildauflösung und damit zur Transportgeschwindigkeit stehen, abgefordert, einer zentralen elektronischen Auswerteeinrichtung zugeführt und die einzelnen Projektionen so miteinander verknüpft.werden, daß die wahren Größen des Prüfobjektes in horizontaler und vertikaler Richtung in der jeweiligen Meßebene ermittelt und nach Durchlauf des Prüfobjektes durch die Meßebene einer Gesamtauswertung zugeführt und nach Identifizierung des Prüfobjektes und nach Gegenüberstellung der jeweils vorgegebenen Grenzwerte zum Einstufen in die entsprechenden Qualitätsklassen benutzt werden« ·2. A method for the contactless examination of the geometry of bodies, in particular of fine ceramic products, by means of electronics and data processing using suitable conversion methods which convert linear projections into electrical voltage images, characterized in that the voltage images are in the form of pulse telegrams of constant length, which are in direct relationship and dependence on the image resolution and thus the transport speed, requested, fed to a central electronic evaluation and the individual projections so interconnected.werden that the true sizes of the test object in the horizontal and vertical direction determined in the respective measurement level and after running of the test object supplied by the measurement level of an overall evaluation and after identification of the test object and after juxtaposition of the respective predetermined limits for grading into the appropriate Qualitä classes are used «· Verfahren nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit der Prüfobjekte die Jmpulstelegramme dazu benutzt werden, stellenweise Abweichungen der Farbe des Prüfobjektes gegenüber der Grundfarbe zu bestimmen, zu lokalisieren und nach Durchlauf des Prüfobjektes durch die. Meßebene einer Gesamtauswertung zuzuführen, in der die Größenverhältnisse der festgestellten Farbabweichungen, vorzugsweise Flecke, bewertet und nach Gegenüberstellung der jeweils vorgegebenen Grenzwerte zum Einstufen in die entsprechenden Qualitätsklassen benutzt werden.Method according to item 2, characterized in that for a test of the surface condition of the test objects, the pulse telegrams are used to locally determine deviations of the color of the test object from the primary color, to localize and after passing the test object through the test object. Supply level of a total evaluation, in which the size ratios of the detected color deviations, preferably spots, evaluated and used after juxtaposition of the respective predetermined limits for classification into the corresponding quality classes. Verfahren nach Punkt 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtauswertung nach Durchlauf des Prüfobjektes durch die Meßebene in Verbindung mit anderen Meßwerten bzw. Signalen, wie zum Beispiel zusätzlich abgetastete mechanische Größen von deformierten Böden, und/oder Schallemmissions-, Infr.arot-Messung zur Auffindung von Rissen, reliefartigen Oberflächenfehlern erfolgen kann, wenn sie zur komplexen Beurteilung des PrüfObjektes geeignet sind.Method according to points 2 and 3, characterized in that the overall evaluation after passing the test object through the measuring plane in conjunction with other measured values or signals, such as additionally sampled mechanical quantities of deformed floors, and / or Schallemmissions-, Infr.arot- Measurement for finding cracks, relief-like surface defects can be carried out if they are suitable for the complex assessment of the test object. lteöiLj3-Seiten ZeichnungenlteöiLj3 pages drawings
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