DD220112A1

DD220112A1 - Vorrichtung zur selektion von oberflaechendefekten ebener werkstuecke

Info

Publication number: DD220112A1
Application number: DD25852383A
Authority: DD
Inventors: Johannes Schwider; Reiner Spolaczyk; Ingo Jaeckel; Klaus Adamsberger
Original assignee: Berlin Moebelkombinat
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1985-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Selektion von Oberflaechendefekten ebener Werkstuecke, insbesondere grossflaechigen Moebelplatten. Mit dem Ziel, Oberflaechendefekte unter Vermeidung subjektiver Fehlerquellen zu ermoeglichen, soll eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der von bewegten Werkstuecken ein ausreichend bewegungsinvariantes Selektionssignal erzeugt wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass eine Punktlichtquelle hoher Intensitaet in einem Winkel zu einem geneigten Raster derart angeordnet ist, dass Rasterlinien und mittlere Lichtrichtung einen rechten Winkel bildend vorgesehen sind, wobei zwischen Raster und Punktlichtquelle ein Kollimator und unterhalb des Rasters ein Werkstueck kontinuierlich bewegbar angeordnet sind, welch letzteres durch das Raster, senkrecht zum Raster, auf zwei in Richtung der Rasterlinien in Abstand zueinander angeordneten Zeilensensoren grosser Sensorenanzahl abbildbar ist, deren Signale einer Phasenvergleichsschaltung zufuehrbar sind. Fig. 1

Description

•?itel der Erfindung

Vorrichtung zur Selektion von Oberflächendefekten ebener Werkstücke ,

Anwendungsgebiet- der Erfindung; , '

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Selektion von Oberflächendefekten' ebener Werkstücke, wie beispielsweise großflächiges Plattenmaterial insbesondere' in der Möbelindustrie.»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind rein visuelle Methoden der Prüfung von Qberflächendefekten bzw. Ebenheitsabweichungen von Möbelplatten* Diesen Methoden haftet der wesentliche Mangel an, daß keine objektive Selektion-ermöglicht wird, sondern der subjektive Faktor überwiegt, Insbesondere treten auf Grund der Eintönigkeit der Arbeit und Ermüdbarkeit Fehlleistungen bei der Fehlerortung gehäuft auf. Ss ist auch bereits ein Lichtschnittverfahrsn bekannt, bei welchem ein leuchtender Lichtspalt auf eine Oberfläche projiziert .wird. Befinden sich Defekte in dieser" Oberfläche, so tritt eine Deformation des Lichtspaltes ein, die für Auswertungszwecke genutzt werden kann· Sin weiteres Verfahren zur Erfassung der Topografie von Körpern ist das Moirl-Verfahren· Die C-rundzüge des Verfahrens bestehen darin, daß'die Oberfläche eines Objektes von einer weit entfernten pimktförmigen Lichtquelle unter einem Winkel gegen die Flächennormale beleuchtet wird. Unmittelbar 'aber der Objektoberfläche ist ein lineares Raster derart angeordnet, daß die Rasterlinien parallel zu einer

•beliebigen Kantenlinie des Objektes verlaufen. Unter Einhaltung eines bestimmten-Beoböciitungswinkels ist zwischen dem Schatten •des Rasters auf der Oberfläche und der Rasterlinien eine Moire-' Erscheinung. za erkennen· · .·

Dieses Verfahren findet beispielsweise bei der Kontrolle glatter Metalloberflächen Anwendung. Ss ist jedoch ebenfalls mit Mängeln behaftet. So können die bisher eingesetzten Silizium- detektoren zur elektrischen. Abtastung nur einen relativ kleinen

Intensitätsbereich verarbeiten

/ -., Da die Bestrahlungsstärke vom Abstand quadratisch abhängt, vari-

lert die Intensität b^i:breiten Oberflächen beträchtlich· Weiter-. hin ergeben sich bei schneller Änderung der Bildinhalte für. be- : wägte Oberflächen seitens des Empfängers unerwünschte Uachzieh- ;. effekte, da die Änderung des Bildinhaltes nur innerhalb'begrenz-_v ter Zeitintervalle verarbeitet werden kann.

' Bei der Sestung bewegter Oberflächen ergeben sich auch zusätz- ..' liehe Problame auf Grund unerwünschter' Kippungen bzw» Verschie-.; ' ; bungeri, wodurch beispielsweise' topografische Pehler angezeigt ^;;"-- . '" würden, obwohl .keine Oberflächendefekte vorhanden. sind. .

' ' Ziel der Erfindung; ·..'_-. .;

. .' ' c . .

Bas Ziel der'Erfindung besteht darin,-"eine Vorrichtung zur Se-

. lektion von Oberflächendefekten ebener Werkstücke so auszubilden, daB eine rationelle Ermittlung von Oberflächenfehlern- unter . Vermeidung subjektiver !Fehlerquellen ermöglicht wird.

das 'Wesens der Erfindung · '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Selektion von-Oberflachende.ekten ebener Werkstücke zu schaffen, ' mit 7ZeIcher Oberflächenfehler bewegter Werkstücke ein ausreichend bewegungsinvariantes Selektionssignal erzeugen und eine Aussonderung des fehlerhaften'Teiles bewirkt wird.- ·-' ErfindungsgemäS wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Punkt-, lichtauelle hoher Intensität in einem Winkel kleiner 90 Grad zu

.einem geneigten Raster derart angeordnet ist, daß Rasterlinien . und mittlere Lichtrichtung einen rechten Winkel bildend vorgesehen sind, wobei zwischen Raster und Punktlichtquelle ein -Kollimatorobjektiv und unterhalb des Rasters ein Werkstück kontinuierlich bewegbar angeordnet sind, welch letzteres durch das Raster, senkrecht zum Raster, auf zwei in Richtung der Rasterlinien in Abstand zueinander angeordneten Zeilensensoren großer ' '.; Sensorenanzahl abbildbar ist, wobei deren synchron abtästbare photoelektrischen Signale einer Phasenvergleichsschaltung zuführbar sind. , . Zweckmäßigerweise werden als Rasterelemente Kupferdrähte mit geschwärzter Oberfläche verwendet· Hierdurch werden störende Re- . flexionen vermieden· · Sine Weiterbildung des ' Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß das , Haster um einen Winkel von mindestens 1 Grad, jedoch kleiner als 10 Grad längs der Rasterlinien verkippbar ausgebildet ist· Diese ITeigung is,t erforderlich, damit sich im I'nterferensbild eine; Trä- gerint er ferenzstruktur ergibt,- in welcher durch Phasenmodulation die topografische'Information verschlüsselt ist» ; . Vorteilhafterweise ist die Lichtquelle spaltförmig ausgebildet und das Spaltbild kann mittels eines optischen Elementes prarallel zu den Rasterlinien gedreht werden, ' ·'.. In v/eiterer Ausbildung ist der Phasenvergleichsschaltung je ein Tiefpaßfilter zur Unterdrückung von Digitalisierungseffekten vorgeordnet.

Nach einem anderen. Merkmal der Erfindung ist den Tiefpaßgliedern sin elektronischer Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung nachgeschaltet, ' ' Die Vorteile der'Erfindung bestehen im Wesentlichen darin, daß eine effektive Selektion von Oberflächendefekten, gewährleistet wird. Dabei werden durch Messung der Phasendifferenz bei ,synchroner Abtastung Pehlerinterpretationen auf Grund von Bewegungseffekten vermieden·

Ausfuhrungsbeispiel . . ' '..-'

Die, Erfindung soll nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden« ' ' _v

In der' zugehörigen Zeichnung zeigen:

·.' .'. . .. .' .. , ι ' . .· ·'

Pig· .1 ' ; eine schematise he Gesamtanordnung der , erfindungsgemäßen Vorrichtung ... .· , :

Figo 2 : eine Schaltungsanordnung des Signalteils

der Anordnung ''/.' '

In Pig· 1 ist eine schematische Gesamtansicht der erfindungsge- \ .mäßen Vorrichtung gezeigt ,'.wie sie in Verbindung mit einem Werkstücktransport sy st em zum Sinsatz kommen kann_e ^; . . Ein Werkstück 5 ist kontinuierlich bewegbar ,auf einein Transportsysteiu ang'ec-r'dnet· Babei- läuft Redes' Werkstück 5-in--9'in0is bs— stinmton.-Bereich'unter .einem Haster 2 vorbei, πους-Ι- di-e.'linea- . · rsn Rasterelemente in Sransportrichtung des Bandes angeordnet .sind· Die Rasterelemente sind vorteilhaft erweise aus Kuf-perdraht gefertigt·, deren Durchmesser nicht ,größer .als 1mm betragen sollte, Um störende -Reflexe zu vermeiden, sind diese mit einer Schwärzung

zu versehene' ' ' , ' Die Oberfläche des Werkstückes 5 wird von einer punktformigen Lichtquelle schräg unter -einem Winkel gegen die Plächennormale. beleuchtet« ZweckmäSigerweise . ist dieser 7/inkel' kleiner'30 Grad ' ausgebildete Bei schräger .Beleuchtung sehr breiter Werkstücke 5 variiert die Intensität von einer Werkstückseite zur anderen, da die Bestrahlungsstärke vom Abstand quadratisch abhängt, TJm diesen ..Sffektjin erforderlichem-Umfang- auszuschalten, wird ein Kollimator 4 eingesetzt, der ein Bündel parallelen Lichtes erzeugt, so daß eine ausreichende Konstanz der Bestrahlungsstärke erreicht

Um unvorteilhafte Verzerrungen und Unscharfen zu vermeiden,'-wird senkrecht -zur Werkstückoberfläche abgetastet» Weiterhin ist es , 'vorgesehen, das Raster 2 unter einem Winkel von mindestens.1 Grad, jedoch nicht größer als 10 Grad zum Prüfling zu neigen, damit sich im Interferenzbild .eine Tr ag er int er f er ens struktur ergibt, -in -,vel-

eher durch Phasenmodulation.die topografische Information verschlüsselt ist·

Als Empfänger kommen Zeilensensoren 6 zum Einsatz, die in Querrichtung zum Raster 2 in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet sind· ..

Zur Unterdrückung von Digitalisierungseffekten ist eine Tiefpaßfilterung 7 vorgesehen·. Nach der Filterung werden die Signale einer. Phasenvergleichsschaltung 8 zugeführt· :

Um den Phasenvergleich gegen Schwankungen der Lichtquelle.^ Veränderungen des Remissionskoeffizienten des Werkstückes u.a. zu sichern, wird zweckmäßigerweise ein elektronischer Verstärker- der Phasenvergleichsschaltung 8 vorgeschaltet, dessen Verstärkung sich; automatisch regelt, so daß das elektronische Wechselspannungssignal eine konstante Amplitude aufweist*·'

In Fig. 2 soll eine Darstellung des Signalteils gezeigt werden, da die definierte Anordnung von Bmpfängerelement und Rasteranordnung entscheidend ist für die wirksame und vollständige Fehlstellendetektion·

Da die Fehlerortung an einem, in definierter Richtung, 'bewegten Werkstück erfolgt, genügt die Abtastung der Oberfläche in einer Dimension, jedoch durch zwei Empfänger, die parallel zueinander angeordnet sind und synchron arbeiten·

Dadurch werden Oberflächenabweichungen in Differenzform ermittelt, sofern Kippungen des Werkstückes in vorbestimmten Soleranzgrensen gehalten werden. .

Claims

BrfiJidungsans-pruch . . . , . - ,

T»Vorrichtung zur Selektion von Oberflächendefekten ebener / Werkstücke, gekennzeichnet dadurch, daß eine Punktlichtquelle (1) hoher Intensität in einem 7/inkel kleiner 90 Grad zu einem geneigten Easter (2) derart angeordnet ist,, daß Rasterlinien (3) und mittlere lichtrichtung einen rechten Win-

. kel bildend vorgesehen sind, wobei zwischen Raster (2) und Punkt licht quelle (1) ein Kollimatorobjektiv (4) und -unterhalb

' , des Rasters (2) ein Werkstück (5) kontinuierlich bewegbar an-

- geordnet sind, welch letzteres durch das Raster (2),- senkrecht ·· zum Raster (2)' auf zwei in Richtung der Rasterlinien (3) in Ab- ' stand zueinander angeordneten Zeilensensoren (6) großer Sensorenanzahl .abbildbar ist, deren synchron abtästbare phÖto.elektri-'. sehen Signale einer Phasenvergleichs se haltung (8) zuführ bar 'sind»
2. Vorrichtung naqh Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als , Raster (2)· Kupferdrähte mit geschwärzter Oberfläche vör'ge-

sehen sind· · . ' . ^! '
3· .Vorrichtung'nach Punkt-.1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Raster (2) um einen Winkel von mindestens 1 Grad, jedoch

kleiner 10 Grad längs der Rast er linie verkippbar ausgebildet . - 1st. . ' . ^s . ' .. .".'., ' . .
4· Vorrichtung nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß' die Lichtquelle" (1) spaltiörmig ausgebildet and das Spaltbild mittels eines optischen Elementes parallel au den Rasterlinien . .(3). drehbar ist, '.'..''. \ -_:.. \
5·-'Vorrichtung''nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Phasenvergleichsschaltung (S) ^e ein Tiefpaßfilter (7) , vorgeordnet ist. , . > '

β. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß den Tiefpaßgliedern (7) ein elektronischer Verstärker mit automatischer Regelung nachgeschaltet ist« \

.Hierzu 2 Seiten Zeichnungen