DD257953A3 - ARRANGEMENT FOR THE EXAMINATION OF EDGE QUALITY IN PLATE-BROOKED HALF-TOOLS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Pruefung der Kantenqualitaet bei plattenfoermigen Halbzeugen wie vorzugsweise bei im produktionsmaessigen Durchlauf befindlichen Spanplattenzuschnitten. Das Ziel ist, eine rationelle beruehrungslose Pruefanordnung zu entwickeln, die gegenueber aeusseren Einfluessen weitgehend unempfindlich ist. Die Aufgabe besteht darin, mit an sich bekannter CCD-Bildsensortechnik eine Pruefanordnung zu schaffen, die eine Beurteilung der Kantenqualitaet von lage-, dicke- oder farbdifferenzbehafteten und gegebenenfalls Schwingungen ausgesetzten Bauteilen in guter Qualitaet und hinsichtlich der geometrischen Beschaffenheit von Kantenfehlern quantifizierbar ermoeglicht. Die Aufgabe wird geloest, indem ein gebuendelter Lichtstrahl so auf die Schmalflaeche des zu pruefenden Gutes gelenkt wird, dass ein Teil des Lichtes senkrecht auf die Schmalflaeche auftrifft und ein anderer Teil parallel streifend zur Breitflaeche einfaellt. Senkrecht ueber der zu pruefenden Kante ist die CCD-Zeile einer an sich bekannten CCD-Kamera angeordnet, welche die reflektierten Lichtanteile aufnimmt.The invention relates to an arrangement for testing the edge quality in plate-shaped semi-finished products, such as preferably in chipboard blanks located in the production-moderate pass. The aim is to develop a rational, non-contact test arrangement that is largely insensitive to external influences. The object is to provide a Pruefanordnung with per se known CCD image sensor technology, which allows an assessment of the edge quality of position, thickness or color difference and optionally exposed to vibration components in good quality and with respect to the geometric nature of edge errors quantifiable. The task is solved by directing a penciled beam of light onto the narrow surface of the material to be inspected such that one part of the light strikes the narrow surface perpendicularly and another part coincides with the broad surface. Perpendicular to the edge to be tested, the CCD line of a known CCD camera is arranged, which receives the reflected light components.
Description
Das Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer Anordnung zur berührungslosen Prüfung der Kantenqualität bei plattenförmigen Halbzeugen#wie vorzugsweise bei Spanplattenzuschnitten, welche für die kontinuierliche Qualitätsprüfung von im industriellen Durchlauf befindlichen Halbzeugen geeignet ist.The aim of the invention is the development of an arrangement for non-contact testing of edge quality in plate-shaped semi-finished products # as preferably chipboard blanks, which is suitable for the continuous quality testing of semi-finished products in the industrial process.
Aufgabe der Erfindung ist eine solche Anordnung von an sich bekannten CCD-Bildsensorelementen, die es gestattet, die Kantenqualitätvon im produktionsmäßigen Durchlauf befindlichen plattenförmigen industriellen Halbzeugen wie vorzugsweise von Spanplattenzuschnitten kontinuierlich und unabhängig von Lage-, Dicken- oder Farbdifferenzen sowie von transporttechnologisch bedingten Materialvibrationsbewegungen mit sofortiger Abgreifbarkeit, in guter Qualität und hinsichtlich der geometrischen Ausdehnung von Kantenausbrüchen quantifizierbar zu erfassen.The object of the invention is such an arrangement of CCD image sensor elements known per se, which allows the edge quality of in-production pass plate-shaped industrial semi-finished products such as preferably chipboard blanks continuously and independently of positional, thickness or color differences and transport technology related material vibration movements with immediate Seekability, in good quality and in terms of geometric extension of edge breakages quantifiable to capture.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein von einer Beleuchtungsquelle ausgehendes Lichtbündel so auf eine zu prüfende Kante eines plattenförmigen Halbzeuges gerichtet ist, daß dieses Lichtbündel teilweise senkrecht auf die Schmalfläche des Halbzeuges trifft und teilweise parallel streifend zur Breitfläche des plattenförmigen Halbzeuges einfällt. Im Bereich der mit einer Neigung von 90° zur Einfallsrichtung dieses primären Lichtbündels reflektierten Lichtanteiles, senkrecht über der zu prüfenden Halbzeugkante ist linienförmig parallel zur Einfallsrichtung des primären Lichtbündels eine an sich bekannte CCD-Zeile einer CCD-Kamera mit einstellbarem Objektiv angeordnet. Das Kameraobjektiv ist so eingestellt, daß die zu prüfende Halbzeugkante mit dem zu prüfenden Objektbereich auf der CCD-Zeile der CCD-Kamera abgebildet ist. In einer vorteilhaften Gestaltung der Erfindung ist dem Lichtbündel vor Auftreffen auf die zu prüfende Halbzeugkante eine Zylinderlinse vorgeschaltet und das Lichtbündel als Lichtstreifen ausgebildet. Vorteilhaft ist es weiterhin, daß als Beleuchtungsquelle eine Halogenlichtquelle Anwendung findet. Schließlich ist die zur Lichtsignalaufnahme zur Anwendung gebrachte CCD-Kamera in einer vorteilhaften Gestaltung der Erfindung so ausgebildet, daß in Anpassung an die Transportgeschwindigkeit des plattenförmigen Halbzeuges eine Integrationszeit im Bereich von 30με bis 250με vorliegt.The object is achieved in that a light source outgoing from a light source beam is directed to a test edge of a plate-shaped semifinished product that this light beam strikes partially perpendicular to the narrow surface of the semifinished product and partially parallel strikes the broad surface of the plate-shaped semifinished product. In the region of the light component reflected at an inclination of 90 ° to the direction of incidence of this primary light bundle, perpendicular to the semifinished edge to be tested, a CCD line of a CCD camera with adjustable objective is arranged linearly parallel to the direction of incidence of the primary light bundle. The camera lens is set so that the semi-finished edge to be tested with the object area to be tested is imaged on the CCD line of the CCD camera. In an advantageous embodiment of the invention, the light beam is preceded by a cylindrical lens before impinging on the semi-finished edge to be tested, and the light beam is formed as a light strip. It is also advantageous that a source of halogen light is used as the illumination source. Finally, the CCD camera used for the light signal recording is formed in an advantageous embodiment of the invention so that in adaptation to the transport speed of the plate-shaped semi-finished product there is an integration time in the range of 30με to 250με.
Bei Auftreffen des in beschriebener Weise auf die zu prüfende Materialkante des plattenförmigen Halbzeuges gelenkten und gegebenenfalls mittels Zylinderlinse zu einem Lichtstreifen konzentrierten Lichtbündels treten Reflexionen im Mikrobereich ein. Im Bereich zwischen Schmal- und Breitfläche des zu prüfenden Halbzeuges sowie bei Kanten- und Beschichtungsmaterialausbrüchen wirken Mikroflächen mit unterschiedlicher Neigung als Reflektoren für das einfallende Licht. Bei einer Neigung dieser Mikroflächen um 45° wird das Licht senkrecht zur Einfallsrichtung reflektiert. Mit den linienförmig angeordneten CCD-Fotoempfängerelementen wird die Intensität des reflektierten Lichtes gemessen. Die auf die einzelnen Fotoempfängerelemente entfallenden Lichtmengen ermöglichen einen genauen Rückschluß auf die geometrische Form der geprüften Kante. Bei der auf diese Weise vorgenommenen Kantenqualitätsprüfung haben Lage-, Dicken- oder Farbdifferenzen des zu prüfenden Gutes sowie produktionstechnologisch bedingte Einflüsse wie Vibrationen gemäß dem Wirkprinzip der beschriebenen Anordnung keinen Einfluß auf die Qualität der vorgenommenen Messung.Upon impact of the manner described in the manner to be tested on the material edge of the plate-shaped semi-finished product and optionally concentrated by cylindrical lens to a light stripe reflections occur in the micro range. In the area between the narrow and wide surfaces of the semi-finished product to be tested as well as edge and coating material outbreaks, micro-surfaces with different inclinations act as reflectors for the incident light. With a tilt of these micro-areas by 45 °, the light is reflected perpendicular to the direction of incidence. The intensity of the reflected light is measured with the line-shaped CCD photoreceptor elements. The amounts of light attributable to the individual photoreceiver elements allow an accurate conclusion to the geometric shape of the tested edge. When performed in this way edge quality test, position, thickness or color differences of the material to be tested as well as production technology-related influences such as vibrations according to the operating principle of the arrangement described have no effect on the quality of the measurement made.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert.werden. In den zugehörigen Abbildungen zeigenThe invention will be explained below using an exemplary embodiment. In the accompanying pictures show
Fig. 1: Die Vorderansicht und die Seitenansicht des auf eine zu prüfende Halbzeugkante auftreffenden Lichtbündels Fig. 2: Analog- und Binärbilder von Halbzeugen mit fehlerfreien Kanten, mit Kantenausbrüchen und mit Beschichtungsmaterialausbrüchen1: The front view and the side view of the light beam impinging on a semifinished product edge to be tested FIG. 2: Analog and binary images of semi-finished products with defect-free edges, with edge breakouts and with bursting of coating material
Ein von einer Halogenlichtquelle mit nachgeschalteter Zylinderlinse ausgehendes Lichtbündel 2 trifft teilweise senkrecht auf die Schmalfläche 6 des auf Kantenqualität der Kante 3 zu prüfenden plattenförmigen Halbzeuges 1 auf und fällt mit dem anderen Anteil parallel streifend zur Breitfläche 5 des Halbzeuges 1 ein. An der Halbzeugkante 3 treten Mikroreflexionen an Mikroflächen auf, wobei diese als Reflektoren wirkenden Mikroflächen einerseits im Bereich zwischen Schmal- und Breitfläche 6 und 5 des zu prüfenden Halbzeuges 1 oder aber im Bereich von Kantenausbrüchen 8 oder randbeschädigten Oberflächenbeschichtungen 9 auftreten. Ausgehend von Mikroflächen, welche gegenüber der Einfallsrichtung des auf die zu prüfende Kante 3 des plattenförmigen Halbzeuges 1 gerichteten Lichtbündels 2 um 45° geneigt sind, wird ein Teil des reflektierten Lichtes 4 auf die senkrecht über der zu prüfenden Kante 3 und parallel linienförmig zur Einfallsrichtung des Lichtbündels 2 angeordneten CCD-Zeile 7 einer CCD-Kamera mit vorgeschaltete die ^u prüfende Kante 3 auf der CCD-Zeile 7 abbildenden Objektiv und mit einer Integrationszeit von 250με gelenkt.A light bundle 2 emanating from a halogen light source with a downstream cylindrical lens strikes partially perpendicular to the narrow surface 6 of the plate edge semifinished product 1 to be tested for edge quality of the edge 3 and coincides with the other component in parallel to the broad surface 5 of the semifinished product 1. At the semifinished edge 3 micro-reflections occur on micro-surfaces, which acts as reflectors micro-surfaces on the one hand in the area between narrow and wide surfaces 6 and 5 of the semifinished product to be tested 1 or in the range of edge chipping 8 or edge-damaged surface coatings 9 occur. Starting from micro-surfaces, which are inclined relative to the direction of incidence of the directed to the edge 3 to be tested 3 of the plate-shaped semifinished product 1 light beam 2 by 45 °, a portion of the reflected light 4 is perpendicular to the edge 3 to be tested and parallel line to the direction of incidence of Light beam 2 arranged CCD line 7 of a CCD camera with upstream the u u verzustende edge 3 on the CCD line 7 imaging lens and with an integration time of 250με directed.
In Fig. 2 sind typische Kantenausbildungen plattenförmiger Halbzeuge 1 und deren Reflexionsbilder dargestellt. So ergibt sich bei einer unbeschädigten Kante 3 ein Analogbild 10, bei einem Kantenausbruch 8 ein Analogbild 11 und bei einer Randbeschädigung 9 des Oberflächenbeschichtungsmaterials ein Analogbild 12. Als Maß für die Breite von KantenausbrüchenIn Fig. 2 typical edge formations plate-shaped semifinished products 1 and their reflection images are shown. Thus, an analog image 10 results for an undamaged edge 3, an analog image 11 for an edge breakout 8 and an analog image 12 for edge damage 9 of the surface coating material. As a measure of the width of edge breakouts
8 oder Oberflächenbeschichtungsmaterial-Randbeschädigungen 9 werden die Analogwerte aller CCD-Fotoempfängerelemente der CCD-Zeile 7 binarisiert. Dazu wird eine Komperatorschwelle in wählbarer Höhe vorgegeben. Die unter dieser Schwelle liegenden Analogwerte ergeben sich 0-Signal, die darüberliegenden ein L-Signal. Das Maß für die Breite der Kantenfehler 8 und8 or surface coating material edge damage 9, the analog values of all the CCD photoreceptor elements of CCD line 7 are binarized. For this purpose, a comparator threshold is set in a selectable height. The analog values below this threshold result in 0-signal, the overlying an L-signal. The measure of the width of the edge error 8 and
9 ist die Anzahl der Bildpunkte zwischen der ersten 0/L- und der letzten L/0-Flanke.9 is the number of pixels between the first 0 / L and the last L / 0 edge.
Da das auf die zu prüfende Kante 3 gerichtete Lichtbündel 2 anordnungsgemäß den gesamten in Betracht kommenden Lage- und Dickentoleranzbereich des auf Kantenqualität zu prüfenden plattenförmigen Halbzeuges 1 überdeckt und auch die CCC-Zeile 7 einen vergleichsweise großen Meßbereich erfaßt, ist die vorgenannte Prüfanordnung weitgehend unempfindlich gegenüber Bedingungen, wie sie beispielsweise bei der industriemäßigen Spanplattenherstellung und -verarbeitung herrschen. Die eingesetzte Halogenlichtquelle mit dem für derartige Lichtquellen typischen Regenerationsverhalten sichert zu jedem Zeitpunkt der Prüfung reproduzierbare Prüfbedingungen.Since the light beam 2 directed onto the edge 3 to be tested covers, as a rule, the entire positional and thickness tolerance range of the plate-shaped semifinished product 1 to be tested for edge quality and also the CCC line 7 detects a comparatively large measuring range, the aforementioned test arrangement is largely insensitive Conditions such as those prevailing in industrial chipboard production and processing. The halogen light source used with the regeneration behavior typical for such light sources ensures reproducible test conditions at each time of the test.
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