DD260983A1

DD260983A1 - Verfahren zur beruehrungslosen messung von gegenstaenden

Info

Publication number: DD260983A1
Application number: DD30407287A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Reichert; Frank Gebauer; Dieter Henke; Walter Krassow; Gudrun Huettmann
Original assignee: Oberspree Kabelwerke Veb K
Priority date: 1987-06-23
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1988-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, vorzugsweise zur Laengen- und Durchmessermessung strangfoermiger Koerper waehrend des Produktionsprozesses. Erfindungsgemaess wird ein Messobjekt durch ein von einer Lichtquelle und einem Kondensator erzeugtes paralleles Licht rueckwaertig beleuchtet, wobei die Randzonen des erzeugten Schattenbildes ueber eine Optik und eine Umlenkoptik auf zwei sich gegenueberliegenden parallel zur optischen Achse angeordneten einzeln oder beide parallel zur optischen Achse verschiebbaren CCD-Sensorzeilen geringer Bildpunktzahl abgebildet werden. Zum besseren Verstaendnis ist Fig. 1 mitheranzuziehen. Fig. 1

Description

Die Dunkelzone zwischen den beiden CCD-Sensorzeilen wird als Maß für den geforderten Sollwert in einen Mikrorechner gegeben.

Nach einem weiteren Merkmal des Verfahrens werden durch die CCD-Sensorzeilen der nicht erfaßte kontrolliert eingestellte Dunkelbereich sowie die Lage des Meßobjektes und die Funktionstüchtigkeit des Meßverfahrens erfaßt und angezeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil einer hohen Meßgenauigkeit. Durch die verschiebbare Anordnung der Sensorzeilen parallel zur optischen Achse kann der Meßbereich stetig in einem großen Bereich geändert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Möglichkeit gegeben, den Herstellungsprozeß, insbesondere bei der Kabelherstellung, zu automatisieren. Dies bringt eine Einsparung von Isoliermaterial mit sich (Plaste, Gummi) und hat eine hohe Qualitätssicherung zur Folge.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen

Fig. 1: Den Meßaufbau

Fig. 2: Das Blockschaltbild des elektronischen Teils

Figur 1 zeigt den prinzipiellen Meßaufbau. Das von der Lichtquelle 1 und dem Kondensator 2 erzeugte parallele Licht beleuchtet das Meßobjekt 3 von hinten. Von dem erzeugten Schattenbild werden nur die Randzonen, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis (optischer Meßstab), der Optik4 über die Umlenkoptik 5 auf den beiden CCD-Sensorzeilen 6 abgebildet. Durch Verschieben einer oder beider CCD-Sensorzeilen 6 kann der Meßbereich in großen Grenzen bei gleichbleibender Genauigkeit variiert werden. Voraussetzung dafür ist, daß die zwischen den beiden CCD-Sensorzeilen 6 liegende Dunkelzone bekannt ist und entsprechend im elektronischen Teil des Blockschaltbildes Fig.2 berücksichtigt wird.

Das in Fig. 2 gezeigte Blockschaltbild veranschaulicht den Signalweg. Durch den Generator 9 und die Zeilenansteuerung 10 wird das für die CCD-Sensorzeilen 6 notwendige Pulsraster erzeugt. Die Verarbeitung der Videosignale erfolgt im Videoverstärker 7 und im Trigger 8. Die jetzt vorhandenen, pegelgerechten Signale werden abwechselnd mittels des Umschalters 11 an zwei Zähler 12 und 13 gelegt, wobei der eine Zähler 12 für die eigentliche Auswertung des Meßsignals und der andere Zähler 13 zur Fehlererkennung verwendet wird. Nach Eingabe des geforderten Sollwertes, derein Maß für die zwischen den beiden CCD-Sensorzeilen 6 entstandenen Dunkelzone ist, in den Mikrorechner 12 kann über eine Anzeige der gemessene, wahre Durchmesser des Meßobjektes 3 abgelesen werden. Die Fehlererkennung gibt, ebenfalls über die Anzeige ablesbar, an, ob sich das Meßobjekt 3 im Meßfeld befindet und in welcher Richtung es verschoben sein kann. Ein im Lichtstrahlengang separat positioniertes optoelektronisches Bauelement dient als Meßwertaufnehmer für die notwendige Erzeugung der Regelspannung zur Helligkeitskonstanthaltung.

Dies hat sich als günstiger erwiesen, als das vorhandene Videosignal der CCD-Sensorzeilen 6 für diesen Zweck zu verwenden. Bei der Verwendung zweier Meßaufbauten nach Fig. 1 und entsprechender Veränderung der Software des Mikrorechners 14 besteht die'Möglichkeit, das Verfahren bei Isolier- und Ummantelungsanlagen zur Wanddickenermittlung und zur Ermittlung von Unrundheiten einzusetzen.

Claims

1. Verfahren zur berührungslosen Messung von Gegenständen, insbesondere Durchmessermessung strangförmiger Körper mittels CCD-Sensorzeilen, gekennzeichnet dadurch, daß das Meßobjekt (3) durch ein von der Lichtquelle (1) und Kondensator (2) erzeugtes paralleles Licht rückwärtig beleuchtet wird, wobei die Randzonen des erzeugten Schattenbildes über die Optik (4) und Umlenkoptik (5) auf zwei sich gegenüberliegenden parallel zur optischen Achse angeordneten einzeln oder beide parallel zur optischen Achse verschiebbaren CCD-Sensorzeilen (6) geringer Bildpunktzahl abgebildet werden.

2. Verfahren zur berührungslosen Messung von Gegenständen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die CCD-Sensorzeilen (6) von einem Generator (9) und einer Zeilenansteuerung (10) mit einem Pulsraster versorgt werden, wobei die erzeugten Videosignale in einem Videoverstärker (7) und einem Trigger (8) digitalisiert und sequentiell verarbeitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1-2, gekennzeichnet dadurch, daß die Videosignale an zwei Zähler (12 und 13) gelegt werden, wobei im Zähler (12) die Auswertung des Meßsignals und im Zähler (13) die Fehlererkennung erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß die Dunkelzone zwischen den beiden CCD-Sensorzeilen (6) als Maß für den geforderten Sollwert in einem Mikrorechner (14) gegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, gekennzeichnet dadurch, daß der durch die CCD-Sensorzeilen (6) nicht erfaßte, kontrolliert eingestellte Dunkelbereich sowie die Lage des Meßobjektes (3) und die Funktionstüchtigkeit des Meßverfahrens erfaßt und angezeigt werden.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen Messung von Gegenständen, vorzugsweise zur Längen- und Durchmessermessung strangförmiger Körper während des Produktionsprozesses, insbesondere zur Wanddickenmessung von Kabelisolierungen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei bisher bekannten Verfahren zur Durchmessermessung strangförmiger Objekte auf der Basis von CCD-Sensorzeilen besteht der Nachteil, daß, da diese Zeilen nur eine endliche Länge besitzen, der zur Verfügung stehende Meßbereich entweder sehr klein ist oder eine nicht zu befriedigende Auflösung erreicht wird. Lösungen, in denen die CCD-Sensorzeilen verschachtelt angeordnet, verlängert werden (DE-OS 3100550 A1) sind z. B. zur Wanddickenermittlung isolierter Kabel und Leitungen nicht möglich, da der Versatz der Zeilen eine Ergebnisverfälschung ergibt. Lösungen, bei denen eine Aufspaltung des Lichtes (DD-PS 214198) bzw. des Meßabbildes (DD-PS 205519) erfolgt, besitzen ebenfalls den Nachteil, daß das Meßobjekt nur auf einer CCD-Sensorzeile abgebildet wird. Die in der DD-PS 211403 vorgestellte Vorrichtung zur berführungslosen, optischen Breitenmessung wiederum besitzt den Nachteil der unteren endlichen Grenzen durch die Verwendung von zwei Kameras und damit der Notwendigkeit von zwei Optiken, was eine Verteuerung zar Folge hat.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Verfahren zur berührungslosen Messung zu schaffen, das einen automatisierten Herstellungsprozeß und einen großen Meßbereich ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das eine hohe Auflösung und eine hohe Meßgenauigkeit ohne Ergebnisverfälschung gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Meßobjekt durch ein von einer Lichtquelle und einem Kondensator erzeugtes, paralleles Licht rückwärtig beleuchtet wird, wobei die Randzonen des erzeugten Schattenbildes über eine Optik und eine Umlenkoptik auf zwei sich gegenüberliegenden parallel zur optischen Achse angeordneten einzeln oder beide parallel zur optischen Achse verschiebbaren CCD-Sensorzeilen geringer Bildpunktzahl abgebildet werden. Die CCD-Sensorzeilen werden von einem Generator und von einer Zeilenansteuerung mit einem Pulsraster versorgt, wobei die elektronischen Videosignale in einem Videoverstärker und einem Trigger digitalisiert und sequentiell verarbeitet werden. Dabei werden die Videosignale an zwei Zähler gelegt, wobei in einem Zähler die Auswertung des Meßsignals und im anderen Zähler die Fehlererkennung erfolgt.