DE2114271B1 - Fotoelektrische Vergleichseinrichtung - Google Patents

Description

• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auch die Abtastung von kleinen Einzelheiten, z. B. punktförmigen Abweichungen der Prüflingsoberfläche, möglich ist.
• Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß im Strahlengang der beiden sich kreuzenden Strahlenbündel ein beweglicher Selektor (10) so angeordnet ist, daß die Strahlenbündel im Kreuzungspunkt und unter gleichem Winkel auf den Selektor auftreffen, und daß der Selektor spiralig angeordnete Löcher (11, 43, 51) oder Spiegelflächen (63) aufweist, so daß bei der Selektorbewegung die Oberflächen der beiden zu vergleichenden Teile (7, 8) von den Taststrahlen punktförmig zeilenweise fortschreitend überstrichen werden.
• Diese Einrichtung ermöglicht eine wesentlich genauere Abtastung, denn selbst kleine Abweichungen des Probestücks vom Normal werden angezeigt. Nicht nur das Vorhandensein von Bohrungen, sondern auch deren richtige Lage sowie der genaue Durchmesser können im Vergleich festgestellt werden.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist als Selektor eine rotierende Lochscheibe mit spiralig angeordneten Löchern zwischen der Lichtquelle und den zu vergleichenden Teilen vorgesehen, während in einer anderen Ausführungsform diese Lochscheibe erst nach den zu vergleichenden Teilen vor den foto elektrisch wirksamen Elementen angeordnetist.
• In einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung kann für die Selektion der Taststrahlen eine matt-schwarze Scheibe mit spiralig angeordneten Spiegelflächen vorgesehen werden.
• Ebenso ist der Einsatz eines matt-schwarzen zylinderförmigen Körpers mit auf seiner Mantelfläche spiralig angeordneten Spiegelflächen möglich.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer fotoelektrischen Vergleichs einrichtung, Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vergleichseinrichtung, Fig. 3 eine als Selektor verwendete Lochscheibe, Fig.4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vergleichseinrichtung und Fig.5SchnittA ausFig.4.
• In Fig. 1 werden von einer Lichtquelle 1 durch eine Maske 2 zwei Strahlenfächer auf zwei winklig zueinander angeordnete Parabolspiegel 5, 6 gelenkt und als Strahlenbündel 3,4 mit parallel laufenden Lichtstrahlen sich kreuzend in Richtung auf zwei Werkstücke 7,8 reflektiert. Genau im Kreuzungspunkt 9 treffen diese Strahlenbündel 3,4 unter gleichem Winkel auf einen Selektor in Form einer Lochscheibe 10, mit deren Hilfe zwei Taststrahlen 12, 13 selektiert werden, die einen Prüfling 7 und ein Normalstück 8 abtasten. Diese Lochscheibe 10 ist drehbar aufgebaut und derart mit spiralig angeordneten Löchern 11 versehen, daß die Taststrahlen 12, 13 punkt- förmig, durch Drehung der Lochscheibe 10 jedoch zeilenweise, über die gesamte der Lichtquelle 1 zugekehrten Oberfläche der Werkstücke 7, 8 streichen.
• Durch die Reflexion der Taststrahlen 12, 13 an den Werkstücken 7,8 werden über zwei Sammellinsen 17, 18 zwei Fotoelemente 14, 15 belichtet, die Teile einer elektrischen, in bekannter Weise arbeitenden Meßbrücke bilden. Eine Abweichung des Prüflings 7 vom Normal 8, die vom Taststrahl 12 beleuchtet wird, ergibt einen unterschiedlichen Meßwert an dem Fotoelement 14 gegenüber dem Fotoelement 15, so daß durch die Verstimmung der Meßbrückenschaltung ein Stromfluß durch ein Relais 16 bewirkt wird, welches einen Sortiervorgang auslöst.
• In F i g. 2 wird dargestellt, wie zwei von einer Lichtquelle 30 ausgehende Strahlenfächer durch zwei Linsen 31, 32 zu Strahlenbündel mit parallel verlaufenden Strahlen umgeformt und von zwei Spiegeln 33, 34 in Richtung auf zwei Werkstücke 35, 36 reflektiert werden. Zwei Parabolspiegel 46, 47 lenken die von den Werkstücken 35, 36 reflektierten Strahlenbündel 37, 38 in Form von Strahlenfächern derart auf eine Lochscheibe 39, daß sie schräg, jedoch unter gleichem Winkel dort auftreffen und ihren Schnittpunkt 40 in Höhe der Lochscheibe 39 haben. Erst jetzt werden die Taststrahlen 41, 42 durch die sich drehende Lochscheibe 39 mit spiralig angeordneten Löchern 43 selektiert und treffen dann alle in einem Punkt auf die Fotozellen 44, 45, welche wiederum mit einer bekannten, nicht weiter dargestellten Brückenschaltung zusammenwirken und bei Abweichungen des Prüflings 36 vom Normal 35 einen Sortiervorgang auslösen.
• In Fig.3 ist ein Selektor als Lochscheibe 50 mit spiralig angeordneten Löchern 51 dargestellt, wie sie in der erfindungsgemäßen fotoelektrischen Vergleichseinrichtung eingesetzt wird. Die Steigung der eingängigen Spirale, auf der die Löcher 51 angeordnet sind, stellt eine insgesamt mögliche Abtastbreite 52 dieser Lochscheibe 40 dar.
• Die Darstellung in Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Taststrahlen 60, 61 durch einen Selektor in Form eines zylinderförmigen, sich drehenden Körpers 62 selektiert werden, welcher auf seinem Umfang spiralig angeordnete Selektionsspiegel 63 aufweist.
• Der Schnitts durch Fig.4 wird in Fig. 5 dargestellt und zeigt in einer anderen Ansicht, wie der Taststrahl 61 durch den Spiegel 64 auf den sich drehenden zylinderförmigen Körper 62 gelenkt, von den auf seinem Umfang spiralig angeordneten Selektionsspiegeln 63 selektiert wird und weiter durch die Sammellinse 65 auf die Fotozelle 66 fällt. Der übrige Aufbau entspricht in seinen wesentlichen Zügen den in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Vorrichtungen.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Foto elektrische Vergleichs einrichtung, welche mit Hilfe zweier von einer Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen ein zu prüfendes Teil mit einem Normalteil vergleicht, indem die von beiden Teilen reflektierte Lichtmenge durch fotoelektrisch wirksame Elemente gemessen und die Ergebnisse mittels einer zugeordneten Auswerteschaltung elektrisch verglichen werden, da -durch gekennzeichnet, daß im Strahlengang der beiden sich kreuzenden Strahlenbündel ein beweglicher Selektor (10) so angeordnet ist, daß die Strahlenbündel im Kreuzungspunkt und unter gleichem Winkel auf den Selektor auftreffen, und daß der Selektor spiralig angeordnete Löcher (11, 43, 51) oder Spiegelflächen (63) aufweist, so daß bei der Selektorbewegung die Oberflächen der beiden zu vergleichenden Teile (7, 8) von den Taststrahlen punktförmig zeilenweise fortschreitend überstrichen werden.
2. 2. Fotoelektrische Vergleichs einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß optische Mittel (5,6) vorgesehen sind, die die von einer Lichtquelle (1) ausgehenden Strahlen in zwei parallele Strahlenbündel (3,4) umformen, deren Achsen sich schneiden.
3. 3. Fotoelektrische Vergleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektor eine rotierende Lochscheibe (10) mit spiralig angeordneten Löchern (11) zwischen der Lichtquelle (1) und den zu vergleichenden Teilen (7, 8)vorgesehen ist.
4. 4. Fotoelektrische Vergleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotierende Lochscheibe (39) mit spiralig angeordneten Löchern (43) als Selektor zwischen den fotoelektrisch wirksamen Elementen (44, 45) und den zu vergleichenden Teilen (33, 36) vorgesehen ist.
5. 5. Foto elektrische Vergleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektor eine matt-schwarze Scheibe mit spiralig angeordneten Spiegelflächen vorgesehen ist.
6. 6. Foto elektrische Vergleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektor ein matt-schwarzer zylinderförmiger Körper (62) mit auf seiner Mantelfläche spiralig angeordneten Spiegelflächen (63) vorgesehen ist.

   Gegenstand der Erfindung ist eine fotoelektrische Vergleichseinrichtung, welche mit Hilfe zweier von einer Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen ein zu prüfendes Teil mit einem Normalteil vergleicht, indem die von beiden Teilen reflektierte Lichtmenge durch fotoelektrisch wirksame Elemente gemessen und die Ergebnisse mittels einer zugeordneten Auswerteschaltung elektrisch verglichen werden.

   In der Massenfertigung ist es notwendig, daß auch in großen Mengen hergestellte Teile kontrolliert werden. Diese Kontrolle bezieht sich meistens auf Maßhaltigkeit, oft jedoch auch nur auf Form, Oberfläche oder Farbe; So werden z. B, Stanzteile a-uf Vorhandensein von Bohrungen kontrolliert, oder andere Gegenstände auf Vorhandensein einer Bedruckung. In anderen Fällen werden Teilkombinationen kontrolliert oder auch die gleichmäßige Sauberkeit von Waren. Auch wird die Gleichheit oder Ungleichheit der Lage von Teilen festgestellt, wie z. B. bei Sortiervorgängen. Dieses sind optische Arbeiten, die häufig mit Hilfe der Augen ausgeführt werden. Um jedoch Fehler infolge Augenermüdung zu vermeiden und die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen, werden dafür automatisch arbeitende Vergleichseinrichtungen eingesetzt.

   Bekannt ist eine solche Einrichtung, die als lichtelektrische Sortiervorrichtung ein Merkmal eines zu prüfenden Gegenstandes mit einem Normal vergleicht. Durch eine rotierende Lochscheibe treffen zwei Lichtstrahlen punktförmig im Gegentakt auf die zwei Gegenstände, werden reflektiert und gelangen dann zu einer Fotozelle. Entsprechend der Gleichheit oder Ungleichheit der Merkmale und damit der reflektierten Lichtintensität, mit der die Fotozelle beaufschlagt wird, löst sie über eine elektrische Auswerteschaltung einen Sortiervorgang aus oder nicht.

   In einer anderen ebenfalls bekannten lichtelektrischen Steuer- oder Sortiereinrichtung wird nur ein Prüfling in bezug auf Vorhandensein besonderer Merkmale abgetastet, indem ein Prüflichtstrahl durch eine Lochblende mit den Teilemerkmalen angepaßten Löchern in einem bestimmten Takt auf das Teil fällt und zur Fotozelle reflektiert wird. Ein zweiter für die Vergleichsmessung notwendiger ~ ~ tichfstYähF fällt durch die gleiche Lochblende auf die Fotozelle, jedoch im Gegentakt. Beide Strahlenbündel werden durch Graukeile aufeinander abgestimmt, so daß sie bei Vorhandensein eines Teilemerkmales mit gleicher Lichtintensität nacheinander auf die Fotozelle einwirken. Ein dritter Lichtstrahl bestimmt über eine zweite Fotozelle und eine zugeordnete Lochscheibe den Arbeitstakt der Steuereinrichtung.

   Es ist auch eine lichtelektrische Steuer- und Sortiereinrichtung bekanntgeworden, bei der mit Hilfe eines optisch-mechanischen Zerlegers eine Fotozelle über Prüfling und Normalstück abwechselnd belichtet wird: Die hierbei an der Fotozelle entstehende Wechsellichtkomponente durch unterschiedliche Lichtintensität infolge Abweichung der Probe vom Normal bewirkt über ein Steuergerät die Auslösung eines Sortiermechanismus. Ein znsätzlicher Lichtstrom einer zweiten Lichtquelle wird dem vom Normal bzw. dem vom Prüfling ausgehenden Lichtstrom überlagert, indem diese zweite Lichtquelle im Takt des Arbeitsspieles entsprechend ein- und àusgeschaltetw rd.~~ Bei allen in vorhergehenden aufgezählten Sortiereinrichtungen ist nur eine Abtastung möglich, bei der gleichzeitig entweder der gesamte Prüfling oder nur eine größere TeilfIäche davon erfaßt wird. Die Abtastung von kleinen Einzelheiten-ist- nicht möglich, denn nur die Summe der gesamten Lichtreflexion wirkt auf die Fotozelle. Kleine punktförmige Abweichungen mit eventuell entgegengesetzter Wirkung heben sich auf und haben keinen Einfluß auf das Vergleichsergebnis mit dem Normal.