DE2258158B2

DE2258158B2 - Schaltungsanordnung für einen Detektor zum Feststellen von Fehlern in einer bewegten Materialbahn

Info

Publication number: DE2258158B2
Application number: DE2258158A
Authority: DE
Inventors: Graham Morley Edinburgh Schottland Clarke (Ver. Koenigreich)
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1972-11-28
Publication date: 1980-10-23
Also published as: FR2163148A5; US3803474A; DE2258158C3; GB1366369A; DE2258158A1

Description

κι

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Detektor zum Feststellen von Fehlern in einer bewegten Materialbahn, die von einem wiederholt quer zu ihrer Bewegungsrichtung über sie geführten Strahl abgetastet wird, der von einer Strahlungsquelle für eine optische Strahlung ausgeht, ferner mit einer Einrichtung zum Aufnehmen und Sammeln der von der Materialbahn reflektierten oder durchgelassenen Strahlung und einer daran angeschlossenen Fehlerfeststelleinrichtung, die abhängig von einer Änderung dieser Strahlung ein Fehlersignal abgibt, mit einer fotoelektrischen Meßeinrichtung, die in einem vorgegebenen Punkt derart angeordnet und ausgebildet ist, daß sie bei jeder wiederholten Abtastbewe^ung des Strahles vor Beginn des Auftreffens des Abtaststrahles auf die Materialbahn von dem Abtaststrahl beaufschlagt wird und ein Zeit-Bezugssignal erzeugt, and mit einem Schaltungsteil, das die Fehlerfcststelleinrichtung in Betrieb setzt, sobald der Abtaststrahl auf eine vorbekannte Diskontinuität der Materialbahn, insbesondere deren Rand, trifft.

Aus der DE-AS 1 !54(SSe ist eine Schaltungsanordnung zum Aotasten und Prüfen von bewegten Materialbahnen bekannt, bei der ein Lichtstrahl über die auf Fehler zu untersuchende Bahn bewegt und von dort auf eine fotoelcktrischc Empfangseinrichtung, die eine Auswerteeinrichtung für die Fehlersignale aufweist, reflektiert wird, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Fehlersignalübertragung zu sperren, wenn der Strahl eine Abtastung beendet und diese Sperrung aufzuheben, wenn der Strahl die Abtastung wieder beginnt.

Um nun Impulse, die beim Übergang von der Bahnuntcrlage auf die abzutastende Bahn, bzw. umgekehrt, entstehen, schnell zum Abklingen zu bringen, damit diese, von den Bahnrändern erzeugten Impulse nicht als Fehler angesehen werden, sind Schaltmittel vorgesehen, die in der Sperrphase eine stärkere Differenzierung der Signale bewerkstelligen als in der Phase, in der die Schaltungsanordnung autnahmebereit ist.

Hierdurch wird erreicht, daß die Bahn praktisch bis an die ßahnränder heran abgetastet werden kann.

Es läßt sich nun in der Praxis nicht vermeiden, daß die abzutastende Bahn in Betrieb kleine Querbewegungen ausführt.

Die bekannte Schaltungsanordnung ermöglicht es nicht, derartige Querbewegungen, die Fehler der Materialbahn vortäuschen können, zu erfassen und bei ilcr Fehlerauswerlung zu berücksichtigen.

Aus der DE-AS 1 127 KW ist ebenfalls eine Vorrichtung zur laufenden Überwachung von Materialbahnen auf Fehler bekannt, bei der ein Lichtstrahl C]UC. über die Bahn von einem Rand zum andern ge

führt wird und die von dem auf der Bahn erzeugten Lichtfleck erzeugte Helligkeit auf eine fotoelektrische Einrichtung einwirkt. Dabei soll sichergestellt werden, daß von gleichartigen Fehlern auch gleichartige Signaie erzeugt werden, was durch Verwendung einer Klemmschaltung erreicht wird.

Das Problem einer Querbewegung der Bahn während des Betriebes ist in dieser vorbekannten Druckschrift nicht angesprochen und es sind daher auch keine Mittel zur Berücksichtigung von durch solche Querbewegungen der Materialbahn hervorgerufenen Fehler vorgesehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß Querbewegungen der Baim berücksichtigt werden und die Fehlerfeststellung durch solche Querbewegungen nicht verfälscht wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß

a) eine auf das Zeit-Bezugssignal ansprechende Einrichtung zur Erzeugung von Primärimpulsen vorhanden ist, die so aufgebaut ist, daß der Primärimpuls kurz vor dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Strahl den Rand der Maierialbahn erfaßt, und zu einem Zeitunkt nach dieser Erfassung endet,

b) die neben dem Rand der Materialbahn liegende Fläche deutlich von der Materialbahn unterschiedliche Reflexions- oder Durchlaßeigenschaften für den Strahl besitzt,

c) der Einrichtung zum Aufnehmen und Sammeln der von der Materialbahn und der danebenliegenden Fläche reflektierten oder durchgelassenen Strahlung ein Filter zum Entfernen jeglicher Gleichstromkomponenten nachgeschaltet ist und der die Fehlerfeststelleinrichtung in Betrieb setzende Schaltungsteil ein Glied mit UND-Funktion umfaßt, an dessen Eingänge der Primärimpuls und das Ausgangssignal des Filters dann, wenn es größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, gelegt werden.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird vermieden, daß durch die Querbewegung der Bahn Signale erzeugt werden, die als von Fehlern der Bahn verursachte Fehlersignale bewertet werden.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der

Fig. 1 schematisch eine Schaltungsanordnung und einen Fehlerdetektor zeigt.

Fig. 2a zeigt die Winkelstellung des Abtaststrahles in verschiedenen Zeitpunkten;

Fig. 2b zeigt Wellenformen von Signalen an verschiedenen Stellen der Schaltungsanordnung nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach Fig. 1;

Fig. 4a zeigt die Winkelstellung des Abtaststrahles in verschiedenen Zeitpunkten bei der Ausführungsform nach Fig. 3;

Fig. 4b zeigt Wellenformen von Signalen an verschiedenen Stellen der Schaltungsanordnung nach Fig. 3;

Fig. 5 zeigt eine modifizierte Ausführungsform einer Abtasteinrichtung;

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Teils der Schaltungsanordnung nach Fig. 3.

In Fig. 1 umfaßt cine Abtaststation 10 eine kontinuierliche Materialbahn 11 aus Papier, die kontinuierlich über eine Walze 12 in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene transportiert wird. Ein Fehlerdetektor umfaßt eine Abtaststufc 13, die über der Bahn 11, wo sie über die Walze 12 läuft, angeordnet ist und eine Strahlungsquelle 14 für eine optische Strahlung aufweist, ferner einen Spiegel 15 mit einer Vielzahl von Facetten und einen Fotodetektor 16. Die optische Strahlung der Strahlungsquelle 14 wird in Form eines Strahles ausgesandt, so daß nach der Reflexion an einer Facette des Spiegels 15 der Strahl konvergiert, um einen kleinen Bereich auf der Wai/.c 12 oder auf der Oberfläche der Bahn 11 zu beleuchten. Der Spiegel 15 ist um seine Achse drehbar, so daß der Lichtstrahl in Längsrichtung der Achse der Walze 12 und quer zu der bewegten Bahn 11 geführt wird. Der Strahl bewegt sich zwischen den gestrichelt dargestellten Grenzlinien 17 und 18. Die Oberfläche der Walze 12 ist entsprechend behandelt, um eine Reflexion des Lichtes zu vermeiden. Ist die Bahn nicht reflektierend, so wird die Walze reflektierend ausgebildet, so daß gleiche Signale aber mit entgegengesetzter Polarität erhalten werden.

In der Bahn des Strahles ist in einem geeigneten Punkt nahe des Beginnes der Abtastung eine Meßeinrichtung in Form einer Fotodiode 19 angeordnet, um ein Zeit-Bezugssignal für die nachfolgenden Schaltfunktionen zu erzeugen. Das Licht, das von der Walze 12 und von der Bahn 11 reflektiert worden ist, wird in dem Fotodetektor 16 aufgefangen, wobei die dabei erhaltenen Fehlersignale von diesem an eine allgemein mit 20 bezeichnete Schaltung gegeben werden. Der Ausgang der Fotodiode 19 wird an einen ersten Impulsgeber gelegt. Dieser enthält einen Verstärker 21 und einen Rechteckverstärker 22, wodurch ein Rechteckimpuls am Beginn jeder Abtastung erzeugt wird. Der Verstärker 22 erzeugt einen Impuls bekannter Amplitude. Die abfallende Flanke dieses Impulses triggert eine einstellbare Verzögerungsstufc 23, die hier in Form eines Impulsgenerators ausgebildet ist. Die Dauer des erzeugten Impulses wird in Übereinstimmung mit der annähernden Breite der Bahn 11 eingestellt, so daß er zu einem Zeitpunkt endigt, unmittelbar vor dem Zeitpunkt, in welchem zu erwarten ist, daß der Strahl den Rand der Bahn 11 erfaßt. Die abfallende Flanke dieses Verzögerungsimpulses triggert einen Impulsgenerator 24. Dieser Generator erzeugt einen Primärimpuls D vorgegebener Dauer, der bis zu einem Zeitpunkt dauert, in welchem der Strahl die Bahn 11 erfaßt haben muß, und zwar in jeder wahrscheinlich möglichen Position des Randes der Bahn. Dieser Primärimpuls D wird somit aufgrund des Zeit-Bezugssignals erzeugt, wobei die einstellbare Verzögerungsstufe 23 die Position dieses Impulses bezüglich der Abtastung variiert, um eine Anpassung an unterschiedliche Bahnbreiten zu erreichen.

Die Fehlerzählung beginnt, wenn der Rand der Bahn 11 während des Vorhandenseins des Primärimpulses D aufgefunden wird, so daß die Fehler gezahlt werden, nachdem der Rand der Bahn erfaßt worden ist. Der Ausgang des Fotodetektors 16 wird an ein Hoch-Paß-Filter 25 gelegt, um jegliche Gleichstromkomponente des Signals zu entfernen und danach an einen Komparator 26. Die plötzliche Änderung der reflektierten Lichtmenge beim Auftreffen des Strahles auf die Bahn 11 führt zu einem starken Eingangssignal

und der Komparator-Ausgang ist abhängig von dem Eingangssignal, das über dem Schwellwert liegt, der gewählt wurde, um andere Impulse als den starken »Randimpuls« auszuschließen. Der Ausgang des !Comparators 26 wird an eine Ringschaltung 27 gelegt, die einen bistabilen Kreis 27' enthält, die einen normalerweise positiven Ausgang liefert, der auf Null oder auf einen negativen Wert reduziert wird, wenn ein positives Eingangssignal angelegt wird. Die Änderung des Ausgangs wird um eine sehr kleine Zeitperiode, beispielsweise 20 Nano-Sekunden nach dem Anlegen des Eingangs verzögert. Die Ringschaltung 27 ist eine Schaltung, bei der das Ausgangssignal das ursprüngliche Eingangssignal enthält, das über eine kurze Zeitperiode nach dem Anlegen des Eingangssignal existiert. Der Ausgang wird an die Eingänge eines UND-Gliedes 28, das drei Eingänge aufweist, gelegt. Das heißt, unabhängig von dem Zustand des nachfolgenden Ausgangs des Komparators 26 erfolgt der effektive Eingang zum UND-Glied 28 von der Ringschaltung 27 nur 20 Nano-Sckunden nach Beginn des Signals. Der dritte Eingang des UND-Gliedes 28 ist der Primärimpuls D vom Impulsgenerator 24. Der Ausgang des UND-Gliedes 28 ist daher nur ein positiver Impuls von 20 Nanosekunden Dauer, wenn das Bild des Strahles den Rand der Bahn 11 während der Periode des Primärimpulses D überkreuzt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 28 wird über ein wahlweise betätigbares Verzögerungsglied 29 an einen Impulsgenerator 30 gelegt. Dieser erzeugt beim Empfang des Impulses von dem UND-Glied einen Impuls mit einer Dauer, die gleich der Zeit ist, die der Bildpunkt des Strahles benötigt, um die bekannte Breite der Bahn 11 zu überqueren. Die Ringschaltung 27. das UND-Glied 28, das Verzögerungsglied 29 und der Impulsgenerator 30 enthalten Zeitgebereinrichtungen. Der Impuls von dem Impulsgenerator 30 steuert eine Fehlerfcststelleinrichtung in Form eines Zählers 31 derart, daß dieser nur arbeitet, solange der Impuls anliegt. Fehlersignale werden direkt vom Ausgang des Filters 25 zum Eingang des Zählers 31 geführt. Die Verwendung des Verzögerungsgliedes 29 und die Verknüpfung der einzelnen Schaltoperationen werden anhand der Fig. 2a und 2b erläutert.

In Fig. 2a zeigen die Linien 32 die Positionen des Strahles in den Zeiten i„bis /₇ an, während in Fig. 2b die Wellenformen A bis H von Signalen gezeigt sind, die an den in Fi g. 1 mit A bis H bezeichneten Punkten in den entsprechenden Zeiten auftreten.

Die Wellenformen des Ausgangssignals des Fotodctcktors 16 ist in Fig. 2b bei A für eine komplette Abtastung gezeigt. Die Wellenform ist charakterisiert durch eine Stufe für jeden Rand der Bahn 11. Die Wellenform B zeigt die Form des Signals nach dem Durchgang durch das Filter 25, in welchem die Stufe an jedem Rand durch einen Nadelimpuls mit größerer Amplitude ersetzt worden ist als diejenige der dazwischenliegenden Fehlerimpulse. Der Komparator 26 läßt nur Punkte des Signals über dem Schwellwert durch, der in der Wellenform B mit 26' angegeben ist.

Der Strahl beginnt seine Abtastung im Zeitpunkt t„. Im Zeitpunkt ii überquert der Strahl die Fotodiode 19, die die Verzögerungsstufe 23 betätigt, um den Verzögerungsimpuls zu erzeugen, der in der Wellenform C in Fig. 2b mit 23' bezeichnet ist. Am Ende der Verzögerungsperiode im Zeitpunkt I₂ fällt der Verzögerungsimpuls 23' auf Null ab, und der Impuls-

7 8

generator 24 wird getriggert und erzeugt einen positi- Der Strahl beginnt mit der Abtastung im Zeitpunkt

ven Ausgangsimpuls 24' über eine vorgegebene Pe- I_n und er überquert die Fotodiode 19 im Zeitpunkt

riode, die bis zum Zeitpunkt /₅ dauert, wie die ii, wobei in diesem Zeitpunkt die Verzögerungsstufe

Wellenform D zeigt. Der Ausganggeht dann über den 23 getriggert wird und den Impuls 23' erzeugt, wie

Rest der Abtastung auf Null zurück. s die Wellenform / zeigt. Die Dauer dieses Impulses

Der Strahl erfaßt die Bahn 11 im Zeitpunkt t_} zwi- ist einstellbar, er endigt jedoch bei der beschriebenen sehen t₂ und i₅. Der Ausgang des bistabilen Kreises Ausführungsform im Zeitpunkt t₂. Der vor dem 27' ist in der Wellenform E dargestellt, und er fällt Randimpuls liegende sekundäre Impuls 33' in der im Zeitpunkt f₄ auf Null kurz nachdem der Fehlerim- Wellenform J wird im Zeitpunkt f₂ getriggert und puls, der den Rand der Bahn 11 anzeigt, aufgetreten κι dauert bis zum Zeitpunkt /₃. Im Zeitunkt i₃ wird der ist. Die Wellenformen B, D und E werden in dem Randimpuls, das ist der primäre Impuls D in der WeI-UND-Glied 28 zusammengefaßt, das den Ausgangs- lenform K, erzeugt, der bis zum Zeitpunkt r₅ dauert, impuls 28' der Wellenform F erzeugt. Wenn nun der Im Zeitpunkt i₅ wird der nach dem Randimpuls He-Zähler 31 aufgrund des Impulses 28' der Wellen- gende sekundäre Impuls 35' in der Wellenform L erform F erregt worden wäre, so würde die abfallende 15 zeugt, der bis zum Zeitpunkt i₆ dauert.
Flanke des Randimpulses unter den Schweiiwert 26^; Normalerweise ist die Bahn so positioniert, daß der als Fehler gezählt werden. Der Ausgang des UND- Strahl das Band 11 im Zeitpunkt /₄ zwischen den Zeit-Gliedes wird daher in dem Verzögerungsglied 29 bis punkten /₃ und t₅ erfaßt, solange der Randimpuls vorzu einem Zeitpunkt u verzögert, in welchem der handen ist. Der Strahl verläßt die Bahn im Zeitpunkt Randimpuls der Wellenform B auf einen niedrigen 20 I₁ und die Abtastung endigt im Zeitpunkt f₈.
Wert abgefallen ist, und er wird dann als Impuls 29', Die Wellenform M zeigt das Signal nach dem Filter den die Wellenform G zeigt, an den Impulsgenerator und den Schwellwert 26', oberhalb welchem der 30 gelegt. Der Generator erzeugt einen Ausgangsim- Komparator 26 einen Ausgang abgibt. Die Wellenpuls, wie die Wellenform H zeigt, dessen Dauer gleich form N stellt den Ausgang des bistabilen Kreises 27' der Zeit ist, die der Strahl benötigt, um die bekannte 25 dar. Die Signale der Wellenformen L, M und N wer-Breite der Bahn 11 zu überqueren und der bis zum den an das UND-Glied 37 gelegt, das einen kurzen Zeitpunkt f₆ dauert. Die Abtastung endet im Zeit- Ausgangsimpuls 37' in der Wellenform O erzeugt, punkt h. Nach einer Verzögerung wird der Impuls benutzt zum

In Fig. 3 ist eine modifizierte Ausführungsform der Triggern des Impulsgenerators 30, der den in der WeI-Schaltung nach Fig. 1 dargestellt. Die Fotodiode 19 30 lenform P gezeigten Impuls erzeugt,
gibt wiederum ein Zeit-Bezugssignal, das verstärkt Die UND-Glieder 36 und 38 haben keine Eingänge und in Form eines Rechteckimpulses an die einstell- von den Impulsgeneratoren 33 und 35 zwischen dem bare Verzögerungsstufe 23 gelegt wird, die einen Zeitpunkt f₃ und dem Zeitunkt f₅ und liefern daher Rechteckimpuls einstellbarer Dauer erzeugt. Die ab- keinen Ausgang. Wenn jedoch die Bahn 11 aus ihrer fallende Flanke des Verzögerungsimpulses triggert ei- 35 normalen Position, beispielsweise nach links in nen ersten Impulsgenerator 33, der einen sekundären Fig. 4a, verschoben ist, so daß der Strahl den Rand Impuls erzeugt, d. h. einen Impuls, der endigt, ehe der Bahn in einem Zeitpunkt zwischen t₂ und r₃ überder Strahl die Bahn erfaßt. Die abfallende Flanke die- kreuzt, so liefert das UND-Glied 37 keinen Ausgang, ses Impulses triggert einen weiteren Impulsgenerator am Ausgang des UND-Gliedes 36 wird jedoch ein 34, der den primären Impulsgenerator darstellt und 40 Impuls erzeugt. Die Servo-Schaltung 40 wird dadurch der einen kürzeren Randimpuls erzeugt, der dem Pri- in Tätigkeit gesetzt und bewegt die Bahn nach rechts, märimpuls D der oben beschriebenen Ausführungs- so daß bei der nächsten Abtastung der Rand der Bahn form äquivalent ist, und der erzeugt wird, wenn der 11 erfaßt wird, solange der Randimpuls, das ist der Strahl den Rand der Bahn 11 überquert. Ein zweiter primäre Impuls D, anliegt. Es wird somit keine Feh-Impulsgenerator 35 erzeugt einen weiteren Sekunda- 45 lerzählung vorgenommen, wenn das Band 11 nicht in ren Impuls, und zwar nach der Überquerung des Ran- der richtigen Position ist.

des, mit gleicher Dauer wie der erste sekundäre Im- Wenn das Band in Fig. 4a sich nach rechts bewegt

puls, wobei der Impulsgenerator 35 durch die hat, dann wird der Rand während des Impulses 35',

abfallende Flanke des Randimpulses, d. h. des primä- d. h. zwischen den Zeitpunkten J₅ und i₆ erfaßt. Auch

ren Impulses D getriggert wird. Der Ausgang der Im- 50 hier ist am UND-Glied 37 kein Ausgang vorhanden,

pulsgeneratoren 33,34 und 35 wird an eine Schaltein- während das UND-Glied 38 einen Impuls an die

richtung gelegt und insbesondere entsprechend an Servo-Schaltung 41 gibt, wodurch die Bahn 11 nach

einen Eingang von UND-Gliedern 36,37 und 38. Die links bewegt wird.

anderen Eingänge sind für diese Glieder gemeinsam Bei der alternativen Anordnung nach Fig. 6 sind und enthalten den Ausgang der Ringschaltung 27. Der 55 die Impulsgeneratoren 33 und 35 durch Taktimpuls-Ausgang des UND-Gliedes 37 wird über einen Schal- Generatoren 42 und 43 ersetzt worden, von denen ter 39 an das Verzögerungsglied 29, den Impulsgene- jeder eine vorgegebene Anzahl von Taktimpulsen abrator 30 und den Zähler 31 gelegt. Der Schalter 39 geben kann.

ist ein Doppel-Pol-Schalter mit drei Stellungen und Ein Fehlersignal, das stärker ist als das durch den

er ist normalerweise in der Mittelstellung 1. Die Aus- eo Komparator eingestellte Niveau, wird zum Triggern

gänge der UND-Glieder 36 und 37 werden entspre- einer Tor-Schaltung benutzt, die einen Impulsgenera-

chend an eine Servo-Schaltung 40 und 41 gelegt. tor 44 enthält. Dieser erzeugt einen Impuls, der sich

Die Arbeitsweise der Schaltung wird anhand der über eine Zeitspanne erstreckt, die die Summe der

Fig. 4a und 4b beschrieben. Fig. 4a entspricht der Perioden übersteigt, in denen die Taktimpuls-Gene-

Fig. 2a und sie zeigt die Strahlpositionen in den Zeit- 65 ratoren 32 und 43 Impulse abgeben und er wird an

punkten I₀ bis f₈ einer Abtastung, während Fig. 4b einen Eingang je eines Tores 45 und 46 gelegt,

die Wellenformen der Signale in den Punkten / bis Die Taktimpulse werden an die Tore 45 und 46

P von Fig. 3 zeigt. gelegt, die Ausgänge haben, die mit monostabilen

ί 9 10

Kreisen 47 und 48 entsprechend verbunden sind, so nerhalb des *Musterimpulses« erfaßt wird. Das

\\ daß ein Impulszug von jedem der Tore in dem zu- UND-Glied 37 und der Zähler 31 können beibehalten

j| geordneten monostabilen Kreis einen effektiven und zur Überwachung der Stabilität der Bahnposition

R Gleichstromausgang über die Dauer des Impulszuges benutzt werden, z. B. indem sie zählen, wie oft das

:: erzeugt. 5 Muster innerhalb des »Musterimpulses« erfaßt wird.

;.. Im Betrieb wird beim Überqueren der Fotodiode Wenn eine solche Zählung nicht erforderlich ist, wird

; 19durchdenStrahl(inFig. 5 nicht gezeigt) ein Impuls der Schalter 39 in die Position 2 gebracht, um den

ausgelöst, der verzögert wird bis zu einem Zeitpunkt, Zähler 31 und den Impulsgenerator 30 zu trennen,

kurz ehe der Strahl voraussichtlich die abzutastende Die oben beschriebene Rand-Einstellung arbeitet

Ii Bahn 11 erfaßt. Der verzögerte Impuls triggert den io mit der vorderen Kante des Signals des Fotodetektors

u Taktimpulsgenerator 42, der einen Impulszug erzeugt, 16, jedoch nicht mit der hinteren Kante, da eine kon-

fl bis zu dem Zeitpunkt, an dem erwartet werden kann, stante Breite der Bahn angenommen wird. Eine Ver-

i| daß der Strahl die Bahn 11 erfaßt, worauf der Taktim- änderung der Breite der Bahn kann zu Fehlern führen,

k puls-Generator 43 einen Impulszug gleicher Dauer die von außerhalb der Bahn festgestellt werden, wenn

ρ erzeugt. is die letztere schmaler wird, oder es werden in der Nähe

j| Der Impulszug des Taktimpulsgenerators 42 wird, des Randes vorhandene Fehler nicht erfaßt, wenn die

|i wie oben erwähnt, an das Tor 45 gelegt. Wenn wäh- Bahn breiter wird.

rend der Periode der Erzeugung der Impulse der Rand Der andere Rand der Bahn, das ist in Fig. 1 der der abzutastenden Bahn erfaßt wird, dann triggert der rechte Rand, kann in ähnlicher Weise erfaßt werden, Ausgang des Komparators 26 den Impulsgenerator, 2u wie für den linken Rand der Bahn in Verbindung mit der einen Ausgangsimpuls erzeugt, um das Tor 45 zu den Fig. 1 und 3 beschrieben wurde. Eine nicht-geöffnen. Dies erlaubt einen Durchgang des Impulszu- zeigte Fotodiode, die der Fotodiode 19 entspricht, ges zu dem monostabilen Kreis 47 und die Erzeugung wird hierzu in der Bahn des Strahles an einer Stelle eines Gleichstrom-Ausgangssignals, das direkt als in der Nähe des Endes der Abtastung angeordnet und Steuersignal für die Servo-Schaltung 40,41 verwendet 25 dazu benutzt, einen Verzögerungsimpuls zu triggern, wird, um die Bahn in Richtung der Abtastung zu be- der bis zu einem Zeitpunkt dauert, unmittelbar ehe wegen. Das Signal dauert an, bis der Impulszug endigt, der rechte Rand der Bahn in der nachfolgenden Abtad. h., wenn der Rand der Bahn 11 in der gewünschten, stung erreicht wird. In der Nähe dieses rechten Randes erwarteten Position ist. der Bahn wird dann ein Randimpuls erzeugt, wobei Der Taktimpulsgenerator 43 erzeugt einen Impuls- 3« der zugehörige, nicht-gezeigte Schaltkreis auf das zug unmittelbar nachdem der Impulszug vom Taktim- Auftreten eines starken negativ gehenden Signals an pulsgenerator 42 beendigt ist, und die Impulse werden diesem Rand anspricht, um den Zähler 31 anzuhalten, zum Tor 46 geführt. Dieses Tor ist normalerweise of- Am Ende dieser Abtastung wird ein neuer Verzögeren, ein Durchgang wird jedoch durch das Ausgangs- rungsimpuls getriggert.

signal des Impulsgenerators 44 gesperrt. Wenn somit 35 Alternativ kann aber auch für jeden Rand der Bahn

der Rand der Bahn 11 erfaßt.wird, ehe er seine kor- ein Rand-Abtast-Detektor vorgesehen werden, durch

rekte Position hat, erreicht keiner der Taktimpulse den Bandpositions-Signale abgegeben werden, die

vom Taktimpulsgenerator 43 den monostabilen Kreis auch zur Messung der Breite der Bahn verwendet

48. Wenn der Rand nicht erfaßt wird, erreichen die werden können.

Taktimpulse den monostabilen Kreis 48, und es wird 40 In Fig. 5 sind zwei Abtaststationen 10 mit je einem ein Gleichstromsignal erzeugt zur Korrektur der Posi- Spiegel 15 vorgesehen, die in einem bekannten gction der Bahn 11. Durch dieses Signal wird die abzuta- nauen Abstand nahe bei jedem Rand der Bahn 11 stende Bahn in entgegengesetzter Richtung zum Ab- angeordnet sein können. Die Dauer der verschiedetaststrahl bewegt, bis der Rand erfaßt wird, wenn der nen Impulse der Schaltung wird entsprechend der Po-Impulsgenerator 44 einen Ausgang erzeugt und die 45 sition des Spiegels in der Abtastung moduliert, so daß Bildung des Servo-Signals verhindert. Der Randim- die Position des Bildes, wenn es festgestellt bzw. aufpuls ist damit, soweit die Positionierung der Bahn be- genommen wird, direkt auf die Drehstellung des retroffen ist, nicht mehr wesentlich, er ist jedoch noch flektierenden Spiegels bezogen werden kann. Hierzur Steuerung des Beginns der Fehlerzählung ver- durch und durch die Trennung der beiden Spiegel, wendbar und er kann so kurz wie gewünscht gehalten so kann die exakte Breite der Bahn für diese betreffende werden. Abtastung gefunden werden.

Das beschriebene Positioniersystem kann auch zur Die Fehlerauffindung kann gleichzeitig durchge-

Positionierung einer Bahn bezüglich eines Musters auf führt werden, und die Fehler können in definierten

der Bahn verwendet werden, beispielsweise wenn eine Bereichen nahe der Bahnränder gezählt werden.

Bahn parallel zu einem solchen Muster getrennt wer- 55 Wenn festgestellt wird, daß die meisten der Fehler

den soll. in Bereichen nahe bei einem oder bei beiden Rändern

Um die Schaltung nach Fig. 3 für eine solche Ver- auftreten, so kann die Bahn längs von einem oder von

wendung anzupassen, wird der Schalter 39 in der Posi- beiden Rändern in solchem Maße beschnitten wer-

tion 1 gehalten. Die Verzögerung durch die Verzöge- den oder abgetrennt werden, daß das Auftreten der

rungsstufe 23 wird so weit über die Bahn ausgedehnt, an Fehler innerhalb einer zulässigen Grenze gebracht

daß der vor dem Rand liegende Impuls der vor dem wird.

Muster liegende Impuls wird, der Randimpuls, d. h. Die vorbeschriebenen Schaltungen und Vorrich-

der primäre Impuls wird der Musterimpuls, und der tungen können mit geeigneten Änderungen hinsicht-

nach dem Rand liegende Impuls wird der nach dem lieh der Polarität des gemessenen Signals auch für das

Muster liegende Impuls. Die Arbeitsweise läuft wie 65 Auffinden von Fehlern verwendet weiden, wenn der

vorstehend beschrieben ab, wobei jedesmal eine Kor- Strahl durch eine teilweise transparente Bahn hin-

rektur durchgeführt wird, wenn das Muster nicht in- durchtritt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für einen Detektor zum Feststellen von Fehlern in einer bewegten Materialbahn, die von einem wiederholt quer zu ihrer Bewegungsrichtung über sie geführten Strahl abgetastet wird, der von einer Strahlungsquelle für eine optische Strahlung ausgeht, ferner mit einer Einrichtung zum Aufnehmen und Sammeln der in von der Materialbahn reflektierten oder durchgelassenen Strahlung und einer daran angeschlossenen Fehlerfeststelleinrichtung, die abhängig von einer Änderung dieser Strahlung ein Fehlersignal abgibt, mit einer fotoelektrischen Meßeinrichtung, is die in einem vorgegebenen Punkt deiart angeordnet und ausgebildet ist, daß sie bei jeder ',viederholten Abtastbewegung des Strahles vor Beginn des Auftreffens des Abtaststrahles auf die Materialbahn von dem Abtaststrahl beaufschlagt wird und ein Zeit-Bezugssignal erzeugt, und mit einem Schaltungsteil, das die Fehlerfeststelleinrichtung in Betrieb setzt, sobald der Abtaststrahl auf eine vorbekannte Diskontinuität der Materialbahn, insbesondere deren Rand, trifft, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine auf das Zeit-Bezugssignal ansprechende Einrichtung (21-24) zur Erzeugung von Primärimpulsen (D) vorhanden ist, die so aufgebaut ist, daß der Primärimpuls (D) kurz vor dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Strahl den Rand der Materialbahn (11) erfaßt, und zu einem Zeitpunkt nach dieser Erfassung endet,

b) die neben dem Rand der Materialbahn (11) liegende Fläche deutlich von der Materialbahn (11) unterschiedliche Reflexions- oder Durchlaßeigenschaften für den Strahl besitzt,

c) der Einrichtung (16) zum Aufnehmen und Sammeln der von der Materialbahn und der danebenlicgenden Fläche reflektierten oder durchgelassenen Strahlung ein Filter (25) zum Entfernen jeglicher Gleichstromkomponenten nachgeschaltet ist und der die Fehlerfeststelleinrichtung (31) in Betrieb setzende Schaltungsteil ein Glied (28) mit UND-Funktion umfaßt, an dessen Eingänge der Primärimpuls (D) und das Ausgangssignal des Filters (25) dann, wenn es größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, gelegt werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrische Meßeinrichtung eine Fotodiode ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerfeststelleinrichtung ein Zähler (31) ist, der von einem Impulsgenerator (30) gesteuert wird, der durch das UND-Glied (28) setriggert wird, um über eine vorgegebene Zeitspanne einen Ausgang zu crzcu- mi gen.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Filter (25) mit nachgeschaltetcm Komparator (26) und dem Eingang des UND-Gliedes μ (28) eine Ringschaltung (27) zwischcngeschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem UND-Glied (28) und dem Impulsgenerator (30) ein Verzögerungsglied (29) geschaltet ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (33, 35), die auf das Zeit-Bezugssignal anspricht und eine Mehrzahl von Sekundärimpulsen erzeugt, wenigstens einen unmittelbar vor und wenigstens einen unmittelbar nach dem Primärimpuls, eine Schalteinrichtung (36,37, 38), die auf die Ausgangssignale des Filters (25) anspricht, die größer sind als der vorgegebene Schwellwert während des Vorhandenseins eines Sekundärimpulses, um ein Servosignal zu erzeugen, und durch eine Servo-Schaltung (40, 41), die auf das Servosignal anspricht, um die abzutastende Materialbahn (11) im wesentlichen parallel zu der Linie der Abtastung zu verschieben, bis das erste, den vorgegebenen Schwellwert übersteigende Filter-Ausgangssignal während des Vorhandenseins des Primärimpulses empfangen wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (33, 35) einen ersten Impulsgenerator (33) aufweist, der durch das Zeit-Bezugssignal getriggert wird, um einen Sekundärimpuls vorgegebener Dauer zu erzeugen, und um bei Beendigung dieses Sekundärimpulses den Impulsgenerator (34) einzuschalten, und daß diese Schalteinrichtung einen zweiten Impulsgenerator (35) aufweist, der durch die Beendigung des Primärimpulses des Impulsgenerators (34) getriggert wird, um einen weiteren Sekundärimpuls vorgegebener Dauer zu erzeugen.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (36, 37,38) UND-Glieder (36, 38) aufweist, daß ferner an diese UND-Glieder individuell die Sckundärimpulsc und an alle UND-Glieder (36, 38) das erste, den vorgegebenen Schwellwert übersteigende Filter-Ausgangssignal angelegt werden.

y. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung zur Erzeugung der Sekundärimpulse einen ersten Taktimpuls-Generator (42) aufweist, der durch das Zcit-Bczugssignal betätigbar ist, um eine vorgegebene Anzahl von Sekundärimpulsen zu erzeugen und um nach der Erzeugung des letzten Impulses den den Primärimpuls erzeugenden Impulsgenerator (34) einzuschalten, und daß diese Schalteinrichtung ferner einen zweiten Taktimpuls-Generator (43) aufweist, der durch die Beendigung des Primärimpulses einschaltbar ist, um eine vorgegebene Anzahl von weiteren Sekundärimpulsen zu erzeugen.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung zur Erzeugung der Sckundärimpulsc einen Impulsgenerator (44) aufweist, der auf das erste, den vorgegebenen Schwellwert übersteigende Filter-Ausgangssignal anspricht und ein Ausgangssignal vorgegebener Dauer erzeugt, daß ein erstes Tor (45) zwischen dem Taktimpulsgenerator (42) und der Servo-Schaltung (40, 41) geschaltet ist, das durch das Ausjiangssignal des Impulsgenerators (44) geöffnet wird, um das Servo-Signal zu der Servo-Schaltung durchzulassen, welches den Rest

der Sekundärimpulse vom Taktimpuls-Generator (42) enthält, und daß ein zweites Tor (46) zwischen dem Taktimpuls-Generator (43) und der Servo-Schaltung (40,41) geschaltet ist, das durch das Ausgangssignal des Impulsgenerators (44) gesperrt wird, um den Durchgang des Servo-Signals zu der Servo-Schaltung (40, 41) zu verhindern, welches den Rest der Sekundärimpulse vom TaktimpuIs-Generator (43) enthält.