DE2302645A1

DE2302645A1 - AUTOMATIC SURFACE INSPECTION DEVICE FOR MOVING DUTIES

Info

Publication number: DE2302645A1
Application number: DE19732302645
Authority: DE
Inventors: Akira Kaneko; Shigenori Kawamura; Itsuji Maeda; Takehiko Nishida; Jun Onoda; Takeo Seki; Yahiko Tamaki; Norio Yanagihashi
Original assignee: Hitachi Electronics Ltd; Hitachi Denshi KK; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Hitachi Electronics Ltd; Hitachi Denshi KK; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1973-01-19
Filing date: 1973-01-19
Publication date: 1974-08-15
Also published as: DE2302645B2

Description

Automatische Oberflächenprüfvorrichtung für sich bewegende Prüflinge Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung von Fehlern, wie beispielsweise Unregelmäßigkeiten, Rissen, Blasen, Rostbildungen und Veränderungen des Glanzes der Oberfläche von ebenen Prüflingen, wie Metallblechen, wie beispielsweise ein Eisenblech, ein Kupferblech, oder wie Papierblättern, bei deren Herstellung, und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Erfassung der Fehler mittels Veränderungen eines elektrischen Signals durch Abtastung der Oberflächen derartiger Gegenstände mit einem sich bewegenden Lichtpunkt und mittels Zusammenfassung des von diesen Oberflächen reflektierten Lichtes durch einen Lichtempfänger, der dieses Licht in ein entsprechendes elektrisches Signal umsetzt. Automatic surface testing device for moving test objects The present invention relates to a device for detecting errors, such as irregularities, cracks, bubbles, rust formations and changes the gloss of the surface of flat test objects, such as sheet metal, such as an iron sheet, a copper sheet, or like paper sheets, in their manufacture, and in particular to a device for detecting errors by means of changes an electrical signal by scanning the surfaces of such objects with a moving point of light and by combining the of these Surfaces reflected light through a light receiver that converts this light into a corresponding electrical signal.

Um die Qualität der fertig hergestellten Stahlbleche zu gewährleisten, ist es erforderlich, bei der letzten Herstellungsstufe jeden Fehler in der Oberfläche jedes Stahlbleches auszuschließen. In order to guarantee the quality of the finished steel sheets, it is necessary at the last manufacturing stage to find out any flaw in the surface exclude any steel sheet.

Gewöhnlich stellen ausgebildete Kontrollpersonen derartige Fehler mit unbewaffnetem Auge fest. In der Praxis hat dies jedoch die Nachteile, daß es unmöglich ist, konstante und gleichbleibende Ergebnisse bei der Prüfung wegen Unterschieden zwischen den einzelnen Kontrollpersonen und wegen sich ändernden Kontrollpersonen zu erhalten. Weiterhin ist auch eine lange Zeitdauer erforderlich, um eine erfahrene Kontrollperson auszubilden, da die Prüfung oder Überwachung oder Kontrolle eine große Erfahrung erfordert. Usually trained control persons make such errors stuck with the naked eye. In practice, however, this has the disadvantages that it it is impossible to get constant and consistent results when testing because of differences between the individual controls and because of changing controls to obtain. Furthermore, a long period of time is also required to become an experienced To train a control person as the test or monitoring or control a requires great experience.

Schließlich ist bei einer Überwachung mit dem unbewaffneten Auge auch die Betriebsgeschwindigkeit des Prüflings begrenzt.After all, when monitoring is done with the naked eye, too the operating speed of the device under test is limited.

Bei einer herkömmlichen Prüfvorrich.tung wird das zur Prüfung vorgesehene Licht an der Oberfläche eines ebenen Prüflings reflektiert. Das reflektierte Licht wird zu einem Lichtempfänger geleitet, wodurch möglicherweise in der Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings vorhandene Fehler mittels Veränderungen eines Stromes erfaßt werden. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Art der zu erfassenden Risse oder Fehler begrenzt ist und daß deren Ausdehnung größer wird. In the case of a conventional test device, the one provided for the test is used Light is reflected on the surface of a flat test object. The reflected light is directed to a light receiver, which may result in the surface of the moving, flat test specimen, existing defects by means of changes to a Current can be detected. However, this device has the disadvantage that the type of to be detected cracks or defects is limited and that their expansion is greater.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden, indem eine Vorrichtung zur leistungsfähigen und genauen Erfassung von Fehlern eines sich bewegenden, ebenen Prüflings angegeben wird, wobei der sich bewegende Prüfling in transversaler Richtung linear durch einen Lichtstrahl abgetastet wird, der parallel zur Bewegungsvorrichtung des ebenen Prüflings auf diesen auftrifft. Weiterhin sollen durch die Vorrichtung Fehler auf der Oberfläche eines ebenen, sich bewegenden Prüflings erfaßt werden, der sich ohne Veränderung seiner optischen Kennlinie in seiner Anordnung verändern kann. Weiterhin sollen mit der Vorrichtung alle Fehler auf der Oberfläche eines sich bewegenden, ebenen Prüfliflgs mit einer hohen Empfindlichkeit.unabhängig von den Arten derartiger Fehler oder von der Weise, in der der Prüfling fertig bearbeitet wird, erfaßt werden, indem nahezu das gesamte, unregelmäßig vom Prüfling reflektierte Licht empfangen wird. Schließlich soll es mit der Vorrichtung auch noch möglich sein, den Teil eines sich bewegenden, ebenen Prüflings festzulegen, auf dem derartige Fehler auftreten. It is therefore an object of the present invention to provide those described above Avoid disadvantages by using a device to the powerful and precise detection of defects of a moving, flat test object specified is, the moving test specimen in the transverse direction linearly through a Light beam is scanned, which is parallel to the movement device of the flat test object meets this. Furthermore, the device is intended to cause defects on the surface of a flat, moving test object can be detected, which moves without change its optical characteristic can change in its arrangement. Furthermore should with the device all defects on the surface of a moving, plane Test flights with a high sensitivity, regardless of the types of such errors or from the way in which the test specimen is finished, detected by almost all of the light that is irregularly reflected by the test object is received. Finally, with the device it should also be possible to use the part of a self set moving, flat test specimen on which such errors occur.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Oberflächenprüfvorrichtung; Fig. 2 eine Seitenansicht der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung; Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung; Fig. 4 eine Draufsicht auf die in der Fig. 3 dargestellte Prüfvorrichtung; Fig. 5 das Grundprinzip, mit dem die in der Fig. 4 dargestellte Vorrichtung arbeitet; Fig. 6 - 8 schematische Seitenansichten von verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; Fig. 9 eine schematische, perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung; Fig. 10 ein Anwendungsbeispiel für die in der Fig. 9 dargestellte Vorrichtung; Fig. 11 eine schematische Seitenansicht des bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung vorgesehenen Lichtempfängers; Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des in der Fig. 11 dargestellten Lichtempfängers; Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des in der Fig. 12 dargestellten Lichtempfängers; Fig. 14 eine schematische, perspektivische Darstellung eines vielflächigen Drehspiegels zur erfindungsgemäßen Abtastung in zahlreichen Richtungen; Fig. 15 eine schematische, perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Festlegung der Lage von Fehlern, wenn solche in der Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings auftreten; Fig. 16 ein Ausführungsbeispiel für die in der Fig, 15 dargestellte Vorrichtung; Fig. 17 Signalformen des durch zwei optoelektronische Bauelemente erfaßten Signalstromes, sowie die Differenz und die Summe zwischen diesen; Fig. 18 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung mit einem Drehspiegel; Fig. 19 und 20 schiefwinklige Darstellungen von weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. 1 shows a schematic representation of a conventional surface testing device; Fig. 2 is a side view of the device shown in Fig. 1; Fig. 3 a schematic side view of the test device according to the invention; Fig. 4 is a plan view on the test device shown in FIG. 3; Fig. 5 the basic principle, with which the device shown in FIG. 4 operates; Figures 6-8 are schematic Side views of various embodiments of the present invention; 9 shows a schematic, perspective illustration of a further exemplary embodiment the invention; FIG. 10 shows an application example for the one shown in FIG Contraption; 11 is a schematic side view of the in accordance with the invention Test device provided light receiver; Fig. 12 is a perspective view a further embodiment of the light receiver shown in FIG. 11; Fig. 13 is a perspective view of an embodiment of the in Fig. 12 illustrated light receiver; 14 shows a schematic, perspective illustration a multi-faceted rotating mirror for scanning according to the invention in numerous Directions; 15 shows a schematic, perspective illustration of the inventive Fixing device the location of errors when such in occur on the surface of the moving, flat specimen; 16 shows an embodiment for the device shown in FIG. 15; 17 waveforms of the through two optoelectronic components detected signal current, as well as the difference and the sum between these; 18 shows a schematic representation of the inventive Scanning device with a rotating mirror; 19 and 20 show oblique angles of further embodiments of the present invention.

Im folgenden wird zunächst die herkömmliche Prüfvorrichtung näher erläutert: In den Fig. 1 und 2 sind dargestellt ein sich bewegender, ebener Prüfling 1, ein Sammelspiegel 2, der die Form eines in Längsrichtung aufgeschnittenen, kurzen Zylinders aufweist, eine Quelle 4' für Abtastlichtstrahlen, ein Lichtempfänger 5 und eine Abtastlinie 7'. Diese Vorrichtung arbeitet so, daß die radial von der Lichtquelle 4' erzeugten Lichtstrahlen nach der Reflexion am ebenen Objekt 1 zum Sammelspiegel gelangen und zum Lichtempfänger gesammelt werden, der im Brennpunkt des Sammelspiegels liegt. Ein möglicher Fehler auf der Oberfläche des ebenen Prüflings bewirkt eine Veränderung des Reflexionswinkels oder des Reflexionsfaktors der Lichtstrahlen, wodurch Veränderungen des im Lichtempfänger erfaßten elektrischen Stromes erzeugt werden, um die Fehler zu erfassen. In the following, the conventional test device will first be described in detail explained: In FIGS. 1 and 2, a moving, flat test object is shown 1, a collecting mirror 2, which has the shape of a longitudinally cut, short Has cylinder, a source 4 'for scanning light beams, a light receiver 5 and a scan line 7 '. This device works so that the radial from the light source 4 'generated light rays after reflection on the flat object 1 to the collective mirror arrive and are collected to the light receiver, which is at the focal point of the collecting mirror lies. A possible flaw on the surface of the flat test object causes a Change in the angle of reflection or the reflection factor of the light rays, through which Changes in the electrical current detected in the light receiver are generated, to capture the errors.

Die Nachteile dieser Vorrichtung liegen darin, daß die Abtaststrahlen einerseits auf die Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings 1 unter einem festen Winkel auftreffen, jedoch andererseits eine Veränderung im Reflexionswinkel und Reflexionsfaktor der an der Oberfläche des Prüflings reflektierten Strahlen bewirken, wenn die Oberfläche des Prüflings so fertiggestellt ist, daß eine große Anzahl von ausgerichteten Mikrostrips, d. h. von fertiggestellten Haarstrichen, vorliegt, die ihrerseits die Menge des durch den Lichtempfänger aufgenommenen Lichtes verändern, mit dem Ergebnis, daß es schwierig ist, die Haarstriche von anomalen Teilen, insbesondere von kleinen Rissen oder Blasen mit 0,1 bis 0,2 mm Durchmesser, zu unterscheiden. The disadvantages of this device are that the scanning beams on the one hand on the surface of the moving, flat test specimen 1 under a hit a fixed angle, but on the other hand a change in the angle of reflection and reflection factor of the rays reflected on the surface of the test object cause when the surface of the test piece is finished so that a large Number of aligned microstrips, i.e. H. of finished hairstyles, is present, which in turn determines the amount of light received by the light receiver change, with the result that it is difficult to remove the hair lines from abnormal Parts, especially of small cracks or bubbles with a diameter of 0.1 to 0.2 mm, to distinguish.

Die vorliegende Erfindung soll diesen Nachteil vermeiden, indem eine Vorrichtung angegeben wird, die alle möglichen Fehler oder Risse auf der Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings leistungsfähig und genau erfaßt. The present invention is intended to avoid this disadvantage by providing a Device specified showing all possible flaws or cracks on the surface of the moving, flat test specimen efficiently and accurately recorded.

Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In den Fig. The basic principle of the present invention is based on the following the drawing explained in more detail. In Fig.

3 und 4 bewegt sich ein ebener Prüfling 1 mit einer gewissen Geschwindigkeit in einer durch einen Pfeil angezeigten Richtung. Weiterhin sind vorgesehen zwei Spiegel 2a, 2b, von denen jeder durch eine gleichmäßige Abbiegung eines ebenen Spiegels nach innen um seine senkrechte Achse entsteht, und von denen jeder einen parabolischen Querschnitt aufweist, wobei sich die Spiegelflächen nach innen gegenüber liegen. Die Sammelspiegel 2a und 2b sind senkrecht zu dem sich bewegenden Prüfling 1 so angeordnet, daß die Ausgangspunkte und Brennpunkte der Spiegel jeweils auf einer Achse G parallel zur Bewegungsrichtung des Prüflings 1 liegen.3 and 4, a flat test specimen 1 moves at a certain speed in a direction indicated by an arrow. Two are also planned Mirrors 2a, 2b, each of which is formed by an even curve of a flat mirror arises inwards around its vertical axis, and each of which is parabolic Has cross-section, with the mirror surfaces facing inwardly lie. The collecting mirrors 2a and 2b are perpendicular to the moving specimen 1 so arranged that the starting points and focal points of the mirror are each on one Axis G are parallel to the direction of movement of the test object 1.

Weiterhin ist ein vielflächiger Drehspiegel 3 vorgesehen, dessen Drehachse senkrecht zur Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings 1 ist, wobei der Drehspiegel im Brennpunkt des Spiegels 2a liegt. Weiterhin sind eine Laserstrahlquelle 4 und ein Lichtempfänger 5 vorgesehen, der im Brennpunkt des Sammelspiegels 2b vorgesehen ist. Der von der Laserstrahlquelle 4 erzeugte Laserstrahl wird zunächst zum Drehspiegel 3 geleitet, wo er auf den Reflexionsflächen in einem bestimmten Winkel zur Drehachse reflektiert wird, und trifft sodann auf den Sammelspiegel 2a. Da der Drehspiegel 3 im Brennpunkt des Sammelspiegels 2a vorgesehen ist, verläuft der am Sammelspiegel 2a reflektierte Strahl parallel zur Achse 6. Dieser Strahl wird am ebenen Prüfling 1 reflektiert und tritt in den Sammelspiegel 2b parallel zur Achse 6 ein. Der zum Sammelspiegel 2b geleitete Lichtstrahl wird zum Lichtempfänger 5 im Brennpunkt des Sammelspiegels 2b gesammelt.Furthermore, a multi-faceted rotating mirror 3 is provided, the axis of rotation perpendicular to the surface of the moving, flat test specimen 1, the The rotating mirror is in the focal point of the mirror 2a. There is also a laser beam source 4 and a light receiver 5 is provided, which is provided at the focal point of the collecting mirror 2b is. The laser beam generated by the laser beam source 4 first becomes a rotating mirror 3 where it is placed on the reflective surfaces at a certain angle to the axis of rotation is reflected, and then hits the collecting mirror 2a. Because the rotating mirror 3 is provided in the focal point of the collecting mirror 2a, that runs on the collecting mirror 2a reflected beam parallel to axis 6. This beam is applied to the flat test object 1 reflects and enters the collective mirror 2b parallel to the axis 6. The for Collective mirror 2b guided light beam is to the light receiver 5 in the focal point of the Collective mirror 2b collected.

Als Ergebnis wird das am ebenen Prüfling reflektierte Licht durch den Lichtempfänger 5 mittels Veränderungen eines elektrischen Stromes erfaßt, so daß alle Fehler, die auf der Oberfläche des sich bewegenden Prüflings vorhanden sein können, als eine Veränderung des Reflexionsfaktors und des Reflexionswinkels des Laserstrahles auftreten, was eine Veränderung des erfaßten Stromes bewirkt. Auf diese Weise können die Fehler mit dem unbewaffneten Auge beobachtet werden, indem sie auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre als Strom-Signalformen angezeigt werden. Ebenso kann vor einem Fehler gewarnt werden, indem ein erfaßter Strom in gewünschter Weise verstärkt und ein Relais erregt wird, wenn sich der Strom verändert. As a result, the light reflected on the flat specimen is transmitted through the light receiver 5 detected by means of changes in an electric current, so that any defects that exist on the surface of the moving specimen can be, as a change in the reflection factor and the reflection angle of the laser beam, which causes a change in the detected current. In this way the faults can be observed with the naked eye, by displaying them on the screen of a cathode ray tube as current waveforms will. Likewise can before warned of an error by a detected Current is amplified in the desired manner and a relay is energized when the current is up changes.

Im folgenden wird die Art und Weise näher erläutert, in der der ebene, sich bewegende Prüfling 1 durch einen Laserstrahl abgetastet wird. The following explains the way in which the plane, moving test specimen 1 is scanned by a laser beam.

Die optische Achse der am Drehspiegel 3 in einer Vielzahl von Richtungen reflektierten Laserstrahlen wird in einem festen Winkel zur Rotationsachse des Spiegels 3 gehalten. Die Anordnung der Laserstrahlen, die am Sammelspiegel 2a reflektiert werden und von dessen Brennpunkt ausgehen, wird als Ebene betrachtet, die auf die Oberfläche des sich bewegenden Prüflings 1 unter einem gewissen Winkel und parallel zur Richtung des sich bewegenden Prüflings 1 auftrifft. Da der Schnitt zwischen zwei Ebenen eine gerade Linie bildet, ist die Abtastlinie für das sich bewegende Objekt 1 eine Gerade. Der Einfallwinkel liegt parallel zur Vorschubrichtung des sich bewegenden Prüflings 1. The optical axis of the rotating mirror 3 in a variety of directions reflected laser beams is at a fixed angle to the axis of rotation of the mirror 3 held. The arrangement of the laser beams that are reflected on the collecting mirror 2a and proceed from its focal point is seen as a plane that points to the Surface of the moving specimen 1 at a certain angle and parallel the direction of the moving test specimen 1 impinges. Since the cut between two planes forming a straight line is the scan line for the moving one Object 1 is a straight line. The angle of incidence is parallel to the direction of advance of the moving test object 1.

Im folgenden wird die Abtastgeschwindigkeit für den sich bewegenden Prüfling 1 näher erläutert. In Fig. 5 wird die Parabel des Sammelspiegels 2a, der seinem Brennpunkt im Punkt (F, O) hat, ausgedrückt durch y2 = 4Fx (1). The following is the scanning speed for the moving Test item 1 explained in more detail. In Fig. 5, the parabola of the collecting mirror 2a, the has its focus at point (F, O), expressed by y2 = 4Fx (1).

Mit 7 ist eine Linie (Abtastlinie auf dem ebenen Prüfling 1) parallel zur y-Achse in einer Entfernung 1 vom Ursprung (0,0) des Sammelspiegels 2a bezeichnet. A line (scanning line on the flat test object 1) is parallel with 7 to the y-axis at a distance 1 from the origin (0,0) of the collecting mirror 2a.

Unter der Annahme, daß der Lichtstrahl vom Brennpunkt unter einem Winkel + zur x-Achse ist, ist dy konstant, wenn der Wert dp durch Drehung des Drehspiegels 3 mit einer fedt sten Geschwindigkeit konstant gemacht wird, wenn der Wert konstant ist. In diesem Fall sollte deshalb die Abtastgeschwindigkeit konstant sein. Assuming that the light beam from the focal point under a Angle + to the x-axis, dy is constant if the value dp is obtained by rotating the rotating mirror 3 is made constant at a spring rate when the value is constant is. In this case, therefore, the scanning speed should be constant.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Abstand vom Brennpunkt (F, O) zum Reflexionspunkt (x, y) des Sammelspiegels 2a gegeben durch: Mit Hilfe der Gleichung (1) ergibt sich: F - x dy cos # =(F + x)² d# F 2 da cos # = F - x' dy F - x (F + x) = F + x (6) F + x' d# F + x F - x Deshalb ist dy/d# nahezu konstant, wenn es kleiner als F ist.In the device according to the invention, the distance from the focal point (F, O) to the reflection point (x, y) of the collecting mirror 2a is given by: With the help of equation (1) we get: F - x dy cos # = (F + x) ² d # F 2 da cos # = F - x 'dy F - x (F + x) = F + x (6) F + x 'd # F + x F - x Therefore, dy / d # is almost constant if it is less than F.

Unter der Annahme, daß der Maximalwert ge von 230 beträgt und daß der entsprechende Reflexionspunkt auf dem Sammelspiegel 2a (Xe, e ist, ergibt sich: F - Xe F + Xe = cos # e = cos 23° # 0,92 (1) F - Xe = 0,92 (F + Xe) (8) Xe = 0.08 F - 0,0416 F (9) 1,92 # dy x = xe = F + 0,0416 F = 1,0416 F (10) d Aus diesen Rechnungen ergibt sich, daß die Abtastgeschwindigkeit nahezu konstant ist, wobei der Wert dy am dt Ende des ebenen Prüflings um etwa 4 % größer ist als im Mittelpunkt (0,0) des Prüflings. Assuming that the maximum value ge is 230 and that the corresponding reflection point on the collective mirror 2a (Xe, e is, results in: F. - Xe F + Xe = cos # e = cos 23 ° # 0.92 (1) F - Xe = 0.92 (F + Xe) (8) Xe = 0.08 F - 0.0416 F (9) 1.92 # dy x = xe = F + 0.0416 F = 1.0416 F (10) d From these calculations it is found that the scanning speed is almost constant, the value dy at the dt end of the flat test object is about 4% larger than in the center (0.0) of the test item.

Aus diesen Rechnungen geht aber hervor, daß die Anordnung des Drehspiegels 3 im Brennpunkt des Sammelspiegels 2a ein zur Bewegungsrichtung des ebenen Prüflings paralleles Auftreffen auf der Oberfläche des sich bewegenden Prüflings von dem am Drehspiegel 3 reflektierten Lichtstrahl ermöglicht, nachdem dieser am Sammelspiegel 2a reflektiert wurde. From these calculations it can be seen that the arrangement of the rotating mirror 3 at the focal point of the collecting mirror 2a to the direction of movement of the flat test object parallel impact on the surface of the moving test specimen from the am Rotating mirror 3 allows reflected light beam after this on the collective mirror 2a was reflected.

Die daraus entstehenden Vorteile werden weiter unten näher erläutert.The resulting advantages are explained in more detail below.

Wenn der Prüfling nach seiner Fertigstellung Haarstriche mit zahlreichen parallelen Linien in einer bestimmten Richtung seiner Oberfläche aufweist, dann verhindert die Abtastung der Oberfläche des Prüflings in einer festen Richtung in bezug auf die Oberfläche des Prüflings sämtliche fehlerhaften Folgerungen oder Operationen, die sonst aus einer Veränderung des Reflexionswinkels und des Reflexionsfaktors entstehen könnten. If, after its completion, the test specimen has numerous lines of hair having parallel lines in a certain direction of its surface, then prevents scanning of the specimen surface in a fixed direction with regard to the surface of the test object, all incorrect conclusions or operations, otherwise from a change in the angle of reflection and the reflection factor could arise.

Weiterhin bewirkt die erfindungsgemäße, konstante Abtastgeschwindigkeit, daß nur in sehr wenigen Fällen eine unstetige Abtastung durchgeführt wird. Dies gewährleistet ein genaues Abtasten. Furthermore, the constant scanning speed according to the invention, that only in very few cases a discontinuous sampling is carried out. this ensures accurate scanning.

Die Verwendung eines sehr hellen Laserstrahles mit einem Durchmesser von 1 mm oder weniger als Abtaststrahl ermöglicht es, selbst sehr kleine Fehler mit einem Durchmesser von 0,1 mm oder 0,2 mm auf der Oberfläche des ebenen Prüflings zu erfassen. The use of a very bright laser beam with a diameter of 1 mm or less as the scanning beam enables even very small defects with a diameter of 0.1 mm or 0.2 mm on the surface of the flat test piece capture.

Da ein monochromatischer Strahl verwendet wird, kann die Genauigkeit der Erfassung weiter dadurch verbessert werden, daß eine Wellenlänge in Übereinstimmung mit dem Reflexionsfaktor und der Farbe der zu erfassenden Fehler ausgewählt wird. Since a monochromatic beam is used, the accuracy detection can be further improved by having a wavelength in correspondence is selected with the reflection factor and the color of the defects to be detected.

Gegebenenfalls ist es erforderlich, den Abtastwinkel zu vergrößern, um einen relativ breiten ebenen Prüfling mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung abzutasten. It may be necessary to increase the scanning angle, to scan a relatively wide flat test specimen with the device according to the invention.

Eine Möglichkeit, dies durchzuführen, besteht in einer Verringerung der Anzahl der Flächen des Drehspiegels 3. One way to do this is to decrease it the number of surfaces of the rotating mirror 3.

Eine zu geringe Anzahl der Flächen des Drehspiegels 3 erschwert einerseits jedoch eine sehr dichte Abtastung des ebenen Prüflings 3. Andererseits bewirkt eine Vergrößerung des Punktdurchmessers nicht nur eine verringerte Genauigkeit der Erfassung, sondern auch einen stark vergrößerten Drehspiegel aufgrund des verringerten, tatsächlichen Abtastwinkels. Beispielsweise wird ein Abtastwinkel von 900 eines Drehspiegels mit acht Flächen und einer Länge von 50 mm in der Diagonalen auf einen tatsächlichen Abtastwinkel von 800 verringert, selbst wenn der Durchmesser des Punktes auf ungefähr 1 mm herabgesetzt wird. Als Ergebnis erfordert die Abtastung ein Stahlblech mit einer Breite von beispielsweise 1400 mm und eine Brennweite von 1000 mm für die Sammelspiegel 2a und 2bo Da bei dieser Anordnung der Abstand zwischen den beiden Spiegeln 2a und 2b 500 mm und der Einfallwinkel zum ebenen Prüfling 1 450 beträgt, erfordert dies Abmessungen für das gesamte optische System mit einer Länge von 1500 mm und einer Höhe von 1250 mm, so daß dieses optische System nicht für eine Fertigungsstraße geeignet ist Um diese Nachteile zu beseitigen, ist es erforderlich, Änderungen des der Vorrichtung zugeordneten optischen Systems zu ermöglichen, wobei entsprechend zu den Herstellungsbedingungen oder zur Arbeitsplanung keine Veränderung der Kennlinien des optischen Systems erforderlich ist.Too small a number of surfaces of the rotating mirror 3 makes it difficult on the one hand however, a very dense scanning of the flat test object 3. On the other hand, causes a Increasing the point diameter not only reduces the accuracy of the detection, but also a greatly enlarged rotating mirror due to the reduced, actual Scanning angle. For example, a scanning angle of 900 of a rotating mirror is used eight faces and a length of 50 mm diagonally on an actual one Scanning angle decreased from 800 even if the diameter of the Point is reduced to about 1 mm. As a result, the scan requires a steel sheet with a width of, for example, 1400 mm and a focal length of 1000 mm for the collective mirrors 2a and 2bo Since in this arrangement the distance between the two mirrors 2a and 2b 500 mm and the angle of incidence to the flat test object 1 450, this requires dimensions for the entire optical system with a Length of 1500 mm and a height of 1250 mm, so this optical system does not is suitable for a production line. To overcome these disadvantages, it is required to enable changes to the optical system assigned to the device, according to the manufacturing conditions or work planning, none Change in the characteristics of the optical system is required.

In der Fig. 6 sind die Längsachsen der Sammelspiegel 2a und 2b der Fig. 3 gegeneinander nach innen um einen Winkel von 15° zur senkrechten Achse des ebenen Prüflings 1 geneigt, während die reflektierenden Flächen des Drehspiegels 3 im Brennpunkt des Sammelspiegels 2a liegen, so daß die Flächen des Drehspiegels 3 parallel zur Längsachse des Sammelspiegels 2a sind, und so daß ein Einfallwinkel von 600 zum Sammelspiegel 2a erhalten wird. In ähnlicher Weise liegt der Lichtempfänger 5 im Brennpunkt des Sammelspiegels 2b. Die optische Achse des Empfängers 5 ist parallel zur Richtung des vom Sammelspiegel 2b reflektierten Lichtes geneigt. In Fig. 6, the longitudinal axes of the collecting mirrors 2a and 2b are the Fig. 3 against each other inwardly at an angle of 15 ° to the vertical axis of the flat test specimen 1 inclined, while the reflective surfaces of the rotating mirror 3 lie in the focal point of the collecting mirror 2a, so that the surfaces of the rotating mirror 3 are parallel to the longitudinal axis of the collecting mirror 2a, and so that an angle of incidence from 600 to the collective mirror 2a is obtained. The light receiver is located in a similar way 5 at the focal point of the collective mirror 2b. The optical axis of the receiver 5 is parallel inclined to the direction of the light reflected from the collecting mirror 2b.

Auf diese Weise ist es möglich, den Einfallwinkel des Lichtes auf den ebenen, abzutastenden Prüfling 1 konstant bei 450 zu halten, was eine wesentlich verringerte Höhe von 550 mm anstelle einer Länge von 1750 mm bewirkt. In this way it is possible to adjust the angle of incidence of the Light to keep constant at 450 on the flat test specimen 1 to be scanned, which is an essential causes a reduced height of 550 mm instead of a length of 1750 mm.

In der Fig. 7 sind die Längsachsen der sich gegenüberliegenden Sammelspiegel 2a und 2b nach außen um einen Winkel von 15° in bezug auf die senkrechte Achse des ebenen Prüflings 1 geneigt 9 während der Drehspiegel 3 und der Lichtempfänger 5 jeweils in den Brennpunkten der Sammelspiegel 2a und 2b liegen, so daß die Achse des Sammelspiegels 2a und das vom Sammelspiegel 2b reflektierte Licht jeweils parallel zu den Flächen des Drehspiegels 3 und zur optischen Achse des Lichtempfängers 5 sind In diesem Fall ist die Länge des optischen Systems trotz einer Höhe von 2200 mm auf 550 mm verringert Bei der in der Fig 8 dargestellten Vorrichtung dient der Sammelspiegel 2a zur Abtastung des ebenen Prüflings in nahezu rechten Winkeln. Der Sammelspiegel 2a und der in dessen Brennpunkt angeordnete Drehspiegel 3 sind um 450 geneigt. Dieses Ausführungsbeispiel erfordert eine Länge von 1500 mm und eine verringerte Höhe von weniger als 300 mm. In Fig. 7 are the longitudinal axes of the opposing collective mirrors 2a and 2b outwards by an angle of 15 ° with respect to the vertical axis of the flat test specimen 1 inclined 9 while the rotating mirror 3 and the light receiver 5 each lie in the focal points of the collecting mirrors 2a and 2b, so that the axis of the collecting mirror 2a and the light reflected by the collecting mirror 2b are each parallel to the surfaces of the rotating mirror 3 and to the optical axis of the light receiver 5 In this case the length of the optical system is 2200 despite a height mm reduced to 550 mm. In the device shown in FIG. 8, the is used Collective mirror 2a for scanning the flat test specimen at almost right angles. Of the Collective mirror 2a and the rotating mirror 3 arranged in its focal point are around 450 inclined. This embodiment requires a length of 1500 mm and a reduced height of less than 300 mm.

Bei einer Kombination von ebenen Spiegeln, wie in der Fig. 9 dargestellt, trifft der Laserstrahl von der Lichtquelle 4 auf den vielflächigen Drehspiegel 3 unter einem gewissen Einfallwinkel auf, wodurch eine Abtastung in der Form eines Fächers mit einem Reflexionswinkel e bewirkt wird. With a combination of plane mirrors, as shown in Fig. 9, the laser beam from the light source 4 hits the multi-faceted rotating mirror 3 at a certain angle of incidence, creating a scan in the shape of a Fan with a reflection angle e is effected.

In diesem Fall hängt der Schwingungswinkel des Abtaststrahls von der Anzahl der Flächen des vielflächigen Drehspiegels 3 ab.In this case, the oscillation angle of the scanning beam depends on the Number of surfaces of the multi-faceted rotating mirror 3 from.

Der Laserstrahl wird fächerförmig zum Parabolspiegel 2a in einem gewissen Abstand von einem ebenen Spiegel 8 auf. The laser beam becomes fan-shaped to the parabolic mirror 2a in one a certain distance from a flat mirror 8.

dem sich bewegenden Prüfling 1 geführt, wodurch dessen Abtastung von A1 über A2 bis A3 bewirkt wird. Wenn in diesem Fall die Reflexionsfläche des Drehspiegels 3 im Brennpunkt F1 des parabolischen Sammelspiegels 2a liegt, wird der Laserstrahl, der den parabolischen Sammelspiegel 2a von A3 über A2 bis A1 abgetastet hat, in einen Laserstrahl mit einem Reflexionswinkel 6 parallel zur optischen Achse umgesetzt, so daß die Oberfläche des sich bewegenden Prüflings 1 von B1 über-B2 bis B3 unter einem Einfallwinkel 6 3 abgetastet wird, wobei die Punkte B1, B2 und B3 auf einer geraden Linie liegen.the moving test specimen 1 guided, whereby its scanning of A1 through A2 to A3 is effected. If in this case the reflective surface of the rotating mirror 3 lies in the focal point F1 of the parabolic collecting mirror 2a, the laser beam, who has scanned the parabolic collecting mirror 2a from A3 through A2 to A1, in implemented a laser beam with a reflection angle 6 parallel to the optical axis, so that the surface of the moving specimen 1 from B1 over-B2 to B3 under an angle of incidence 6 3 is scanned, the points B1, B2 and B3 on a straight line.

Wenn die Oberfläche des sich bewegenden Prfiflings glatt ist, dann wird der reflektierte Strahl zum ebenen Spiegel 8 unter dem Reflexionswinkel e zur Abtastung des ebenen Spiegels 8 von C1 über C2 bis C3 geführt. Wpnn unter dieser Bedingung der ebene Spiegel 8 auf geeignete Weise so geneigt ist, daß der Lichtstrahl vom ebenen Spiegel 8 wieder zum parabolischen Sammelspiegel 2a geleitet wird, dann tasten die parallelen, reflektierten Strahlen den parabolischen Sammelspiegel 2a von D1 über D2 nach D3 ab. Die reflektierten Lichtstrahlen werden zum Brennpunkt des parabolischen Sammelspiegels 2a gesammelt. Deshalb erlaubt eine Verschiebung des Lichtempfångers 5 im Brennpunkt eine Erfassung des reflektierten Lichtes, das die Oberfläche des sich bewegenden Prüflings 1 abgetastet hat. Wenn Fehler oder Risse oder Blasen oder Aufstriche auf der Oberfläche des sich bewegenden Prüflings 1 vorhanden sind, dann bewirken diese, daß der Laserstrahl unregelmäßig reflektiert oder absorbiert wird, mit dem Ergebnis, daß die in den Empfänger 5 eintretende Lichtmenge verändert wird, wodurch die Erfassung von Fehlern erleichtert wird Ein Beispiel für die oben erwähnte Vorrichtung ist in der Fig. 10 dargestellt, in der ebene Spiegel 9 und 10 jeweils zwischen dem vielflächigen Drehspiegel 3 und dem parabolischen Sammelspiegel 2a und zwischen dem parabolischen Sammelspiegel 2a und dem Lichtempfänger 5 eingefügt sind, so daß die Anzahl der Reflexionen der Strahlen vergrößert und dadurch die Abmessungen der Vorrichtung verkleinert werden Es braucht nicht besonders hervorgehoben zu werden, daß die ebenen Spiegel 9 und 10 aus einem Stück bestehen können Ebenso ist es auch möglich, den ebenen Spiegel 9 oder den ebenen Spiegel 10 wegzulassen Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß entweder die leichte Neigung der Flächen des Drehspiegels 3 und der Längsachse der parabolischen Spiegel 2a und 2b in bezug auf die zum sich bewegenden Prüfling 1 senkrechte Achse oder die Kombination des parabolischen Sammelspiegels 2a mit dem ebenen Spiegel eine Änderung des optischen Systems als Ganzes ermöglicht, ohne daß dessen Kennlinien verändert werden, wodurch die Anforderungen an den Einbau des optischen Systems in eine Fertigungsstraße verringert werden. If the surface of the moving test specimen is smooth, then the reflected beam to the plane mirror 8 at the reflection angle e to Scanning of the plane mirror 8 guided by C1 through C2 to C3. Wpnn under this Condition the plane mirror 8 is appropriately inclined so that the light beam is passed from the flat mirror 8 back to the parabolic collecting mirror 2a, then the parallel, reflected rays scan the parabolic collecting mirror 2a from D1 via D2 to D3. The reflected light rays become the focal point of the parabolic collecting mirror 2a collected. Therefore allow a shift of the light receiver 5 in the focal point a detection of the reflected light that has scanned the surface of the moving specimen 1. If error or Cracks or bubbles or smears on the surface of the moving specimen 1 are present, they cause the laser beam to reflect irregularly or is absorbed, with the result that that enters the recipient 5 incoming light is changed, which facilitates the detection of errors An example of the above-mentioned device is shown in Fig. 10, in the plane mirror 9 and 10 each between the multi-faceted rotating mirror 3 and the parabolic collecting mirror 2a and between the parabolic collecting mirror 2a and the light receiver 5 are inserted so that the number of reflections of the Beams are enlarged and thereby the dimensions of the device are reduced Needless to say, the plane mirrors 9 and 10 can consist of one piece. It is also possible to use the flat mirror 9 or omitting the plane mirror 10 From the above description it can be seen that that either the slight inclination of the surfaces of the rotating mirror 3 and the longitudinal axis of parabolic mirrors 2a and 2b with respect to the moving specimen 1 vertical axis or the combination of the parabolic collecting mirror 2a with allows the optical system as a whole to be changed without the plane mirror that its characteristics are changed, thereby reducing the demands on the installation of the optical system can be reduced to a production line.

Im folgenden wird auf ein Problem näher eingegangen, das bei der Kontrolle von ebenen, sich bewegenden Prüflingen auftritt: Wenn die Oberfläche des sich bewegenden Prüflings in der Form von Haarstrichen oder glanzlos grundgeschliffen wird, dann wird das reflektierte Licht nicht auf einen Punkt gesammelt, sondern über eine gewisse Fläche gestreut Weiterhin wird in einem derartigen Fall ein beträchtliches Textursignal in der Vorrichtung erzeugt, die das regelmäßig reflektierte Licht empfängt Als Ergebnis liegt der Nachteil einer derartigen Vorrichtung darin, daß Fehler, die auf der Oberfläche des sich bewegenden Prüflings bestehen können, nicht durch den Lichtempfänger für das regelmäßig reflektierte Licht wegen eines Textursignals abhängig von der Art der Fehler erfaßt werden. A problem that occurs with the Control of flat, moving test objects occurs: When the surface of the moving test specimen in the form of hairlines or polished to a lusterless surface then the reflected light will not hit a point collected, but rather spread over a certain area. Furthermore, in such a case generated a significant texture signal in the device which reflected this regularly Receives light As a result, the disadvantage of such a device is that defects that may exist on the surface of the moving test object, not by the light receiver for the regularly reflected light because of one Texture signal can be detected depending on the type of error.

In der Fig. 11 ist eine Vorrichtung zur Erfassung aller Fehler mit einer hohen Empfindlichkeit dargestellt, die auf der Oberfläche eines Prüflings bestehen können, unabhängig, ob eine derartige Oberfläche spiegelpoliert oder matt ist. A device for detecting all errors is shown in FIG a high sensitivity shown on the surface of a test object can exist, regardless of whether such a surface is mirror-polished or matt is.

Wenn bei einer derartigen Vorrichtung der sich bewegende Prüfling perlglänzend ist, dann werden alle nach der Abtastung reflektierten Lichtstrahlen zum Punkt P1 gesammelt. If in such a device the moving test object is pearlescent, then all light rays reflected after the scan will be collected at point P1.

Deshalb ist es möglich, den an der Oberfläche des Prüflings 1 reflektierten Lichtstrahl mit Hilfe eines im Punkt P1 gelegenen Lichtempfängers strommäßig zu erfassen.Therefore, it is possible to use that reflected on the surface of the test piece 1 Light beam with the help of a light receiver located at point P1 to the current capture.

Es wurde oben erläutert, daß alle auf der Oberfläche des Prüflings 1 vorhandenen Fehler als Veränderungen des erfaßten Stromes aufgrund von Veränderungen des Reflexionsfaktors und des Reflexionswinkels erfaßt werden Weiterhin ermöglicht die Anordnung von einem oder von mehreren Lichtempfängern 5' und 5" an derartigen Stellen, wie beispielsweise P2 und P3, in einer gewissen Entfernung von P1 den Empfang des aufgrund von Veränderungen in der Textur oder aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Oberfläche des Prüflings gestreuten Lichtes. Dadurch ist es möglich, Fehler oder Risse zu erfassen, die auf andere Weise kaum mit einem lediglich regelmäßig reflektiertem Licht erfaßt werden. Dieser Vorteil trifft besonders für in Haarstrichen bearbeitete oder matte Oberflächen eines Prüflings zu Da mit anderen Worten das von einer matten Oberfläche eines Prüflings reflektierte Licht über einen weiten Bereich ohne Sammlung im Punkt P1 gestreut wird, erzeugt trotz des parabolischen Sammelspiegels 2b ein Lichtempfänger 5 lediglich am Punkt P1 eine ausreichende Veränderung der Lichtmenge. It has been explained above that all on the surface of the test piece 1 existing errors as changes in the detected current due to changes the reflection factor and the reflection angle are also detected the arrangement of one or more light receivers 5 'and 5 "on such Set reception, such as P2 and P3, at a certain distance from P1 due to changes in texture or due to irregularities the surface of the test object scattered light. This is how it is possible to detect flaws or cracks that are unlikely to be otherwise with one merely regularly reflected light can be detected. This advantage is especially true for Finished or matt surfaces of a specimen to be shared with others In words, the light reflected from a matt surface of a test object through one wide area is scattered without collection at point P1, generated in spite of the parabolic Collective mirror 2b a light receiver 5 only at point P1 a sufficient change the amount of light.

Zusätzlich wird aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Oberfläche des Prüflings ein beträchtliches Textursignal erzeugt, wodurch der Wirkungsgrad der Erfassung verringert wird.In addition, due to irregularities in the surface of the DUT generates a considerable texture signal, which increases the efficiency of the Capture is decreased.

Wenn dagegen zusätzlich unabhängige Lichtempfänger 5' und 5" an Punkten P2, P3 usw. vorgesehen sind, um unregelmäßig reflektiertes Licht zu empfangen, wird eine verhältnismäßig große Menge des von verschiedenen Fehlern reflektierten Lichtes gesammelt, das sonst kaum bei einer Vorrichtung für lediglich regelmäßig reflektiertes Licht erfaßt würde, während das aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Oberfläche gestreute Licht in geringen Mengen gesammelt wird, was eine große Verschiedenheit der erfaßten Fehler bewirkt. If, however, additional independent light receivers 5 'and 5 "at points P2, P3, etc. are provided to receive irregularly reflected light a relatively large amount of the light reflected from various defects collected, which otherwise hardly in a device for merely regularly reflected Light would be detected while that would be scattered due to surface irregularities Light is collected in small amounts, which is a great diversity of the detected Causes error.

Der Abstand zwischen den Punkten P1, P2 und P3 kann auf geeignete Weise festgelegt werden, indem die Größe der zu erfassenden Fehler und der Abstand vom Reflexionspunkt des parabolischen Sammelspiegels 2b zu den Lichtempfängern beachtet werden.The distance between points P1, P2 and P3 can be appropriate Way to be determined by the size of the error to be detected and the distance observed from the reflection point of the parabolic collecting mirror 2b to the light receivers will.

In der Fig. 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung dargestellt. Es sind vorgesehen ein Laseroszillator 4, ein vielflächiger Drehspiegel 3, ein parabolischer Sammelspiegel 2a, ein ebener Spiegel 8, eine zylindrische oder pyramidenförmige Empfangsoptik 5a, ein fotoelektrisches Bauelement 5b, ein Zerstreuungsfilm 5c und ein ebener Prüfling 1, der sich in der Richtung eines Pfeils bewegt, wobei ein Lichtempfänger 5 aus der Empfangsoptik 5a, dem fotoelektrischen Bauelement 5b und dem Zerstreuungsfilm 5c besteht. In Fig. 12 is a further embodiment of the invention Test device shown. There are provided a laser oscillator 4, a multi-faceted rotating mirror 3, a parabolic collecting mirror 2a, a flat one Mirror 8, a cylindrical or pyramid-shaped receiving optics 5a, a photoelectric Component 5b, a diffusion film 5c and a flat specimen 1 located in the Moved in the direction of an arrow, with a light receiver 5 from the receiving optics 5a, the photoelectric component 5b and the diffusion film 5c.

Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels wird im folgenden näher erläutert Der von der Laserlichtquelle 4 ausgesandte Laserstrahl wird am vielflächigen Drehspiegel 3 reflektiert und auf den parabolischen Sammelspiegel 2a geleitet. Mit der Drehung des vielflächigen Drehspiegels 3 tastet ein Laserstrahl die Oberfläche des parabolischen Sammelspiegels 2a vom Punkt E zum Punkt F ab. Der Laserstrahl wird nach der Reflexion am parabolischen Sammelspiegel 2a wieder am ebenen Spiegel 8 reflektiert, so daß der Prüfling 1 vom Punkt G zum Punkt H abgetastet wird. Der am Prüfling 1 reflektierte Lichtstrahl wird wieder am ebenen Spiegel 8 reflektiert. The mode of operation of this exemplary embodiment is explained in more detail below explained The laser beam emitted by the laser light source 4 is multi-faceted The rotating mirror 3 is reflected and directed onto the parabolic collecting mirror 2a. With the rotation of the multi-faceted rotating mirror 3, a laser beam scans the surface of the parabolic collecting mirror 2a from point E to point F. The laser beam after the reflection on the parabolic collective mirror 2a is again on the flat mirror 8 is reflected, so that the test specimen 1 is scanned from point G to point H. Of the The light beam reflected on the specimen 1 is reflected again on the flat mirror 8.

Danach folgt eine Reflexion am parabolischen Spiegel 2a zwischen den Punkten E' und F', mit dem Ergebnis, daß der so reflektierte Lichtstrahl durch das fotoelektrische Bauelement 5b des Lichtempfängers 5 erfaßt wird, der im Brennpunkt des parabolischen Sammelspiegels 2a liegt0 Zur gleichen Zeit erlaubt die Anordnung einer großen Fläche der das Licht empfangenden Oberfläche des Zerstreuungsfilms des Lichtempfängers 5, daß das meiste des vom Prüfling oder Blech 1 gestreuten Lichtes empfangen wird, wodurch es möglich ist, Veränderungen in der Textur und andere Fehler oder Risse zu erfassen, die mit einer herkömmlichen Vorrichtung außer einem unbewaffneten Auge kaum erfaßt werden können.This is followed by a reflection on the parabolic mirror 2a between the Points E 'and F', with the result that the light beam so reflected through the Photoelectric component 5b of the light receiver 5 is detected, which is in the focal point of the parabolic collecting mirror 2a is 0 At the same time, the arrangement allows a large area of the light receiving surface of the diffusing film of the light receiver 5 that most of the light scattered by the test object or sheet 1 is received, which makes it possible for changes in texture and other defects or Detect cracks made with any conventional device other than an unarmed one Eye can hardly be grasped.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für die Lichtempfänger anhand der Fig. 13 näher erläutert In dem in der Fig. 13a dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der-Mitte des Zerstreuungsfilmes 5c des Lichtempfängers ein fotoelektrisches Bauelement 5b' vorgesehen, das lediglich das regelmäßig reflektierte Licht empfängt, während das unregelmäßig reflektierte Licht durch das fotoelektrische Bauelement 5b empfangen wird. Diese Anordnung erlaubt eine unabhängige Erfassung des regelmäßig und des unregelmäßig reflektierten Lichtes, und die Erfassung des Lichtempfängers zu verbessern. Bei dem in der Fig 13b dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Teil des Zerstreuungsfilmes 5c des Lichtempfängers in der Form eines Bandes gegenüber Licht undurchlässig. Dieser Lichtempfänger verbessert den Lichtempfang bei einer Haarstrich-Bearbeitung, die eine Reflexion des Lichtes in der Form von Streifen bewirkt. Das in der Fig. 13c dargestellte Ausführungsbeispiel weist ein fotoelektrisches Bauelement 5b" auf, das kleine Mengen des regelmäßig reflektierten Lichtes auf der äußeren Oberfläche des Zerstreuungsfilmes 5c des Empfängers empfängt. Dieses Ausführungsbeispiel, das nahezu gleich wirksam wie das in der Fig. 13a dargestellte Ausführungsbeispiel ist, weicht von diesem dadurch ab, daß das in der Fig. 13c dargestellte Ausführungsbeispiel über das fotoelektrische Bauelement 5b eine Mischung des regelmäßig reflektierten Lichtes und des gestreuten Lichtes vom Zerstreuungsfilm 5c empfängt, während eine kleine Menge des regelmäßig reflektierten Lichtes auf der äußeren Oberfläche des Zerstreuungsfilmes 5c durch das fotoelektrische Bauelement 5b" empfangen wird. In the following, exemplary embodiments for the light receivers are based on 13 explained in more detail in the embodiment shown in FIG. 13a is a photoelectric one at the center of the diffusing film 5c of the light receiver Component 5b 'is provided, which only receives the regularly reflected light, while the irregularly reflected light by the photoelectric component 5b is received. This arrangement allows an independent recording of the regular and the irregularly reflected light, and the detection of the light receiver to improve. In the embodiment shown in Fig. 13b is a Part of the diffusing film 5c of the light receiver in the form of a ribbon opposite Opaque to light. This light receiver improves the reception of light in a Hairline editing, which is a reflection of light in the form of stripes causes. The embodiment shown in Fig. 13c has a photoelectric Component 5b ″, the small amounts of the regularly reflected light on the outer surface of the diffusing film 5c of the receiver receives. This embodiment, which is almost as effective as the embodiment shown in FIG. 13a differs from this in that the embodiment shown in FIG. 13c Via the photoelectric component 5b, a mixture of the regularly reflected Light and scattered light from the scattering film 5c, while a small amount of regularly reflected light on the outer surface of the Diffusing film 5c through the photoelectric component 5b " Will be received.

Als Ergebnis ist die Erfassungsleistung für die beiden Ausführungsbeispiele der Figo 13a und 13c abhängig von der Art des Prüflings verschieden Anstelle der in den Figuren dargestellten zylinderförmigen Empfangs optik kann eine Empfangs optik in der Form eines Quadrates oder einer hexagonalen Pyramide verwendet werden Der erfindungsgemäße Lichtempfänger ermöglicht, wenn er in einer Oberflächen-Prüfvorrichtung vorgesehen ist, die Erfassung einer Veränderung in der Textur oder die Erfassung von anderen Fehlern oder Rissen, die mit den herkömmlichen Vorrichtungen kaum zu erfassen sind Weiterhin ist es möglich, alle Arten von Fehlern oder Rissen mit nahezu der gleichen Genauigkeit wie bei einer Kontrolle mit einem unbewaffneten Auge zu erfassen.As a result, the detection performance is for the two embodiments 13a and 13c depending on the type of test object different instead of the Cylindrical receiving optics shown in the figures can be a receiving optics in the shape of a square or a hexagonal pyramid can be used The light receiver according to the invention enables when it is in a surface testing device provision is made for the detection of a change in the texture or the detection of other flaws or cracks that can hardly be found with the conventional devices Furthermore, it is possible to detect almost all types of defects or cracks the same accuracy as when checking with the naked eye capture.

Im folgenden wird anhand der Fig. 14 bis 17 ein Lichtempfänger näher erläutert, der die Erfassung von Vorsprüngen oder anderen Formfehlern ermöglicht, die von Veränderungen in der Textur oder von Aufstrichen verschieden sind. A light receiver will be described in greater detail below with reference to FIGS. 14 to 17 explained, which enables the detection of protrusions or other form defects, which are different from changes in texture or from spreads.

Wenn der Vorsprung J (Fig. 14), der ein kleiner Fehler ist, durch die Laserstrahlen 4a bis 4c von der Lichtquelle zur Abtastung des ebenen Prüflings, der sich in der Richtung eines Pfeiles bewegt, erfaßt wird, dann bewegt sich der am Vorsprung J reflektierte Lichtstrahl auf dem Schirm 5c' des Lichtempfängers über die Punkte 4a, 4b nach 4c. If the protrusion J (Fig. 14), which is a small mistake, through the laser beams 4a to 4c from the light source for scanning the flat test object, moving in the direction of an arrow is detected, then it moves at the projection J reflected light beam on the screen 5c 'of the light receiver points 4a, 4b to 4c.

Der durch das Bezugszeichen K bezeichnete Fehler ist eine Veränderung in der Textur oder im Aufstrich und unterscheidet sich von Formfehlern, wie beispielsweise von einem Vorsprung Die Abtastung eines derartigen Fehlers 9 der von Formfehlern abweicht, verläßt den durch eine Strichlinie vom Punkt Q zum Punkt R angezelgten Bereich. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Empfängers ist in der Fig. 15 dargestellt Ein Durchdringungsschirm 5cs wirkt optisch zerstreuend. Weiterhin sind vorgesehen lichtempfangende Flächen 5d und 5d' von jeweils fotoelektrischen Bauelementen 5b und Sb!. Der vom ebenen Prüfling 1 reflektierte Lichtstrahl wird ungefähr auf den Schirm 5c' gestreut und in einen elektrischen Strom mittels der beiden fotoelektrischen Bauelemente 5b und 5b' umgesetzt, wobei die lichtempfangenden Flächen 5d und 5d' parallel zum Schirm und in einer angemessenen Entfernung vom Schirm angeordnet sind. The error indicated by the reference character K is one Change in texture or spread and different from defects in shape, such as from a protrusion The sensing of such an error 9 which deviates from formal errors, leaves the by a dashed line from point Q to Point R indicated area. An embodiment of the receiver according to the invention is shown in FIG. 15. A penetrating screen 5cs has an optically dispersive effect. Furthermore, there are provided light-receiving surfaces 5d and 5d 'each of which is photoelectric Components 5b and Sb !. The light beam reflected from the flat specimen 1 becomes scattered approximately on the screen 5c 'and converted into an electric current by means of the two photoelectric components 5b and 5b 'implemented, the light receiving Surfaces 5d and 5d 'parallel to the screen and at a reasonable distance from it Screen are arranged.

Um eine stabile Erfassungsempfindlichkeit zu erhalten, ist der Schirm 5c' kreisförmig oder vielflächig und symmetrisch in senkrechter und waagrechter Richtung ausgebildet. Ein in waagrechter Richtung symmetrischer Spiegel mit einer inneren Reflexionsfläche liegt zwischen dem Schirm 5c' und den Flächen 5d und 5d'.In order to obtain stable detection sensitivity, the screen is 5c 'circular or polyhedral and symmetrical in vertical and horizontal Direction trained. A horizontally symmetrical mirror with a inner reflective surface lies between the screen 5c 'and the surfaces 5d and 5d'.

Ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Verarbeitung eines einen Fehler erfassenden Signals, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhalten wird, ist in der Fig. 16 dargestellt. In der Fig. 16 sind vorgesehen fotoelektrische Bauelemente 5b und 5b', ein Addierglied 5A, dessen Ausgangssignal die Summe der Ausgangssignale der fotoelektrischen Bauelemente 5b und 5b' ist, und ein Differenzglied 5B, dessen Ausgangssignal die Differenz zwischen den Ausgangssi gnalen der fotoelektrischen Bauelemente 5b und 5b' ist. Es soll angenommen werden, daß das Ausgangssignal des fotoelektrischen Bauelementes 5b durch I gegeben ist. Das Ausgangssignal des fotoelektrischen Bauelementes 5b' soll durch I' gegeben sein. Die Summe dieser Ausgangssignale ist gegeben durch I + I' = IA. Die Differenz dieser Ausgangssignale ist gegeben durch ID. Ein Beispiel für die Signalformen der Ausgangs signale der fotoelektrischen Bauelemente 5b und 5b', die während einer Abtastung vom Punkt Q zum Punkt P erzeugt werden, ist in der Fig. 17 dargestellt, wobei in dieser Figur auf der Abszisse die Zeit aufgetragen ist In dieser Figur ist dargestellt eine Signalform (a) des Ausgangsstromes I des fotoelektrischen Bauelements 5b, eine Signalform (b) des Ausgangsstromes I' des fotoelektrischen Bauelements 5b', eine Signalform (c) der Summe der Ausgangsströme I und I, d. h. das Ausgangssignal 1A (Fig. 16), und eine Signalform (d) der Differenz zwischen den Strömen I und I', d. h das Ausgangs signal 1D Im folgenden wird die Wirkungsweise des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert Der in der Richtung des Pfeiles bewegte Prüfling wird ausgehend von einem Punkt Q abgetastet. Wenn ein Fehler K, der ein Formfehler ist (wie beispielsweise ein Aufstrich und eine Veränderung in der Textur), erreicht wird, dann nimmt das am ebenen, sich bewegenden Prüfling 1 reflektierte Licht entweder zu oder ab. Da jedoch der Reflexionswinkel keiner Veränderung unterliegt, nehmen die Ausgangsströme I und I' der fotoelektrischen Bauelemente 5b und 5b' um nahezu den gleichen Betrag zu oder ab, wie dies in den Fig. 17 (a) und 17 (b) dargestellt ist. A block diagram of circuitry for processing an error detecting signal obtained with the device according to the invention is shown in FIG. In Fig. 16, photoelectric components are provided 5b and 5b ', an adder 5A, the output of which is the sum of the output signals of the photoelectric components 5b and 5b ', and a differential element 5B, whose Output signal is the difference between the output signals of the photoelectric Components 5b and 5b 'is. It is assumed that the output of the photoelectric Component 5b is given by I. The output signal of the photoelectric component 5b 'should be given by I'. The sum of these Output signals are given by I + I '= IA. The difference between these output signals is given by ID. An example of the signal shapes of the output signals of the photoelectric components 5b and 5b ', which during a scan from point Q. to point P is shown in Fig. 17, in which figure the time is plotted on the abscissa. In this figure, a signal form is shown (a) of the output current I of the photoelectric component 5b, a waveform (b) of the output current I 'of the photoelectric component 5b', a waveform (c) the sum of the output currents I and I, d. H. the output signal 1A (Fig. 16), and a waveform (d) of the difference between currents I and I ', d. h the output signal 1D The following describes the mode of operation of the exemplary embodiment described above explained in more detail The test object moved in the direction of the arrow is started scanned from a point Q. If an error K that is a formal error (such as a spread and a change in texture) is achieved, then that takes light reflected either towards or from the flat, moving test object 1. There however, the angle of reflection is not subject to change, the output currents decrease I and I 'of the photoelectric components 5b and 5b' by almost the same amount to or from as shown in Figs. 17 (a) and 17 (b).

Als Ergebnis nimmt die Summe IA der Ausgangsströme der fotoelektrischen Bauelemente 5b und 5b' einen größeren Wert an als jeder der beiden Ausgangssignale, wie dies in der Fig. 17 (c) dargestellt ist, während die Differenz ID kleiner ist als jedes der Ausgangssignale, wie dies in der Fig. 17 (d) gezeigt ist. Wenn der abtastende Strahl auf den Vorsprung J fällt, dann bewegt sich der reflektierte Lichtstrahl auf dem das Licht empfangenden Schirm 5c' des Empfängers 5 vom Punkt 4a über 4b nach 4c, wie dies in der Fig 14 dargestellt ist In diesem Fall, der vom vorherigen Fall abweicht, bei dem der Lichtstrahl auf Fehler gerichtet ist, die keine Formfehler sind, ist der Ausgangsstrom des fotoelektrischen Bauelements 5b in der Phase entgegengesetzt zum Ausgangsstrom I' des fotoelektrischen Bauelements 5b', wie dies aus den Fig. 17 (a) und 17 (b) hervorgeht, mit dem Ergebnis, daß die Summe 1A der Ströme I und I um ihre Verschiebung zueinander verschieden ist (Fig 17 (c)), während die Differenz ID zunimmt (Fig 17 (d)). Als Ergebnis ist das Erfassungsvermögen für Fehler wesentlich verbessert, wenn IA und ID jeweils zur Erfassung von gewöhnlichen Fehlern und von Vorsprüngen oder anderen Formfehlern verwendet werden. As a result, the sum IA of the output currents of the photoelectric Components 5b and 5b 'have a larger value on than either of the two Output signals as shown in Fig. 17 (c) while the difference ID is smaller than each of the output signals as shown in Fig. 17 (d) is. When the scanning beam falls on projection J, it moves reflected light beam on the light receiving screen 5c 'of the receiver 5 from point 4a via 4b to 4c, as shown in FIG. 14 In this Case different from the previous case in which the light beam is aimed at faults which are not shape defects, is the output current of the photoelectric component 5b in phase opposite to the output current I 'of the photoelectric component 5b ', as shown in Figs. 17 (a) and 17 (b), with the result that the Sum 1A of currents I and I differs from one another by their shift (Fig 17 (c)) while the difference ID increases (Fig. 17 (d)). As a result, the sensing capability is Much improved for errors when IA and ID are each used to capture ordinary Errors and protrusions or other form defects.

Wie aus den obigen Erläuterungen hervorgeht, ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, mit einer hohen Empfindlichkeit sehr kleine Fehler, wie beispielsweise Vorsprünge, zu erfassen, die mit den bekannten Vorrichtungen kaum zu erfassen sind Zusätzlich können auch wahlweise lediglich Vorsprünge erfaßt und von allgemein erlaubten kleineren Fehlern unterschieden werden, was einen hohen praktischen Nutzen der Vorrichtung bewirkt. As can be seen from the above explanations, it is with the invention Device possible with a high sensitivity very small errors, such as Projections to detect, which can hardly be detected with the known devices In addition, only projections can optionally be detected and generally permitted minor errors can be distinguished, which is a high practical benefit of the device causes.

Zu den auf der Oberfläche des sich bewegenden Prüflings möglichen Fehlern zählen Kratzer und andere längliche Risse in der Vorschubrichtung des Prüflings oder Laufmarken, Vorspringe und andere längliche Risse in der Richtung senkrecht zum Vorschub des Prüflings. Die Zusammenfassung der geeigneten Ausgangssignale abhängig von derartigen Fehlern erfordert, daß der Punkt des abtastenden Laserstrahlpunktes in der Form dem zu erfassenden Fehler angepaßt ist, um die Erfassung zu erleichtern. Dieser Zweck kann dadurch erreicht werden, daß mehrere optische Systeme mit verschiedenen Formen der Punkte vorgesehen sind. Dies setzt jedoch ein kompliziertes Verarbeitungssystem voraus und erfordert hohe Kosten der Vorrichtung Eine Vorrichtung, die diese Schwierigkeiten vermeidet, ist in der Fig. 18 dargestellt. Ein einziges optisches System erzeugt mindestens zwei abtastende Punkte von unterschiedlichen Formen, die auf die Oberfläche des sich bewegenden Prüflings 1 gerichtet sind, um die Leistungsfähigkeit bei der Erfassung von Fehlern mit unterschiedlichen Formen zu verbessern. In dieser Figur ist ein Drehspiegel 3 mit Reflexionsflächen vorgesehen, die aus einer Kombination von ebenen Spiegeln 11 und Sammelspiegeln 12 mit fächerförmigen senkrechten Querschnitten bestehen. Es soll angenommen werden, daß der Durchmesser des angelegten Laserstrahles 1 mm beträgt. Dann hat der Punkt, der sich aus dem am ebenen Spiegel 11 reflektierten Laserstrahl ergibt, einen Durchmesser von ungefähr 1 mm, während der sich durch die Reflexion des Laserstrahles am Sammelspiegel 12 ergebende Punkt in seiner Form rechteckig ist und eine kürzere Seite von 1 mm Länge und eine längere Seite aufweist, die parallel zur Vorschubrichtung des sich bewegenden Prüflings ist. Anstelle dieses besonderen, so erhaltenen Rechteckpunktes 13 kann ein Rechteckpunkt erzeugt werden, dessen längere Seite senkrecht zur Vorschubrichtung des sich bewegenden Prüflings ist, indem Sammelspiegel, die von den Sammelspiegeln 12 abweichen, mit einem fächerförmigen oder parabolischen Querschnitt in der waagrechten Richtung vorgesehen werden. Es ist offensichtlich, daß die längere Seite des so erhaltenen Rechteckpunktes abhängig von der Länge des optischen Weges vom Drehspiegel 3' zu dem sich bewegenden Prüfling und abhängig vom Krümmungsradius der Sammelspiegel in gewünschter Weise verändert werden kann, wobei die Punkte in der Längsrichtung oder senkrecht zur Richtung des sich bewegenden Prüflings länglich sein können. Among the possible on the surface of the moving specimen Defects include scratches and other elongated cracks in the feed direction of the specimen or running marks, protrusions and other elongated cracks in the direction perpendicular to the feed of the test object. The summary of the appropriate output signals depending on such errors, requires that the point of the scanning laser beam spot is adapted in the form of the error to be detected in order to facilitate the detection. This purpose can be achieved by having several optical systems with different Shapes of the points are provided. However, this implies a complicated processing system advance and requires a high cost of the device. A device that addresses these difficulties is shown in FIG. 18. A single optical system is created at least two scanning points of different shapes on the surface of the moving test specimen 1 are directed to the performance in the Improve the detection of errors with different shapes. In this figure a rotating mirror 3 is provided with reflective surfaces that consist of a combination of flat mirrors 11 and collecting mirrors 12 with fan-shaped vertical cross-sections exist. It is assumed that the diameter of the applied laser beam 1 mm. Then the point that is reflected from the plane mirror 11 has Laser beam results in a diameter of approximately 1 mm, during which it passes through the reflection of the laser beam on the collecting mirror 12 resulting point in its shape is rectangular with a shorter side 1 mm long and a longer side, which is parallel to the direction of advance of the moving test object. Instead of this special rectangular point 13 obtained in this way, a rectangular point can be generated, whose longer side perpendicular to the direction of advance of the moving one The test item is by having collecting mirrors that differ from the collecting mirrors 12 a fan-shaped or parabolic cross-section in the horizontal direction are provided. It is obvious that the longer side of the thus obtained Rectangular point depending on the length of the optical path from the rotary mirror 3 'to the moving test object and depending on the radius of curvature of the collecting mirror can be changed as desired, with the points in the longitudinal direction or elongated perpendicular to the direction of the moving specimen.

Auf diese Weise ist es möglich, kleine kreisförmige Punkte mit rechteckigen Punkten zu vermischen, wodurch leicht sowohl lineare Fehler und punktförmige Fehler erfaßt werden können, die auf der Oberfläche des sich bewegenden Prüflings vorhanden sein können.In this way it is possible to make small circular points with rectangular ones Mixing dots, easily eliminating both linear errors and punctiform errors present on the surface of the moving specimen could be.

In diesem Fall ist es nicht einfach, den Teil der Oberfläche des Prüflings festzustellen, in dem der erfaßte Fehler liegt, oder zu ermitteln, wieviele derartige Fehler vorhanden sind. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit sollten halbtransparente Spiegel als parabolischer Spiegel und als ebene Spiegel vorgesehen sein, so daß die fotoelektrischen Bauelemente auf der Rückseite des halbtransparenten Spiegels vorgesehen sind, um die Feststellung der Lage und der Anzahl der erfaßten Fehler oder Risse zu erleichtern. Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Fig. 19 ist ein halbdurchlässiger Spiegel 2a' vorgesehen, der den von der Lichtquelle kommenden Lichtstrahl reflektiert. Weiterhin sind vorgesehen eine Fehlererfassungseinrichtung 14, die Fehler oder Risse oberhalb einer Standardgröße erfaßt, fotoelektrische Bauelemente a, b und c, von denen die Bauelemente b und c auf der Rückseite des Parabolspiegels 2a' eines halbdurchlässigen Spiegels auf hypothetischen Teilungslinien 11 und 12 liegen, die die Oberfläche des sich bewegenden Prüflings in drei Teile la, 1b und 1c teilen, während das fotoelektrische Bauelement a auf der Rückseite des gleichen Parabolspiegels auf einem Punkt liegt, der etwas vor dem Punkt liegt, bei dem der Laserstrahl die Abtastung beginnt Sodann sind vorgesehen Zähler 15a, 15b und 15c, die die Fehler oder Risse zählen, und ein Umschalter 16, der den Betrieb der drei Zähler abhängig von den Signalen von den fotoelektrischen Bauelementen a, b und c umschaltet. Der vom Drehspiegel 3 im Brennpunkt des Parabolspiegels 2a' reflektierte Laserstrahl tastet die Innenseite des Parabolspiegels 2a' abO Bei diesem Vorgang wird ein Teil des Laserstrahls am Parabolspiegel reflektiert, während der übrige Teil durch diesen zu den fotoelektrischen Bauelementen a, b und c in dieser Reihenfolge durchgelassen wird Es soll angenommen werden, daß der Laserstrahl durch den Punkt aO des Parabolspiegels 2a' zum fotoelektrischen Bauelement a durchgelassen wird, daß ein Teil des am Punkt al des Parabolspiegels 2a' reflektierten Laserstrahls zum Endpunkt b1 des ebenen Prüflings 1 geführt ist, daß der Laserstrahl über die Punkte a2 und a3 auf dem Parabolspiegel 2a' jeweils zu den fotoelektrischen Bauelementen b und c durchgelassen wird, daß der am Punkt a4 des Parabolspiegels 2a' reflektierte Teil des Laserstrahls zum anderen Endpunkt b4 des ebenen, sich bewegenden Prüflings 1 durchgelassen wird, und daß der Laserstrahl danach über das andere Ende des ebenen Prüflings hinaus geführt ist und über den Punkt a5 auf dem Parabolspiegel den Punkt b4 erreicht. Wenn der Laserstrahl den Punkt aO erreicht, dann tritt er in das fotoelektrische Bauelement a ein und erregt den Zähler 15aO Bis der Laserstrahl den Punkt al erreicht, wird kein am ebenen, sich bewegenden Prüfling 1 reflektiertes Licht zum Lichtempfänger 5 gespeist, der im Brennpunkt des Parabolspiegels 2b liegt, und deshalb tritt eine Lage ein, wie wenn der Laserstrahl auf einen Fehler oder Riß aufgetroffen ist, der durch die Fehlererfassungseinrichtung 14 erfaßt und als ein Fehler durch den Zähler 15a gezählt wird. Lediglich nachdem der Laserstrahl den Punkt a1 erreicht hat, wird der Laserstrahl auf dem Teil 1a der Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings 1 reflektiert, der von den drei Teilen zuerst abgetastet wird, in die die Oberfläche eingeteilt ist, mit dem Ergebnis, daß der Laserstrahl auf den Lichtempfänger 5 gerichtet ist, um ein entsprechendes Signal zu erzeugen. In this case, it is not easy to cut out the part of the surface of the Determine the test specimen in which the detected fault is located, or determine how many such errors are present. To eliminate this difficulty should be semi-transparent Mirror can be provided as a parabolic mirror and as a plane mirror, so that the photoelectric components on the back of the semi-transparent mirror are provided to help establish the location and number of errors detected or to ease cracks. The operation of this embodiment of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. In Fig. 19 is a semi-permeable Mirror 2a 'is provided, which reflects the light beam coming from the light source. Furthermore, a defect detection device 14 is provided, which detects defects or cracks recorded above a standard size, photoelectric components a, b and c, of which the components b and c on the back of the parabolic mirror 2a 'of a semi-transparent mirror on hypothetical dividing lines 11 and 12 lie that divides the surface of the moving test specimen into three parts la, 1b and 1c share, while the photoelectric component a on the back of the same Parabolic mirror lies on a point that is slightly in front of the point at which the Laser beam starts scanning Then counters 15a, 15b and 15c are provided, which count the flaws or cracks, and a toggle switch 16 which controls the operation of the three Counters depending on the signals from the photoelectric components a, b and c toggles. The reflected from the rotating mirror 3 at the focal point of the parabolic mirror 2a ' The laser beam scans the inside of the parabolic mirror 2a 'during this process Part of the laser beam is reflected on the parabolic mirror, while the rest Part through this to the photoelectric components a, b and c in that order is transmitted Assume that the laser beam passes through the point aO of the parabolic mirror 2a 'is allowed to pass through to the photoelectric component a, that part of the laser beam reflected at point a1 of the parabolic mirror 2a ' is guided to the end point b1 of the flat test specimen 1 that the laser beam over the Points a2 and a3 on the parabolic mirror 2a 'each to the photoelectric components b and c is transmitted that the reflected at point a4 of the parabolic mirror 2a ' Part of the laser beam to the other end point b4 of the flat, moving test object 1 is let through, and that the laser beam then over the other end of the flat Test object is out and the point a5 on the parabolic mirror b4 reached. When the laser beam reaches point aO, then occurs it enters the photoelectric component a and energizes the counter 15aO bis the laser beam When the point a1 is reached, nothing is reflected from the flat, moving test object 1 Light fed to the light receiver 5, which is at the focal point of the parabolic mirror 2b, and therefore there occurs such a situation as when the laser beam hits a flaw or Crack is encountered, which is detected by the defect detection device 14 and as an error is counted by the counter 15a. Only after the laser beam has reached the point a1, the laser beam is on the part 1a of the surface of the moving, flat test specimen 1, which of the three parts is reflected first is scanned into which the surface is divided, with the result that the Laser beam is directed to the light receiver 5 to a corresponding signal to create.

Es braucht nicht besonders betont zu werden, daß die Fehlererfassungseinrichtung 14 nicht arbeitet und der Zähler 15 nicht zählt, wenn kein Fehler oder Riß auf der Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings 1 vorhanden ist.Needless to say, the failure detection means 14 does not work and the counter 15 does not count if there is no fault or crack on the Surface of the moving, flat test specimen 1 is present.

Wenn der Laserstrahl 1 den Punkt a2 erreicht, dann wird ein Signal zum fotoelektrischen Bauelement b gespeist. Es wird vom Zähler 15a zum Zähler 15b über den Umschalter 16 umgeschaltet, wodurch die Zählung der Fehler oder Risse auf dem Oberflächenteil ib des ebenen, sich bewegenden Prüflings 1 fortgesetzt wird, bis der Laserstrahl den Punkt a1 erreicht. In ähnlicher Weise wird vom Zähler 15b zum Zähler 15c umgeschaltet, wenn der Laserstrahl den Punkt a3 erreicht, wodurch die Zählung der Fehler oder Risse auf dem Oberflächenteil 1c des ebenen, sich bewegenden Prüflings 1 beginnt. Nachdem der Laserstrahl den Punkt a4 verlassen hat, wird kein Licht auf die Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings eingespeist. Als Ergebnis wird eine zusätzliche, nicht erforderliche Zahl im Zähler 15c wie im Zähler 15a gespeichert. Dieser Zählfehler wird in einer weiter unten näher erläuterten Weise behandelt Wenn der Laserstrahl nach einer Abtastperiode zum Punkt aO zurückkehrt, dann wird mittels des fotoelektrischen Bauelements a vom Zähler 15c zum Zähler 15a übergegangen, so daß ein Differenzteil der Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings 1 auf Fehler oder Risse abgesucht wird, die, wenn welche vorhanden sind, im Zähler 15a gespeichert werden Im folgenden wird anhand der Fig. 20 näher erläutert, wie die zusätzliche, nicht erforderliche Zahl, die oben erwähnt wurde, behandelt wird Das fotoelektrische Bauelement a wird zum Punkt x1 (das ist der Punkt, an dem das Ende des sich bewegenden, ebenen Prüflings von der Seite des Prüflings aus gesehen gerade vorbeigelaufen ist) nach innen vom Punkt a1 aus zurückgebracht, und ein neues fotoelektrisches Bauelement d wird an den Punkt x2 (das ist der Punkt, an dem der Laserstrahl noch nicht das eine Ende des sich bewegenden, ebenen Prüflings 1, vom anderen Ende aus gesehen, erreicht hat) nach innen vom Punkt a4 aus gebracht, so daß der Zähler 15a zu arbeiten beginnt, wenn der abtastende Strahl in das fotoelektrische Bauelement a eintritt. Wenn der Laserstrahl in das fotoelektrische Bauelement b eintritt, dann wird vom Zähler 15a zum Zähler 15b umgeschaltet. Wenn der Laserstrahl in das fotoelektrische Bauelement c eintritt, dann wird vom Zähler 15b zum Zähler 15c umgeschaltet. Wenn der Laserstrahl in das fotoelektrische Bauelement d eintritt, dann unterbricht der Zähler 15c seinen Betrieb. Wenn der Laserstrahl in das fotoelektrische Bauelement a eintritt, dann beginnt der Zähler 15a zu arbeiten. In dieser Weise wird die Zählung nur dann durchgeführt, wenn der Laserstrahl zwischen dem zuerst betriebenen fotoelektrischen Bauelement und dem neu hinzugefügten fotoelektrischen Bauelement d liegt Deshalb wird weder der Zähler 15a noch der Zähler 15c unnötig betätigt, von denen jeder einen zusätzlichen, nicht erforderlichen Fehler oder Riß zählt, mit dem Ergebnis, daß die ermittelte Zahl an Fehlern oder Rissen mit deren tatsächlicher Anzahl übereinstimmt. Selbst wenn der Laserstrahl unregelmäßig an den-Enden des sich bewegenden Prüflings 1 reflektiert wird, wird eine fehlerhafte Zählung verhindert, da beide Zähler 15a und 15c in ihrem ausgeschalteten Zustand bleiben.When the laser beam 1 reaches the point a2, it becomes a signal fed to the photoelectric component b. It changes from counter 15a to counter 15b switched via the changeover switch 16, whereby the counting of the defects or cracks on the surface part ib of the flat, moving test specimen 1 is continued, until the laser beam reaches point a1. Similarly, the counter 15b switched to the counter 15c when the laser beam reaches the point a3, whereby the count of the defects or cracks on the surface part 1c of the flat moving one DUT 1 begins. After the laser beam has left point a4, there will be no Light fed onto the surface of the moving, flat test object. as Result will an additional, unnecessary number in the counter 15c as stored in counter 15a. This counting error is discussed in a further below As explained in more detail when the laser beam is treated after a scanning period returns to point aO, then by means of the photoelectric component a from Counter 15c went over to counter 15a, so that a difference part of the surface the moving, flat test specimen 1 is searched for defects or cracks that, if any are stored in the counter 15a 20 explains in more detail how the additional, unnecessary number, the The photoelectric component a becomes the point x1 (this is the point at which the end of the moving, flat test object of the side of the test object has just passed) to the inside of the point a1 is brought back from, and a new photoelectric component d is brought to the point x2 (this is the point at which the laser beam has not yet reached one end of itself moving, flat test specimen 1, seen from the other end) brought in from point a4 so that the counter 15a starts working when the scanning beam enters the photoelectric component a. When the laser beam enters the photoelectric component b, then the counter 15a becomes the counter 15b switched. When the laser beam enters the photoelectric component c, then a switch is made from counter 15b to counter 15c. When the laser beam hits the Photoelectric component d occurs, then the counter 15c stops its operation. When the laser beam enters the photoelectric component a, it starts the Counter 15a to work. In this way, the count is only carried out if when the laser beam between the photoelectric component operated first and the newly added photoelectric component d is therefore neither the counter 15a nor the counter 15c operated unnecessarily, each of which has an additional, unnecessary defect or crack counts, with the result that the determined Number of defects or cracks corresponds to their actual number. Self when the laser beam is irregularly reflected at the ends of the moving specimen 1 erroneous counting is prevented because both counters 15a and 15c are in their remain switched off.

Es braucht nicht besonders betont zu werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf den Fall beschränkt ist, bei dem die Oberfläche des sich bewegenden, ebenen Prüflings in drei Teile geteilt ist. Die Erfindung kann auch mit den gleichen Vorteilen in Fällen angewendet werden, in denen die Oberfläche in eine unterschiedliche Anzahl von Teilen eingeteilt ist. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die fotoelektrischen Bauelemente auf dem Parabolspiegel 2a' in der Form einer halbversilberten Platte vorgesehen. Die gleichen Vorteile können auch erreicht werden, wenn die fotoelektrischen Bauelemente auf dem Parabolspiegel 2b vorgesehen sind. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, bei dem einer der Parabolspiegel durch einen ebenen Spiegel ersetzt ist, so daß der am ebenen Spiegel reflektierte Laserstrahl wieder auf den Parabolspiegel gerichtet ist, und so daß die am Parabolspiegel reflektierten Lichtstrahlen für die Erfassung von Fehlern oder Rissen gesammelt werden. Needless to say, the present Invention is not limited to the case where the surface of the moving, flat specimen is divided into three parts. The invention can also be used with the same Advantages are applied in cases where the surface in a different Number of parts is divided. In the embodiments described are the photoelectric components on the parabolic mirror 2a 'in the form of a half-silvered Plate provided. The same advantages can also be achieved when using the photoelectric Components are provided on the parabolic mirror 2b. Furthermore, the present Invention can also be applied to a case where one of the parabolic mirrors is replaced by a flat mirror, so that the reflected on the flat mirror Laser beam is directed back to the parabolic mirror, and so that the parabolic mirror reflected light rays collected for the detection of defects or cracks will.

In diesem Fall können, wenn die Abtastgeschwindigkeit abhängig von Veränderungen in der Anzahl der Teile der Oberfläche des sich bewegenden9 ebenen Prüflings, abhängig von der Breite von jedem eingeteilten Teil, abhängig vom Vorschub des Prüflings oder abhängig von anderen Faktoren verändert wird, alle Fehler oder Risse leicht und genau erfaßt werden, die auf der Oberfläche des sich bewegenden Prüflings bestehen können, indem die auf der Rückseite des Reflexionsspiegels vorgesehenen fotoelektrischen Bauelemente versetzt oder umgeschaltet werden, so daß die Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung wesentlich vergrößert werden, was bei der bekannten Erfassungsvorrichtung nicht möglich ist Wenn sich der ebene Prüfling stufenförmig bewegt und wenn sich die Einteilungslinien verändern, können die fotoelektrischen Bauelemente weiterhin mittels der mechanisch oder elektrisch umgesetzten Werte der Verschiebungen der Enden des sich bewegenden Prüflings bewegt werden, wodurch eine genaue Fehlererfassung trotz der stufenförmigen Bewegung des sich bewegenden Prüflings 1 ermöglicht wirdIn this case, if the scanning speed depends on Changes in the number of parts of the surface of the moving9 planes Test specimen, depending on the width of each divided part, depending on the feed of the test item or depending on other factors is changed, all errors or Cracks are easily and accurately detected that appear on the surface of the moving DUTs can pass by placing the ones provided on the back of the reflecting mirror Photoelectric components are moved or switched, so that the possible applications the device can be significantly enlarged, which is the case with the known detection device is not possible If the level test object moves in steps and if it moves The photoelectric components can continue to change the graduation lines by means of the mechanically or electrically converted values of the displacements of the Ends of the moving test specimen are moved, ensuring accurate defect detection is made possible despite the stepped movement of the moving test specimen 1

Claims

Claims 1, device for the automatic inspection of the surface a moving test object, g e k e n n -z e i c h n e t by two each other opposing parabolic mirrors (2a, 2b), each of which has a straight vertical Has cross-section and a parabolic horizontal cross-section, a polyhedral Rotating mirror (3) with several surfaces for reflection and emission of a laser beam in several directions, and a light receiver (5) into which the laser beam is fed the parabolic mirrors (2a, 2b) are provided on the flat test object (1), which moves at a constant speed in a certain direction, the multi-faceted rotating mirror (3) at the focal point of one parabolic mirror (2a) is located and has a vertical axis of rotation, the test specimen (1) in one straight line in the transverse direction to the feed direction of the test object (1) with the laser beam is scanned after it has hit the parabolic mirrors (2a, 2b) was reflected, wherein the light receiver (5) the laser beam after the reflection on the two parabolic mirrors (2a, 2b) and the flat test item (1) into an electrical one Converts electricity to thereby all defects on the surface of the test object (1) as changes to capture the current.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the axes the parabolic collecting mirror (2a, 2b) and the surfaces of the multi-faceted rotating mirror (3) at the same angle to the vertical axis of the flat, moving specimen (1) are inclined to adjust the arrangement of the optical system 3 device for the automatic testing of the surface of a moving, flat test object, g e k e n n -z e i c h n e t by a parabolic mirror (2a) with a parabolic mirror horizontal cross-section and a linear vertical cross-section, through a flat mirror inclined inwards against the parabolic mirror (2a) at an angle (8), the parabolic mirror (2a) and the flat mirror (8) facing each other the test object (1) are located by a multi-faceted rotating mirror (3), the m Focal point of the parabolic mirror (2a) is, and by a receiver (5) for the Laser beam 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the regularly reflected light portion is detected by the light receiver (5) is, while at the same time the scattered light component through several independently in further light receivers (5 ', 5) provided in the vicinity of the light receiver (5) are detected wird0 5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the light receiver (5) has a conical or multi-faceted receiving optics (5a) with an inner reflection surface, one on the base of the receiving optics (5a) provided diffusing film (5c) and one on top the receiving optics (5a) provided photoelectric component (5b) that the light within the receiving optics.

6 Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that that the light receiver (5) has a conical or polyhedral receiving optics (5a) with an inner reflection surface, one on the base of the receiving optics (5a) provided destruction film (5c), a first, on the tip of the receiving optics (5a) provided photoelectric component (5b), which the light within the Receiving optics (5a) receives, and a second, in the middle of the divergent film (5c) provided photoelectric component (5b '), which the light outside the Receiving optics (5a) receives 7. Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the light receiver (5) has a conical or polyhedral Receiving optics (5a) with an inner reflection surface, one on the base the receiving optics (5a) provided diverging film (5c) with opaque Parts, a first, provided on the tip of the receiving optics (5a) photoelectric Component (5b) that receives the light within the receiving optics (5a), and one second photoelectric ones provided in the center of the diffusing film (5c) Component (5b ') which receives the light outside of the receiving optics (5a).

8. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the light receiver (5) has a conical or polyhedral Receiving optics (5a) with an inner reflection surface, one on the base the receiving optics (5a) provided diverging film (5c), a first, on the Tip of the receiving optics (5a) provided photoelectric component (5b), the receives the light within the receiving optics (5a), and a second one in the vicinity the receiving optics (5a) provided photoelectric component (5b ') 9 that the Light regularly reflected on the diffusing film (5c) receives 90 device after one of claims 1 to 3, characterized in that the light receiver (5) has a diffusion penetration film (5cm) and two photoelectric components (5b, 5b '), which are close to each other -provided, whereby the sum and the difference detected between the output signals of the photoelectric components (5b, 5b ') 10. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the multi-faceted rotating mirror (3) with several flat and convex reflection mirrors (11, 12) is equipped.

11. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that at least one of the parabolic mirrors (2a, 2b) consists of a semi-silver-plated plate consists, and that several photoelectric components (a, b, c) one after the other the back of the semi-silver-plated plate are provided for parts of the laser beam to receive, the photoelectric components (a, b, c) generating signals, fed into several counters (15a, 15b, 15c) be to by this to count the signals detected by the light receiver 12 device after Claim 11, characterized in that one of the photoelectric components, that is first excited is returned to a point where that one photoelectric component the laser beam after passing the end of the flat, moving test specimen (1) receives inside, and that an additional photoelectric Component receives the laser beam before the laser beam reaches the other end of itself moving, level test specimens (1) reached9 with the counters (15a, 15b, 15c) during the length of time during which the laser beam is not part of the The surface of the moving 9 flat test piece, which is between the first excited photoelectric component and the additional union photoelectric component provided is to