DE2338295C2

DE2338295C2 - Vorrichtung zum Feststellen von Fehlern auf gegenüberliegenden Flächen einer im wesentlichen ebenen Bahn

Info

Publication number: DE2338295C2
Application number: DE2338295A
Authority: DE
Inventors: Graham Morley Edinburgh Clarke
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1972-07-29
Filing date: 1973-07-27
Publication date: 1982-04-22
Also published as: NO134926B; JPS5433550B2; DK136281B; NO134926C; US3836261A; GB1436124A; DK136281C; JPS4986084A; DE2338295A1; IT990024B; FR2195346A5

Description

Die l-'rfindunp betrifft eine Vorrichtung /um FeMMcI len von Fehlern auf gegenüberliegenden Flächen eineim wesentlichen ebenen Bahn, mit einer AbhistsUition.

die eine Strahlungsquelle für eine elektromagnetische Strahlung besitzt, einer Einrichtung zum Fokussieren eines Strahles auf die abzutastende Bahn, einer Einrichtung, um den Strahl wiederholt quer über die Bahn zu führen, die relativ zur Abtaststation quer zur Bewegung des Strahles bewegbar ist, und mit einer Einrichtung zum Empfang der von der Bahn diffus reflektierten Strahlung, wobei ein Ausgangssignal abgegeben wird, das sich abhängig von Änderungen der

ίο Intensität der empfangenen Strahlung ändert

Es sind Detektoren zum Feststellen von Fehlern oder Flecken bekannt (DE-OS 22 06 126), bei denen Licht zu einem schmalen Strahl fokussiert wird, der auf eine sich bewegende Fläche trifft, wobei der Strahl quer zur

is Bewegungsrichtung dieser Fläche bewegt wird. Das von der Fläche zurückgeworfene Licht wird aufgefangen und durch einen Photodetektor aufgenommen, wobei eine Veränderung dieses empfangenen Lichtes eine Änderung der Intensität des reflektierten Lichtes aufgrund einer mit Fehlern behafteten Fläche anzeigt

Mit einem derartigen Detektor kann nur eine Oberfläche einer Bahn abgetastet werden. Soii auch die andere Oberfläche auf Fehler abgetastet werden, so muß entweder die Bahn erneut mit dieser Oberfläche an dem Detektor vorbeigeführt werden, oder es ist ein zweiter Detektor für die zweite Oberfläche vorzusehen, wie dies aus der DE-AS 10 07 077 bekannt ist bei der beide Seiten einer Bahn gleichzeitig, jedoch mittels zweier getrennt voneinander arbeitender Detektoren abgetastet wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß beide Seiten einer Bahn in einem Durchgang und mit einer einzigen Abtastvorrichtung abgetastet werden können.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Ebene der Bahn im wesentlichen zur Abtaststation hin ausgerichtet ist, daß benachbart zu jeder der beiden gegenüberliegenden abzutastender? Flächen der Bahn je eine reflektierende Flächt im A'eg des Strahles angeordnet ist und diese Flächen zur Ebene der abzutastenden Bahn so geneigt sind, daß der Strahl von den reflektierenden Flächen nacheinander auf die beiden Flächen der abzutastenden Bahn reflektiert wird.

Eine mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestattete Vorrichtung ermöglicht es, mittels nur einer Abtaststation beide Seiten einer Bahn in einem Durchgang abzutasten.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

F i g. 1 schematisch im Schnitt eine bekannte Vorrichtung zum Auffinden von Fehlern in der Fläche einer sich bewegenden Bahn zeigt.

F i g. 2 zeigt schematisch im Schnitt eine beispielhafte Vorrichtung nach der Erfindung zum Auffinden von Fehlern in beiden Flächen einer bewegten Bahn.

Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung nach F i g. 2.

wi F i g. 5 zeigt in Draufsicht die Vorrichtung nach F i g. 4 mit einer modifizierten Anordnung der reflektierenden Flächen.

Bei der Vorrichtung I nach Fig. I wird Licht oder eine Strahlung nahe beim sichtbaren Bereich aus einen;

ι-'. Laser 2 durch eine Fokussicreinrichtung 3 fokussiert und in Form eines Strahles auf eine Fläche 4 gerichtet mit Hilfe einer reflektierenden Facette eines mit einer Vicl/;ihl von Fbcncn versehenen Spiegels 5. Der Spiegel

5 dreht sich um eine Achse parallel zu den Ebenen seiner Facetten, so daß jede Facette bei ihrer Bewegung den Strahl unterbricht und ihn quer über die abzutastende Fläche führt. Wenn die Fläche senkrecht zur Zeichenebene bewegt wird, werden diese Bewegung und die Drehzahl des Spiegels 5 entsprechend eingestellt, so daß der Strahl die Fläche in Form eines Rasters mit gewünschtem Zeilenabstand überstreicht. Das von der Fläche 4 diffus reflektierte Licht wird von einem Photodetektoi ti aufgefangen. Wenn der eng fokussierte Strahl über einen Fehler auf der Fläche läuft, ändert sich die Lichtmenge, die mit der Frequenz des einfallenden Lichtes reflektiert wird und die entsprechende Änderung des Ausgangssignales des Photodetektors wird als Anzeige der Lage und der Größe des Fehlers in einem dem Detektor nachgeschalteten Apparat verarbeitet.

Bei dem erfindungsgemäßen Detektor nach F i g. 2 ist die Abtsststation 1 ähnlich aufgebaut wie in Fig. 1 und gleiche Teile haben dieselben Bezugszeichen.

Der Detektor hat zwei ebene Spiegel 8 und 9, deren reflektierende Rächen senkrecht zueinander liegen und in der Bahn des Strahles vom Spiegel 5 angeordnet sind. Die zu untersuchende im Schnitt gezeigte Bahn 10 wird an der Abtaststation parallel zur Drehachse des Spiegels 5 und senkrecht zur Zeichenebene vorbeigeführt, wobei die Ebene der Bahn den Winkel zwischen den Spiegeln 8 und 9 halbiert.

Im Betrieb wird der Lichtstrahl des Lasers durch den sich drehenden Spiegel 5 in Richtung des Pfeiles ti reflektiert, und zwar innerhalb der gestrichelten Grenzlinien 12 und 13.

Wenn der Strahl während des ersten Teiles der Abtastung von links nach rechts läuft, fällt er auf den Spiegel 8 und wird auf die Fläche 14 der Bahn 10 reflektiert, wobei er diese Fläche in Richtung des Pfeiles t5 überstreicht und abtastet. Das auf die Fläche treffende Licht wird diffus in alle Richtungen reflektiert und ein Teil des Lichtes fällt auf den Spiegel 8 und wird von diesem etwa in Richtung des Spiegels 5 reflektiert. Benachbart zu dem Spiegel 5 ist ein ebener Spiegel 6' angeordnet, der dazu dient, das reflektierte Licht auf den Photodetektor 6 umzulenken. Während des zweiten Teiles der Abtastung fällt der Strahl auf die Fläche des Spiegels 9 und wird von diesem zur Oberfläche 16 der Bahn 10 reflektiert und er läuft über diese Fläche in Richtung des Pfeiles 17. Hierbei wird das von der Oberfläche diffus reflektierte Licht durch die Spiegel 9 und 6' zum Photodetektor 6 reflektiert. Auf diese Weise werden beide Flächen der Bahn in entgegengesetzten Richtungen abgetastet.

F i g. 3 zeigt eine alternative Anordnung, bei der eine Vielzahl von Paaren geneigter Spiegel aneinander angrenzend in Richtung der Abtastung des einfallenden Strahles angeordnet ist. Diese Anordnung eignet sich zur Abtastung vor Fehlern in den Flächen von Bahnen, die schmal bezüglich der Breite der Abtastung sind. Der Strahl vom Spiegel 5 tastet zwischen den Stellungen ab. die durch die gestrichelten Linien 12' und 13' gegeben sind und er wird nacheinander auf die Spiegel 8', 9', 8². 9², 8³ und 9' gelenkt. Wenn der Abtaststrahl von den Spiegeln 8 und 9 auf iedc der Bahnen 18'. 18^J und 18' reflektiert wird, tastet er beide Oberflächen jeder Bäht nacheinander in Richtung der Pfeile 15 un., 1" senkrecht /u ihrer Bewegungsrichtung ab. Das von dn !lachen diffus reflektierte Licht wird durch die Spiegc¹ zum Photodetektor -eflektier!.

Diese Anordnung eignet sich fiir Bahnen, die in ihre; Position durch eine Spannung gehalten werden können, die durch die Transporteinrichtungen aufgebracht wird und sie hat den Vorteil, daß die beiden Flächen jeder der Bahnen abgetastet werden, ehe der Strahl zur nächsten Bahn übergeht.

Eine weitere alternative Ausführungsform zeigt F i g. 4. Hier ist nur ein Teil des rotierenden Spiegels 5" als Quelle eines Abtaststrahles zwischen den Grenzlinien 12" und 13" gezeigt, wobei die ebenen Spiegel 19 und 20 den Spiegeln 8 und 9 entsprechen.

tu Bei dieser Ausführungsform werden die Bahnen 21 parallel zueinander und in derselben Ebene bewegt, die den Winkel zwischen den Spiegeln 19 und 20 halbiert. Die Bahnen werden senkrecht zur Zeichenebene der Figur transportiert und der Lichtstrahl bewegt sich in der Zeichenebene in Richtung des Pfeiles 22.

Der Betrieb ist im wesentlichen derselbe wie bei der Ausführungsform nach F i g. 2, das heißt während des ersten Teiles der Abtastung wird der Strahl vom Spiegel 19 reflektiert und tastet die untere Fläche sämtlicher Bahnen 21 nacheinander in Richtung des Pfeiles 23 ab, während im zweiten Teil der Abtastung der Strahl vom Spiegel 20 refiekiiert wird und nacheir-ander die obere Fläche sämtlicher Bahnen 21 in Richtung des Pfeiles 24 abtastet.

Das von den Flächen der Bahnen diffus reflektierte Licht •■t-ird durch die Spiegel 19 oder 20 zum Detektor 6 (in F i g. 4 nicht gezeigt) zurückgeworfen.

Im Betrieb ist es unter Umständen möglich, daß sich Staub auf den Spiegelflächen absetzt und eine

jo Rückstreuung des einfallenden Strairles bewirkt, was fälschlicherweise zu einer Anzeige von Fehlern führen könnte. Um dies zu vermeiden, sind die Wege des einfallenden und des reflektierten Lichtes in Bewegungsrichtung der abzutastenden Bahnen versetzt oder

ü verschoben wie in F i g. 5 gezeigt ist.

Der Spiegel 20 ist in zwei Teile 20' und 20" getrennt, die sowohl zueinander wie auch zur Ebene der abzutastenden Bahnen geneigt sind. Das vom rotierenden Spiegel 5" einfallende Licht, das einen S.rahl 25 bildet, wird vom Spiegel 20' auf die Oberfläche einer Bahn im Punkt 26 geworfen. Das von der Bahn diffus reiiektierte Licht wird vom Spiegel 20" in Richtung zum Photodetektor 6 reflektiert. Der einfallende und der reflektierte Strahl sind auf diese Weise in Bewegungsrichtung der Bahn getrennt. Um eine vollständige Trennung zu erreichen, sind die Lichtstrahlen durch eine Zwischenwand 27 getrennt. Eine entsprechende Anordnung (nicht gezeigt) wird für den Spiegel 19 benutzt. Anstelle der Bahnen kann auch eine Folge von im wesentlichen ebenen Einzelobjekten untersucht werden, wenn diese Objekte zu einer Achse in ihrer Ebene symmetrisch sind, wozu sich die Anordnung nach F i f. 4 eignet, wobei die Objekte auf einem Förderband 28, das mit öffnungen versehen ist, transportiert werden, so

^r»5 daß sie von beiden Seiten abgetastet werden können. In einer modifizierten Form der optischen Anordnung (nicht gezeigt) können gekrümmte Spiegel verwendet werden, um eine konstante Weglänge für den einfallenden Lichtstrahl während der Abtastung zu

tin erreichen, wobei der Strahl scharf auf die abzutastenden Oberflächen fokussiert wird.

lic sehr kleinen Gegenständen oder schmalen Bahnen können die Anordnungen nach den F i g. 3 und 4 kombiniert werden, so daß eine Vielzahl von Spicgel-

• kombinationen en'steht, wobei jedes Paar gcneigur Spiegel an gegenüberliegenden Seiten einer Vielzahl von Objekten oder Bahnen nebeneinander angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuneeu

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Feststellen von Fehlern auf gegenüberliegenden Flächen einer im wesentlichen ebenen Bahn, mit einer Abtaststation, die eine Strahlungsquelle für eine elektromagnetische Strahlung besitzt, einer Einrichtung zum Fokussieren eines Strahles auf die abzutastende Bahn, einer Einrichtung, um den Strahl wiederholt quer über die Bahn zu führen, die relativ zur Abtastsiation quer zur Bewegung des Strahles bewegbar ist, und mit einer Einrichtung zum Empfang der von der Bahn diffus reflektierten Strahlung, wobei ein Ausgangssignal abgegeben wird, das sich abhängig von Änderungen der Intensität der empfangenen Strahlung ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Bahn (10) im wesentlichen zur Abtaststation (1) hin ausgerichtet ist, daß benachbart zu jeder der beiden gegenüberliegenden abzutastenden Flächen (14, 16) der Bahn (10) je eine reflektierende Fläche im Weg des Strahles angeordnet ist und diese Fiäohen (8,9) zur Ebene der abzutastenden Bahn (lö) so geneigt sind, daß der Strahl von den reflektierenden Flächen (8, 9) nacheinander auf die beiden Flächen (14, 16) der abzutastenden Bahn (10) reflektiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden reflektierenden Flächen Spiegel (8, 9) sind, die bezüglich der abzutastenden Bahn (10) so angeordnet sind, daß ihre Ebenen sich in einer Linie schneiden, die in der Ebene der Bahn (10) liegt und suh in Richtung der Relativbewegung zwischen der Bahn (?Q) und der Abtaststation (1) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der abzutastenden Bahn (10) zwei Spiegel (20', 20") angeordnet sind, die relativ zueinander und in gleichem Maße zu der abzutastenden Fläche geneigt und in Bewegungsrichtung der Bahn (10) im Abstand voneinander angeordnet sind, derart, daß der Strahl von einem Spiegel des Paares auf die abzutastende Fläche reflektiert wird, und die von dieser Fläch-.: reflektierte Strahlung durch den anderen Spiegel dieses Paares zu der Empfangseinrichtung (6) reflektiert wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Spiegel (19, 20) so angeordnet sind, daß eine Vielzahl von nebeneinander in einer Ebene angeordneter Bahnen (21) abtastbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ! bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Gruppen (8¹, 9'; 8², 9^?: 8³. 9^J) von reflektierenden Spiegeln vorgesehen ist und je eine Gruppe je einer Bahn (18¹; 18²; 18³) zugeordnet ist, und daß diese Gruppen von Spiegeln aneinander angrenzend in Richtung der Abtastung so angeordnet sind, daß der Abtaststrahl nacheinander auf die Spiegel dieser Gruppen fällt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn/cichnet. clnB die reflek tierenden Flächen ebene Spiegel sind