DE2341157A1 - Anordnung zum messen, kontrollieren und steuern der lage ausgewaehlter punkte von koerpern gegenueber einer optischen trassiergeraden - Google Patents

Description

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233-21.23OP 14. 8. 1973

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Anordnung zum Messen, Kontrollieren und Steuern der Lage ausgewählter Punkte von Körpern gegenüber einer optischen Trassiergeraden

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen, Kontrollieren und Steuern der Lage ausgewählter Punkte gegenüber einer optischen Trassiergeraden, zum genauen Messen der Form von Körpern oder Änderungen der Form dieser Körper gegenüber dieser Geraden und zum Führen von Körpern auf Bahnen, die gegenüber dieser Geraden bestimmt sind.

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Derzeitige Anforderungen an Meß- und Trassierarbeiten in der Geodäsie, im Bauwesen, im Verkehrswesen, im Hüttenwesen, im Bergbau, Maschinenbau und auf anderen Gebieten erfordern in stets

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steigendem Maß Meßmethoden, welche bei möglichst größerer Reichweite und größter Genauigkeit eine vollkommene Automatisierung dieser Arbeiten erlauben, d.h. vor allem eine selbsttätige Registrierung der Meßergebnisse oder ein selbsttätiges Steuern mancher Fertigungsvorgänge gemäß diesen Meßergebnissen. Derzeitige Anordnungen für genaue geodätische Messungen beruhen fast ausschließlich auf dem Prinzip des Anvisierens von Zielmarken über Fadenkreuze ver-. schieden genauer optischer Geräte, wo es zwar möglich ist, das Ablesen von Winkel- oder Längenangaben selbsttätig auszuführen, jedoch bei deren Einstellen die menschliche Arbeit vorherrscht, die nicht nur die Genauigkeit, sondern auch die Möglichkeit einer vollen Automatisierung des Messens beschränkt. Wo es möglich ist, in einem optisch ■Willkommen homogenen Medium mit einer Fresneloptik zu arbeiten (Vakuumsysteme linearer Beschleuniger), wurden mit Erfolg Laser-Trassierbündel angewandt. Unter üblichen atmosphärischen Bedingungen ist jedoch die kohärente Länge und damit auch die Reichweite derartiger Systeme so herabgesetzt, daß sie keine praktische Bedeutung haben. Anordnungen, die Laserbündel mit üblicher Optik verwenden, weisen dann eher Probleme auf mit dem Vorkommen von parasitären Beugungserscheinungen und arbeiten deshalb üblicherweise mit verschiedenen komplizierten photoelektrischen Systemen zum Auswerten der energetischen Bündelmittel, was auch bei Anwendung stabilisierter Einmodenlaser problematisch ist. Die mit diesen Anordnungen erzielten Ergebnisse sind verhältnismäßig befriedigend. Es ist auch mög-

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lieh," ein vollautomatisches Auswertendes Messens zu erzielen, jedoch bei großer Zeitdauer des Messens, oder mit verhältnismäßig geringer Genauigkeit, die noch dabei schnell mit der Entfernung sinkt. Soweit mit diesen Anordnungen eine höhere Genauigkeit oder eine Automatisierung~der Auswertung erzielt werden soll, muß an der Stelle des gemessenen Gegenstandes eine verhältnismäßig anspruchsvolle und komplizierte optische Auswertungsanordnung vorhanden sein, so daß sie für Arbeiten unter ungünstigen Verhältnissen nicht geeignet ist. Als nicht vernachlässigbare Nachteile können außer der erwähnten großen Empfindlichkeit auch der üblich große Energieverbrauch, die Abmessungen, das Gewicht, die kurze Lebensdauer und verhältnismäßig große Anschaffungskosten in Betracht kommen.

Die Genauigkeit der erwähnten Anordnungen, deren Prinzip kurz als Trassieren mittels einer Trassiergeraden bezeichnet werden kann, die in einer gegebenen vertikalen Ebene liegt und durch einen Punkt und einen Winkel gegeben ist, den diese Gerade mit einer Bezugsebene (z. B. einer waagerechten Ebene) einschließt, ist natürlich von der Winkelstabilität der optischen Achse des Lasers oder des Fernrohres mit einem Fadenkreuz abhängig, die sich in bedeutendem Maß mit steigender Entfernung des gemessenen Gegenstandes geltend macht. Dieser Nachteil ist bei Anordnungen wesentlich begrenzt, die ein Ver-

fahren des Abblendens des optischen Bündels verwenden, das sich zwischen einem Sender und Empfänger fortpflanzt - was ähnlich als Trassieren mittels einer durch die Lage zweier Punkte von ihr bestimmten Gerade charakterisiert werden kann.

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Anordnungen, die gemäß diesem Prinzip arbeiten, sind in einer Reihe von Abänderungen bekannt, denn dieses Prinzip bietet eine Reihe von Vorteilen und erlaubt auf einfache Art das Messen voll zu automatisieren, es kann jedoch auch eine Reihe von Nachteilen erwähnt werden, die deren Anwendung für genauere Trassierarbeiten ausschließen. Es sind vor allem die ungleichmäßige Empfindlichkeit und die allgemein geringe Meßgenauigkeit an verschiedenen Punkten der Meßbahn, die geringe Reichweite, die Abhängigkeit des Messens von Schwankungen der äußeren Lichtstärke oder von Änderungen der optischen Eigenschaften des Mediums entlang der Meßbahn, die Anwendung mechanischer Bauelemente (z. B. von Rotationsblenden) und auch üblicherweise ein großer Energieverbrauch und eine kurze Lebensdauer der Anordnung anzuführen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der erwähnten Anordnungen für genaue Trassierarbeiten wesentlich herabzusetzen oder zu beheben, das heißt eine Anordnung zu schaffen , die nach dem Einstellen an der Meßbahn ein stabiles und genaues Ablesen der Entfernungen des Gegenstandes von wenigstens einer Trassiergeraden ermöglicht, und zwar mit konstanter Genauigkeit und Empfindlichkeit an beliebiger Stelle einer langen Meßbahn, mit der Möglichkeit, dieses Ablesen voll zu automatisieren, selbsttätig aufzuzeichnen und ggf. als Signal für selbsttätiges Regeln auszunützen, wobei diese Ergebnisse ohne wesentliche Abhängigkeit sowohl von Schwankungen der äußeren Lichtstärke oder von Änderungen der optischen Eigenschaften des Mediums entlang der Meßbahn erzielt werden sollen, als auch ohne wesentlichen Einfluß einer Winkelinstabilität

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der optischen Achsen von Teilen der Anordnung, die am Anfang und am Ende der Meßbahn vorgesehen sind, auf die Gesamtgenauigkeit des Messens.

Die erfindungsgemäße Anordnung benötigt an der Stelle des gemessenen Gegenstandes keine komplizierte optische Auswertungsanordnung , hat einen geringen Verbrauch von Speiseenergie, ist billig, enthält im wesentlichen keine sich schnell bewegenden mechanischen Bestandteile und weist deshalb nur eine minimale Abnutzung auf, so daß mit einer langen Lebensdauer gerechnet werden kann.

Eine Anordnung zum Messen, Kontrollieren und Steuern der Lage ausgewählter Punkte von Körpern gegenüber einer optischen Trassiergeraden, die als Verbindungslinie der Mitte eines optischen Systems eines Senders eines Meßlichtstrahlenbündels und der Mitte eines optischen Systems eines auf die Wellenlänge und die Modulation dieses Meßlichtstrahlenbündels ansprechenden Empfängers bestimmt ist, wobei die Anordnung mittels eines Abblendverfahrens dieses Meßlichtstrahlenbündels arbeitet, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß als Sender des Meßlichtstrahlenbündels ein HaIbleiter-Iichtemissions(Leucht)-Bauelement verwendet wird, das mit einem optischen Richtspaltsystem ausgestattet ist. Den Empfänger dieses Lichtstrahlenbündels bildet ein Halbleiter-Photodetektor, der mit einem optischen Richtspaltsystem ausgestattet ist, dessen Spalt die gleiche Breite und/oder Länge besitzt wie der Spalt des optischen Richtspaltsystems des Senders und zu ihm parallel ist. Im

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Fortpflanzungsraum des Lichtstrahlenbündels zwischen dem Sender und Empfänger ist eine Blende vorgesehen, die mit einem gewählten Punkt des Gegenstandes, dessen Lage gegenüber der optischen Trassiergeraden gemessen und/oder gesteuert wird, fest oder über ein Bewegungsgerät verbunden ist.

Der Halbleiter-Photodetektor besitzt vorzugsweise eine mit Gleichstrom gespeiste Hilfsbelichtungs-Lichtemissionsdiode oder -Leuchtdiode, wobei die photoempfindliche Fläche des Photodetektors sich innerhalb des Strahlungswinkeis dieser Lichtemissionsdiode befindet .

Der Sender oder Empfänger kann auch ein Halbleiter-Lichtem issions-Bauelement eines Referenzlichtstrahlenbündels enthalten, und der Empfänger oder Sender enthält dann einen Halbleiter—Photodetektor dieses Iteferenzlichtstrahlenbündels und einen Vergleicher der Intensität des Meß- und des Referenzlichtstrahlenbündels.

Der Sender oder der Empfänger kann ferner ein Halbleiter-Lichtemissions-Bauelement eines Sperrlichtstrahlenbündels und einen Sperrkreis zum Anzeigen des Abblendens des Sperrlichtstrahlenbündels durch ein zufälliges Hindernis enthalten.

Die erwähnte Blende kann direkt durch den Umriß des Körpers gebildet werden, dessen Lage gemessen, kontrolliert oder gesteuert wird.

Das Bewegungsgerät, mittels welchem die Blende mit dem gewähl-

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ten Punkt des Körpers verbunden ist, dessen Lage gegenüber der optischen Trassiergeraden gemessen und/oder gesteuert wird, wird in Abhängigkeit von der Intensität des Signals des Empfängers des Meßlichtstrahlenbündels oder gemäß einem vorbestimmten Programm in Abhängigkeit von der vom Gegenstand zurückgelegten Bahn gesteuert .

Der Sender und/oder der Empfänger des Meßlichtstrahlenbündels kann mit Nivellier mitteln versehen werden, deren optische Achse parallel mit der optischen Achse des Richspaltsystems des Senders und/oder des Empfängers des Meßlichtstrahlenbündels ist, wobei die Entfernung dieser beiden Achsen genau bekannt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführung s- und Anwendungsbeispielen mittels beiliegender Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die grundsätzliche Anordnung der Erfindung,

Fig. 2 eine Anordnung, wo die Kante der Blende parallel mit der längeren Spaltseite ist,

Fig. 3 eine Anordnung, wo die Kante der Blende mit der kürzeren Seite des Spaltes parallel ist,

Fig. 4 die Abhängigkeit des Ausgangssignals des Empfängers des Meßlichtstrahlenbündels von der Größe der Abblendung der aktiven Zone dieses Bündels,

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Fig. 5 einen Halbleiter-Photodetektor mit einer Hilfs-Belichtungs-Lichtemissionsdiode,

Fig. 6 einen Halbleiter-Photodetektor mit einem optischen Richspaltsystem,

Fig. 7 ein Halbleiter-Lichtemissions-Bauelement mit einem optischen Richtspaltsystem,

Fig. 8 eine Baumaschine, einen Fertiger, dessen Arbeitsweise durch eine erfindungsgemäße Anordnung gesteuert wird,

Fig. 9 eine Anordnung zum Auswerten von Profilen, die durch eine erfindungsgemäße Anordnung gesteuert wird,

Fig. 10 die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung zum Steuern bzw. der Kontrolle der Lage eines Bearbeitungswerkzeuges einer großen Werkzeugmaschine, und

Fig. 11 eine Werkzeugmaschine, zum Beispiel eine Drehbank, wo der Durchmesser des bearbeiteten Teiles mittels einer erfindungsgemäßen Anordnung gemessen wird.

In Fig. 1 ist die grundsätzliche Anordnung dargestellt, bestehend aus einem Sender 1 eines modulierten Lichtstrahlenbündels, einem Empfänger 2 dieses Bündels und einer Blende 31, die in der Fort-

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pflanzungsbahn des Iichtstrahlenbündels vom Sender 1 zum Empfänger 2 vorgesehen ist. Eine Bedingung der Arbeitsweise ist dabei, daß sich der Empfänger 2 innerhalb eines' Strahlung swinkeis oC des Sender 1 und der Sender 1 sich innerhalb eines Empfangswinkels ß des Empfängers befindet. Die Anordnung besitzt die größte Reichweite und Genauigkeit, falls sich der Sender 1 auf der Achse des Empfangswinkels ß des Empfängers 2 und gleichzeitig der Empfänger 2 sich auf der Achse des Strahlungswinkels cC des Senders 1 befindet. Das Abblenden des Iichtstrahlenbündels des Senders 1 kann nur dann angezeigt werden, falls sich die Blende 31 in einer aktiven Zone 1121 dieses Bündels befindet, die einen Raum eines Parallelepipeds mit Grundflächen, bestimmt durch einen Spalt 111 des optischen Spaltsystems 11 des Senders 1 und einen Spalt 211 des optischen Spaltsystems 21 des Empfängers 2, darstellt. Eine Bedingung einer richtigen Arbeitsweise der Anordnung ist, daß der Empfänger 2 für die Wellenlänge und die Modulationsart der Strahlung des Senders 1 im wesentlichen empfindlich ist. Der Sender 1 und der Empfänger 2 ruhen auf Ständern 13 und 23.

Fig. 2 zeigt eine der geeigneten Ausführungen der Anordnung, wo die auf Ständern 13 und 23 ruhenden Sender 1 und Empfänger 2 mit optischen Spaltsystemen 11 und 21 mit Spalten 111 und 211 ausgestattet sind, deren Breite b wesentlich größer ist als deren Höhe a. Die größte Reichweite und Genauigkeit der Anordnung wird erzielt, falls die Spalte 111 und 211 gleich sind und die Längsseiten dieser Spalte 111 und 211 parallel sind, in welchem, in Fig. 2 dargestellten, Fall die aktive Zone 1121 des Iichtstrahlenbündels des Senders 1 die Form eines Prismas besitzt, dessen Grundflächen die Spalte 111 und 211

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bilden. Eine Arbeitskante 311 der Blende 31 ist parallel mit den längeren Kanten der Spalte 111 und 211, wodurch eine steile Abhängigkeit der auf das optische Spaltsystem 21 des Empfängers 2 auffallenden Lichtstrahlintensität vom Vorschub der Blende 31 in Richtung χ erzielt wird, die in Fig. 4 durch die Kurve k dargestellt ist.

Fig. 3 zeigt eine andere geeignete Ausführung der Anordnung, wo im Unterschied von der in Fig. 2 gezeigten Anordnung die Arbeitskante 311 der Blende 31 mit den kürzeren Seitender Spalte 111 und 211 parallel ist, wodurch ein größerer Bereich der linearen Abhängigkeit der auf das optische Spaltsystem 21 des Empfängers 2 auffallenden Lichtstrahlintensität vom Vorschub der Blende 31 in Richtung χ erzielt wird, was in Fig. 4 durch die Kurve m dargestellt ist.

In Fig. 4 ist die Abhängigkeit der auf das optische Spaltsystem des Empfängers 2 auffallenden Lichtstrahlintensität vom Vorschub der Blende in Richtung χ dargestellt. Die Abhängigkeit gemäß der Kurve k gilt für die Anordnung nach Fig. 2, wo a die Höhe des Spaltes des optischen Spaltsystems 11 des Senders 1 und des Spaltes 211 des optischen Spaltsystems 21 des Empfängers 2 ist und gleichzeitig auch die Höhe der aktiven Zone 1121 des vom Sender 1 ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels. Die relative Größe der Intensität des Lichtes, das auf das optische Spaltsystem 21 auffällt, ist in Richtung der Achse s aufgetragen, und ihre Abhängigkeit vom Abblenden der aktiven Zone 1121 durch die Blende 31 ist im Bereich der Höhe a ungefähr linear und sehr steil.

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Die Abhängigkeit gemäß der Kurve m gilt für die Anordnung gemäß Fig. 3, wo b die Breite des Spaltes 111 des optischen Spaltsystemes 11 des Senders 1 und des Spaltes 211 des optischen Spaltsystemes 21 des Empfängers 2 darstellt und gleichzeitig auch die Breite der aktiven Zone 1121 des Lichtstrahlenbündels des Senders 1. Die Abhängigkeit der relativen Größe der auf das optische Spaltsystem 21 auffallenden Lichtstrahlintensität vom Abblenden der aktiven Zone 1121 durch die Blende 31 ist im Bereich der Breite b fast linear und sanft, was ein Auswerten der Lage der Blende 31 gegenüber der aktiven Zone 1121 in breitem Lagenbereich, jedoch mit kleinerer Genauigkeit ermöglicht.

Die Abhängigkeit gemäß der Kurve η gilt für eine Anordnung, wo die Arbeitskante 311 der Blende 31 mit den Seiten der Spalte 111, 211 der optischen Spaltsysteme 11 und 21 einen allgemeinen Winkel einschließt . Auf diese Weise kann im Bereich c eine ungefähr lineare Abhängigkeit der relativen Größe der auf das optische Spaltsystem 21 auffallenden Lichtstrahlintensität vom Abblenden der aktiven Zone 1121 durch die Blende 31 erreicht werden, wobei der Bereich c durch geeignete Wahl des erwähnten Winkels im Bereich von a bis b eingestellt werden kann.

Die Abhängigkeit gemäß der Kurve ο gilt für eine Anordnung, wo die Höhe a der Spalte 111, 211 der optischen Spaltsysteme 11 und 21 so gewählt wird, daß sie ungefähr der Wellenlänge der verwendeten Strahlen entspricht, so daß das durch den Empfänger 2 erfaßte Signal überwiegend durch den Beugungseffekt an der Arbeitskante 311 der Blende gegeben ist.

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Fig. 5 zeigt einen Halbleiter-Photodetektor 25, der in einem Halter 27 angeordnet ist, in welchem sich auch eine Hilfsbelichtungs-Lichtemissionsdiode 26 so befindet, daß sie außerhalb der optischen Achse 251 des Photodetektors 25 liegt, welcher sich selbst innerhalb des Strahlungswinkeis T- dieser Lichtemissionsdiode befindet, die durch Gleichstrom gespeist wird. Der Photodetektor 25 wird somit mit konstanter Intensität beleuchtet, wodurch der Arbeitspunkt des Photodetektors 25 auf den Bereich der höchsten Empfindlichkeit eingestellt und gleichzeitig der Einfluß des natürlichen Schwankens der Außenbelichtung des Photodetektors 25 auf Änderungen seiner Empfindlichkeit herabgesetzt werden kann. Durch Anwendung der Hilfsbelichtungs-Lichtemissionsdiode 26 kann in Unterschied zu anderen Lichtquellen eine günstige Verbesserung des Signal-Rausch-Abstands erzielt werden.

Fig. 6 zeigt einen Halbleiter-Photodetektor 25 mit einem optischen Richtspaltsystem 21, das durch einen engen Ausschnitt eines parabolischen, sphärischen oder zylindrischen Spiegels gebildet wird, dessen optische Achse in Richtung des empfangenen Lichtstrahlenbündels liegt. Der Raum zwischen dem Ausschnitt 213 und dem Photodetektor 25 kann mit einem durchsichtigen optischen Medium gefüllt werden. Die Eintrittsfläche des optischen Spaltsystems 21 hat die Form eines engen Spaltes 211. Die erwähnte Anordnung ermöglicht eine Erfassung eines flachen parallelen Lichtstrahlenbündels.

Fig. 7 zeigt ein Halbleiter-Lichtemissionsbauelement 14 mit einem optischen Richtspaltsystem 11, das durch einen engen Aus-

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schnitt 112 eines parabolischen, sphärischen oder zylindrischen Spiegels gebildet wird, dessen optische Achse 1111 identisch ist mit der Achse des Strahlungsdiagramms des Lichtemissionsbauelementes 14. Der Ausschnitt 112 ist so orientiert, daß er in der Ebene der größten Divergenz des durch das Lichtemissionsbauelement 14 emittierten Lichtstrahlenbündels liegt. Das Lichtstrahlenbündel tritt aus dem optischen System 11 über den Spalt 111 aus. Der Raum zwischen dem Spalt 112 und dem Lichtemissionsbauelement 14 kann mit einem durchsichtigen optischen Medium gefüllt werden.

Die Ausschnitte 213 und 112 des sphärischen oder zylindrischen Spiegels können in den Anordnungen nach Fig. 6 oder 7 durch Ausschnitte einer sphärischen oder zylindrischen Linse ersetzt werden.

Fig. 8 zeigt eine Baumaschine - einen Fertiger oder Finisseur 5 -, der mit einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgestattet ist. An einem Ende der Arbeitsbahn des Finisseurs 5 ist auf einem Ständer 13 ein Sender 1 angeordnet, am anderen Ende an einem Ständer 23 ein Empfänger 2.

Am Fertiger 5 ist mittels eines Bewegungsgerätes 41 eine Blende 31 mit horizontaler Arbeitskante 311 angebracht. Die Lage der Blende 31 gegenüber dem Fertiger wird durch ein das Bewegungsgerät 41 steuerndes Steuerrad 412 eingestellt. Angaben über ein Abblenden werden drahtlos von einer Antenne 28 des Empfängers 2 einer Antenne 518 eines Gerätes 51 zum Auswerten der Angaben über das Abblenden der durch die optischen Spaltsysteme des Senders 1 ausge-

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strahlten und durch die optischen Spaltsysteme 21 und 22 des Empfängers 2 empfangenen Lichtstrahlenbündel übertragen. Der Betrieb eines' hydraulischen Systems 55 zum Einstellen der Dicke des durch den Fertiger 5 aufgetragenen Materials wird in Abhängigkeit vom Abblenden des durch das optische Spaltsystem empfangenen Lichtstrahlenbündels gesteuert.

Ein Bewegungsgerät 42 einer Blende 32 wird in Abhängigkeit vom Abblenden des durch das optische Spaltsystem 22 empfangenen Meßlichtstrahlenbündels so gesteuert, daß dadurch eine Arbeitskante 321 der Blende 32 in der Mitte der aktiven Zone dieses Bündels erhalten wird. Die Angabe über die Lage der Blende 32 gegenüber dem Fertiger 5 wird auf einen an einer Steuertafel 54 des Fertigers 5 vorgesehenen Lageanzeiger 53 übertragen. Gemäß dieser Angabe kann die Bewegungsrichtung des Fertigers 5 gesteuert werden. Die erwähnte Anordnung ermöglicht, geradlinige Abschnitte von Fahrbahnen oder Straßen zu bilden, wobei zum Bilden von Abschnitten veränderlicher Neigung ein Programmgerät 52 verwendet wird, so gemäß einem gegebenen Programm und in Abhängigkeit von Angaben von einem Meßfühler 56 über die durch den Fertiger 5 zurückgelegte Bahn mittels eines Servomechanismus 411 das Bewegungsgerät 41 und so auch die Lage der Blende 31 gegenüber dem Fertiger 5 eingestellt wird. Aufgrund der Angaben des Meßfühlers 56 können in das System 32, 42, 51, 53 der Führung des Fertigers 5 Programmkorrekturen zum Bilden von Krümmungen der Bahn ähnlich wie beim Bilden von Änderungen der Neigung eingeführt werden. Das durch das optische Spaltsystem 212 empfangene Referenzlichtstrahlenbündel dient einerseits zu

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einem relativen Auswerten der Signale der Lichtstrahlenbündel, die durch die optischen Spaltsysteme 21 und 22 zwecks Erhöhen der Genauigkeit und Begrenzen des Einflusses von Änderungen der Durchlässigkeit des optischen Mediums zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 empfangen werden, andererseits als Sperrbündel, denn die Schaltungen des Empfängers 2 sind so gestaltet, daß sie ein volles Abblenden dieses Bündels als Gegenwart eines unerwünschten Hindernisses im Raum zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 angeben können.

Nivelliergeräte 19 am Sender 1 und Nivelliergeräte 29 am Empfänger 2 dienen einerseits einem leichten gegenseitigen Einstellen des Senders 1 und Empfängers 2 im Sinne der Fig. 1, andererseits zjm Übertragen von Angaben von Trassierzeichen im Terrain in den Raum eines Straßenkörpers.

Fig. 9 zeigt eine Anordnung zum Auswerten von Profilen von zum Beispiel Straßen- oder Flugplatzkörpern. Die Anordnung besteht aus einem Tragrahmen 6, der durch Räder 611 und 612 getragen wird. An diesem Tragrahmen 6 ist an Zapfen 621 und 622 verschiebbar und drehbar eine Meßleiste 62 gelagert, an welcher Kontaktlageanzeiger 6231, 6232, 6239 angeordnet sind, die die Entfernung der Meßleiste 62 von der Oberfläche des Körpers in Längsprofilen 62311, 62321, 62391 in elektrische Signale übertragen. An der Meßleiste 62 sind ferner Markiergeräte 6241 und 6242 vorgesehen, welche am ausgewerteten Profil Orientiermarken 62411 und 62421 bilden. An der Meßleiste 62 ist ferner ein Gehäuse 625 mit Blenden 31 und 32 um eine

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Achse 6252 schwenkbar angebracht, deren Ausschlag durch einen Servomechanismus 6251 gemäß den Angaben eines mit der Leiste 62 fest verbundenen Neigungsmeßgerätes 626 derart stabilisert wird, daß die Arbeitskante 311 der Blende 31, die im Gehäuse 625 verschiebbar gelagert ist, in einer waagerechten Lage gehalten wird. Außer der im Gehäuse 625 verschiebbar gelagerten Blende 31 ist hier eine weitere Blende 32 gelagert, deren Arbeitskante 321 senkrecht zur Arbeltskante 311 der verschiebbaren Blende 31 ist, wobei diese Blende 32 im Gehäuse 625 befestigt ist. Die Drehbewegung der Meßleiste 62 um die Zapfen 621 und 622 wird durch einen Servomechanismus 613 gemäß den Angaben des Neigungsmeßgerätes 626 derart gesteuert, daß die Arbeitskante 321 der Blende 32 jeweils in vertikaler Lage gehalten wird.

Am Anfang der gemessenen Bahn ist an einem Ständer 13 ein Sender 1 und am Ende dieser Bahn an einem Ständer 23 ein Empfänger 2 des durch den Sender 1 ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels angeordnet. Der Sender 1 und der Empfänger 2 werden gegenseitig im Sinne der Fig. 1 mittels der Nivelliergeräte 19 und 20 eingestellt, wobei die mittAs der optischen Spaltsysteme 21, 22 und 212 empfangenen aktiven Bündfelzonen durch das Gehäuse 625 führen. Der Tragrahmen 6 wird über eine Anhängerkupplung 610 in Richtung A, d. h. entlang der ausgewerteten Bahn, z. B. mittels eines Kraftwagens, gezogen.

Die Angaben über das Abblenden der aktiven Zone des über das optische Spaltsystem 21 empfangenen Lichtstrahlenbündels durch die

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Arbeitskante 311 der Blende 31 werden von der Antenne 28 drahtlos der Antenne 616 des Empfängers 615 übermittelt, und gemäß diesen Angaben wird die Arbeitskante 311 mittels eines Servomechanismus 6253 auf die Mitte dieser aktiven Zone eingestellt. Ähnlich werden Angaben über ein Abblenden der aktiven Zone des Iichtstrahlenbündels durch die Arbeitskante 321 der Blende 32, das über das optische Spaltsystem 22 empfangen wird, übertragen, und gemäß diesen Angaben wird mittels eines Servomechanismus 617 die Lage der Meßleiste 62 und so auch der Blende 32 in Richtung der Achsen der Zapfen 621 und 622 gegenüber dem Rahmen 6 so eingestellt, daß die Arbeitskante 321 der Blende 32 in der Mitte dieser aktiven Zone erhalten wird. Die Wirkungsweise des über das optische Spaltsystem 212 empfangenen Referenzlichtstrahlenbündels ist der Wirkungsweise des anhand der Fig. 8 beschriebenen Referenzlichtstrahlenbündels analog.

Um das Steuern des Zugkraftfahrzeuges zu erleichtern, ist an diesem ein grober Indikator der Fahrtrichtung angeordnet, der die Angabe der Lage der Meßleiste 62 gegenüber dem Rahmen 6 zeigt, welche durch einen Lagemeßfühler 618 erfaßt wird.

Die ganze beschriebene Anordnung ermöglicht, die folgenden Werte abzulesen und durch Mittel, die am Zugkraftfahrzeug vorgesehen sind, selbsttätig aufzuzeichnen:

1. Die Lage der Meßleiste 62 entlang der gemessenen Bahn, z. B. gemäß den Angabendes Entfernungsmeßgerätes 614.

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2. Angaben der Kontaktlageanzeiger 6231, 6232, 6239.

3. Die Lage der Arbeitskante 311 der Blende 31 gegenüber der Meßleiste 62 gemäß den Angaben des betreffenden Lagemeßfühlers 6254. .

4. Angaben über die Neigung der Achse der Meßleiste 62 gegenüber der waagerechten Ebene, welche vom Neigungsmeßgerät 626 erhalten werden.

Im Fall einer schnellen Vorwärtsbewegung der Anordnung, falls es nicht möglich ist, die Arbeitskante 311 der Blende 31 im idealen Mittelpunkt der aktiven Zone des betreffenden Strahlenbündels zu erhalten, ist sie geeignet, zusammen mit den aufgezeichneten Angaben mittels des Aufzeichnungsgerätes 24 auch die augenblicklichen Werte eines Analog signals aufzuzeichnen, die den Abblendungsgrad der aktiven Zone dieses Lichtstrahlenbündels angeben.

Aus allen diesen Angaben kann die Oberflächenform des Straße^-, Flugplatz- oder anderen Körpers rekonstruiert werden.

In Fig. 10 ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung zum Steuern bzw. Kontrollieren der Lage eines BearbeitungsWerkzeuges einer großen Werkzeugmaschine dargestellt, wobei der Einfluß einer ungenauen Planheit bzw. Deformation, z. B. eines Tragbettes 71 dieser Maschine, behoben ist. Auf einer gemeinsamen starren Basis ist ein Ständer 75 mit einem zu bearbeitenden Gegenstand 76

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Befestigt. Auf dieser gemeinsamen starren Basis sind auch massive Ständer 13 und 23 des Senders 1 und des Empfängers 2 befestigt. Unabhängig vom Ständer 75 und den Ständern 13 und 23 ruht auf dieser starren Basis das Tragbett 71 der Werkzeugmaschine. Entlang dieses Tragbettes 71 verfährt in horizontaler Richtung ein Support 72, entlang welchem vertikal ein Werkzeugkopf 73 mit einer Spindel 74 verfährü, in welcher ein Werkzeug 741 eingespannt ist. Am Werkzeugkopf 73 ist eine Blende 31 verschiebbar gelagert, wobei die Lage dieser Blende 31 gegenüber der Achse der Spindel 74 gemessen und an der Skala eines Einstellrades 731 abgelesen werden kann. Durch Einstellen der Blende 31 auf die Mitte der aktiven Zone des über das optische Spaltsystem 21 des Empfängers 2 empfangenen Lichtstrahlenbündels kann erzielt werden, daß die Arbeitskante 311 der Blende 31 auf einer durch die Achse der aktiven Zone gebildeten idealen Geraden liegt. Die Lage der Spindel 74 gegenüber der Arbeitskante 311 kann dann am Einstellrad 731 abgelesen werden. Bei einem Verfahren des Supportes 72 kann gemäß dem Signal vom Empfänger 2 des Lichtstrahlenbündels die Lage des Werkzeugkopfes 73 und so auch der Spindel 74 mit dem Werkzeug 741 mittels eines Servomechanismus 732 so gesteuert werden, daß die Blende 31 und die mit ihr fest verbundene Spindel 74 sich entlang der idealen Geraden bewegen und nicht evtl. Unebenheiten des Tragbettes 7 kopieren. Die Wirkungsweise des durch das optische Spaltsystem 212 empfangenen Referenzlichtstrahlenbündels ist analog der Wirkungsweise des Referenzbündels gemäß Fig. 8.

Fig. 11 zeigt eine mit der erfindungsgemäßen Anordnung versehene

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Drehbank, wo die Aufgabe der Blende der Umriß des zu bearbeitenden Gegenstandes übernimmt. Der zu bearbeitende Gegenstand 81 ist in einem Spannkopf 83 eingespannt und wird durch einen in einem Support 821 eingespannten Drehmeißel 82 bearbeitet. Der Sender 1 und der Empfänger 2 des durch den Sender 1 ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels sind an Ständern 13 und 23 verschiebbar angeordnet, die mit einem Drehbankbett 84 fest verbunden, z. B. an einer gemeinsamen starren Basis, angeordnet sind. Die Achse der aktiven Zone 1121 des optischen Meßbündels, das durch das optische Spaltsystem 11 abgestrahlt und durch das optische Spaltsystem 21 empfangen wird, ist senkrecht zur Achse des zu bearbeitenden Gegenstandes 81. Der Durchmesser des Gegenstandes 81 kann bei konstantem Abblenden der aktiven Zone 1121 durch den Umriß 811 dieses Gegenstandes 81 aus den an Skalen 133 und 233 der Einstellgeräte abgelesenen Lagen bestimmt werden, welche am Sender 1 durch ein Einstellrad 131 und eine Gleitführung und am Empfänger 2 ähnlich durch ein Einstellrad 231, eine Bewegungsschraube 234 und eine Gleitführung 232 gebildet werden. Beim Bearbeiten auf einen vorbestimmten Durchmesser kann dagegen mittels der Einstellräder 131 und 231 vorher die Lage des Senders 1 und des Empfängers 2 fest eingestellt werden, und während des Bearbeitens kann am Anzeiger 27 des Abblendens der aktiven Zone 1121 der erzielte Wert des Durchmessers des bearbeiteten Gegenstandes 81 verfolgt werden. Das den Grad des Abblendens der aktiven Zone 1121 zeigende Signal kann auch für ein selbsttätiges Steuern des Vorschubes des Drehmeißels 82 in Eingriff ausgenutzt werden. Beim Bearbeiten von Formen mit veränderlichem Durchmesser ist es vorteilhaft, die Ständer 13 und 23 nicht fest mit

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dem Lagerbett 84 der Drehbank zu verbinden, sondern mit einem Drehbankschlitten 85, was ein Messen eines fortlaufend bearbeiteten Gegenstandes 81 direkt hinter dem Drehmeißel 82 an beliebiger Stelle des bearbeiteten Gegenstandes 81 erlaubt. Die Wirkungsweise des über das optische Spaltsystem 112 ausgestrahlten und über das optische Spaltsystem 212 empfangenen Referenzlichtstrahlenbündels ist analog dem anhand von Fig. 8 beschriebenen Referenzlichtstrahlenbündel.

Einige weitere Eigenschaften und Anwendungen der erfindungsgemäßen Anordnung werden im folgenden beschrieben.

Eine derartige erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einem Sender 1 eines modulierten Lichtstrahlenbündels, das über ein optisches Richtspaltsystem 11 ausgestrahlt wird, mit einem Halbleiter-Lichtemissionsbauelement 14 und aus einem Empfänger 2 des modulierten Lichtstrahlenbündels, das mittels eines optischen Richtspaltsystems 21 und eines Kleinflächen-Photodetektors 25 empfangen wird, wobei der Empfänger 2 dieses modulierten Lichtstrahlenbündels vor allem auf die Wellenlänge und die Modulationsart der durch den Sender 1 ausgestrahlten Strahlen anspricht. Dabei ist der Empfänger 2 im engen Strahlungswinkel cC des optischen Richtspaltsystems 11 des Senders 1 so angeordnet, daß der Sender 1 sich gleichzeitig im engen Empfangswinkel ß des Richtspaltsystems 21 des Empfängers 2 befindet, wie in Fig. 1 angedeutet ist. Die Reichweite und Genauigkeit der Anordnung sind am größten, falls sich der Sender 1 auf der Achse des Empfangswinkels ß des Empfängers 2 und gleichzeitig der Empfänger 2 auf der Achse des Strahlungswinkels oCdes Senders 1 befindet.'Aus denselben

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Gründen sollen die Austritts spalte 111, 211 der Richtspaltsysteme 11 und 21 des Senders 1 und Empfängers 2 untereinander parallel sein (s. Fig. 2). Für ein gegenseitiges Einstellen des Senders 1 und des Empfängers 2 ist es vorteilhaft, den Sender 1 und den Empfänger 2 mit geeigneten optischen Systemen auszustatten, die mit den optischen Richtspaltsystemen 11 und 12 des Senders 1 und Empfängers 2 parallel und fest verbunden sind und ferner mit den nötigen Zielmarken für gegenseitiges Einstellen versehen sind. Diese optischen Einstellsysteme können zu den optischen Einstellsystemen der Nivelliergeräte 19 und 29 analog sein, mit denen, den Sender 1 und den Empfänger 2 auszustatten, bei einer Reihe von Ausführungen vorteilhaft ist. Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Anordnung ist die Blende 31, deren Arbeitskante 311 meist parallel oder senkrecht zu den Spalten 111, 211 der optischen Richtspaltsysteme 11, 21 des Senders 1 und Empfängers 2 ist.

Die eben beschriebene Anordnung arbeitet folgendermaßen: Das Halbleiter-Iichtemissionsbauelement 14 im Sender 1 strahlt ein moduliertes, vorteilhafterweise ausgerichtetes Lichtbündel ab, das gleichförmig auf das optische Spaltsystem 11 des Senders 1 auffällt, das das abgestrahlte Lichtstrahlenbündel auf eine Divergenz von etwa 1 verengt und gleichzeitig dessen Querschnitt zu einer Form eines länglichen Rechteckes oder Spaltes 111 verengt. Das vom Sender 1 abgestrahlte Lichtbündel dieser Eigenschaften fällt bei richtigem gegenseitigem Einstellen des Senders 1 und des Empfängers 2 auf den Eintrittsspalt 211 des optischen Richtspaltsystems 21 des Empfängers 2, wird durch dieses optische System 21 konzentriert und fällt auf die empfindliche Fläche des Kleinflächen-Photodetektors 25, der vor allem auf die Wellen-

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länge des verwendeten Lichtbündels anspricht. Mittels der weiter geschalteten elektronischen Schaltungen des Empfängers 2, die ggf. nur auf die angewandte Modulationsart der auffallenden Strahlen ansprechen, wird ein Signal erfaßt, dessen Größe vor allem von der Entfernung und der Durchlässigkeit des Mediums zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 und in geringem Maß von kleineren Änderungen der gegenseitigen Neigung der optischen Achsen 1111, 2111 der optischen Richtspaltsysteme 11 und 21 des Senders 1 und Empfängers 2 abhängt, soweit nicht das gegenseitige grundsätzliche Einstellen des Senders 1 und des Empfängers 2 gestört wird, d. h. soweit der Empfänger 2 im Strahlungswinkel cC des Senders 1 bleibt und soweit der Sender 1 im Empfangswinkel ß des Empfängers 2 bleibt. Die beschriebene Anordnung ist somit mit Rücksicht auf vergleichbare Trassieranordnungen verhältnismäßig wenig empfindlich gegenüber verschiedenen, z. B. wärmebedingten Deformationen der Ständer 13 und 23, welche den Sender 1 und den Empfänger 2 tragen, sowie kleine Bewegungen, die durch Wind oder Deformationen des Bodens verursacht sind, auf welchem der Sender 1 und der Empfänger 2 stehen.

Durch geeignetes Einstellen des Empfängers 2 kann die Größe des Signals am Ausgang des Empfängers 2 auf eine Normgröße (z. B. 100 %) eingestellt werden. Vom Standpunkt der geometrischen Optik entscheidet über die Größe des durch den Empfänger 2 ausgewerteten Signals nur der Teil der ausgestrahlten Energie des Lichtstrahlenbündels, welcher im Bereich des länglichen Prismas fortgepflanzt wird, dessen Grundflächen durch die Spalte 111, 211 der optischen Richtspaltsysteme 11 und 21 des Senders 1 und des Empfängers 2 bestimmt

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sind. Falls die Abmessungen dieser Spalte 111, 211 gleich sind, erzielt dieser Bereich der Energiefortpflanzung des ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels die wichtige Eigenschaft, daß er an beliebiger Stelle zwischen dem Sender 1 und dem Empfänge: 2 einen konstanten Querschnitt besitzt. Im folgenden wird dieser Raum als aktive Zone 1121 des Lichtstrahlenbündels bezeichnet. Falls nun die Blende 31 an beliebiger Stelle außerhalb dieser aktiven Zone 1121 eingeführt wird, wird dadurch die Größe des vom Empfänger 2 erfaßten Signals nicht beeinflußt, auch wenn sich die Blende schon in dem durch den Strahlung swinkel od des Senders 1 oder den Empfangs winkel ß des Empfängers 2 bestimmten Raum befindet. Falls jedoch die Blende 31 in die aktive Zone 1121 eintritt, verringert sich das durch den Empfänger 2 erfaßte Signal, denn in den Empfänger 2 gelangt jetzt nur ein Teil der über die aktive Zone 1121 übertragenen Energie. Eine wichtige Eigenschaft der beschriebenen Anordnung ist, daß das durch den Empfänger ausgewertete Signal von einem Maximum bis auf einen Nullwert sinkt durch bloße Bewegung der Blende 31 im Bereich der Höhe a gemäß der Anordnung nach Fig. 2 oder im Bereich der Breite b gemäß der Anordnung nach Fig. 3, und *<leß diese Eigenschaft an beliebiger Stelle der aktiven Zone 1121 im Raum zwischen dem Sender 1 und Empfänger 2 erhalten bleibt.

Die Abhängigkeit der relativen Größe des durch den Empfänger 2 erfaßten Signals S von der Lage der Blende 31 innerhalb der aktiven Zone 1121 ist in Fig. 4 dargestellt. Die Kurve k gilt für den Fall einer Anordnung nach Fig. 2, wo die Arbeitskante 311 der Blende 31 parallel mit den längeren Seiten der Spalte 111, 211 beider optischer Rieht-

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spaltsysteme 11 und 21 des Senders 1 und Empfängers 2 ist, und die Kurve m entspricht der in Fig. 3 gezeichneten Anordnung, wo die Arbeitskante 311 der Blende 31 senkrecht zu den längeren Seiten der Spalte 111, 211 ist. In beiden Fällen geht die Bewegung χ der Blende 31 senkrecht zu deren Arbeitskante 311 und zur Achse (Richtung) der aktiven Zone 1121 vor sich. Durch Verkleinerung der Abmessung der Spalte 111, 211 in Richtung des Vorschubes χ vergrößert sich die relative Genauigkeit der Bestimmung der Lage der Blende 31 in dieser Richtung. Falls jedoch diese Abmessung der Spalte 111, 211 der Wellenlänge der verwendeten Strahlen nahe kommt, verlieren die Gesetze der geometrischen Optik ihre Gültigkeit, und das durch den Empfänger 2 erfaßte Signal wird dann überwiegend durch den Beugungseffekt an der Arbeitskante 311 der Blende 31 bestimmt. Diese Erscheinung kann schon bei Breiten der Spalte 111, 211, die einige 10 mm betragen, beobachtet werden. Die Abhängigkeit der relativen Größe des Signals 5 vom Vorschub χ der Blende 31 zeigt in diesem Fall die Kurve ο in Fig· 4.

Das eigentliche Meßverfahren mittels der Anordnung beruht darauf, daß der Sender 1 und der Empfänger 2 vor dem Anfang und hinter dem Ende der trassierten Bahn angeordnet werden und die Lagen der Mittender Spalte 111, 211 der optischen Richtspaltsysteme 11 und zum Beispiel mittels der Nivelliergeräte 19 und 29, mit denen der Sender 1 und der Empfänger 2 ausgestattet sind, eingestellt werden. Das gegenseitige Einstellen des Senders 1 und des Empfängers 2 wird nach Fig. 1 ausgeführt, und durch Einstellen der Verstärkung, am Empfänger 2 (oder der Strahlungsenergie des Senders l) wird die Größe des Si-

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gnals am Ausgang des Empfängers 2 bei nicht abgeblendeter aktiver Zone 1121 auf einen Referenzwert von z. B. 100 % eingestellt. Falls nun die Blende 31 in die aktive Zone 1121 gelangt, verringert sich das im Empfänger 2 erfaßte Signal, und durch dessen Vergleich mit dem Referenzwert (100 %) wird die Lage der Arbeitskante 311 der Blende 31 innerhalb der aktiven Zone 1121 mittels der entsprechenden Kurve aus Fig. 4 bestimmt. Im Bereich des mittleren geradlinigen Abschnittes dieser Kurve wird ein Analogsignal erhalten, das der Änderung der Lage der Blende 31 in Richtung quer zur aktiven Zone 1121 proportional ist.

Da die Lage der Achse der aktiven Zone 1121, auf welcher die Mittender Spalte 111, 211 der optischen Richtspaltsysteme 11 und des Senders 1 und des Empfängers 2 liegen, gegenüber der Umgebung bekannt ist, zum Beispiel mit Hilfe der Nivelliergeräte 19 und 29, mit denen der Sender 1 und der Empfänger 2 ausgestattet sind, kann auch die Lage der Arbeitskante 311 der Blende 31 in dem gegenüber der Umgebung feststehenden Koordinatensystem ermittelt werden. Für genaue Trassierarbeiten ist es zweckmäßig, ein gewisses Vergleichsniveau K zu wählen (in Fig. 4 zum Beispiel K = 50 %) und die Arbeitskante 311 der Blende 31 in die aktive Zone 1121 derart einzuführen, daß das im Empfänger 2 erfaßte Signal eben diesem Vergleichsniveau entspricht. In diesem Fall wird die Arbeitskante 311 der Blende 31 eben die optische Trassiergerade berühren, deren Lage innerhalb der aktiven Zone 1121 einerseits durch das Vergleichsniveau K bestimmt ist, andererseits ist ihre Lage mit Hilfe der erwähnten Nivelliergeräte 19 und 29 im Koordinatensystem im Raum, wo sich die

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Anordnung befindet, bestimmt. Mittels klassischer Meßgeräte kann die Entfernung eines beliebigen gemessenen Punktes des erwähnten Raumes von der optischen Trassiergerade bestimmt werden, ggf. können Änderungen dieser Entfernung in einem gewissen Bereich (d. h. maximal + /2 bzw. * /2) mittels des Analogsignals vom Empfänger 2 kontinuierlich (ggf. automatisch) ausgewertet werden. Um zu ermöglichen, die Arbeitskante 311 der Blende 31 auf die beschriebene Weise in Kontakt mit der optischen Trassiergeraden einzustellen, muß die Blende 31 mit dem manuell oder selbsttätig (z. B. mittels eines Servomechanismus) betätigten Bewegungsgerät 41 ausgestattet werden und die Arbeitsweise dieses Bewegungsgerätes 41 gemäß den Angaben über die Größe des durch den Empfänger 2 erfaßten Signals gesteuert werden. Diese Angaben werden vom Empfänger 2 dem Bewegungsgerät 41 der Blende 31 über ein Kabel oder drahtlos übermittelt, und zwar entweder als Analogsignal, das direkt den Grad der Abblendung der aktiven Zone 1121, ggf. direkt die Lage der Arbeitskante 311 der Blende, angibt, oder nur als logisches Signal, das nur der logischen Angabe entspricht, ob die Arbeitskante 311 der Blende 31 noch nicht die bestimmte Trassiergerade innerhalb der aktiven Zone 1121 erreicht hat, oder eben mit dieser Trassiergeraden in Kontakt ist, oder diese Gerade schon überschritten hat. Durch die erwähnten Übertragungsverfahren kann ein selbsttätiges Einstellen der Arbeitskante 311 der Blende 31 in kontakt mit der Trassiergeraden mit einer Genauigkeit gesichert werden, die außer selbstverständlichen Begrenzungsfaktoren, die durch die Güte und Arbeitsfehler des eigenen das Bewegungsgerät 41 der Blende 31 steuernden Servomechanismus bestimmt sind, auch von den Eigenschaften der eigenen Übertragungsbahn abhängig sind, über welche sich die Energie der aktiven Zone 1121

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fortpflanzt. Die wichtigsten Faktoren sind hier: eine konstante Leistung des Senders 1, eine konstante Empfindlichkeit des Empfängers 2 und eine konstante optische Durchlässigkeit des Mediums, über welches sich die Energie in der aktiven Zone 1121 fortpflanzt. Eine konstante Leistung des Senders 1 kann durch Stabilisierung und Wärmekompensation der elektronischen Schaltungen des Senders 1 und des eigenen Halbleiter-Lichtemissionsbauelementes 14 durch bekannte Verfahren gesichert werden. Die Empfindlichteit des Empfängers 2 hängt in hohem Maß vom Niveau der Außenbeleuchtung ab, was durch die allgemein bekannte Eigenschaft von Photodetektoren (vor allem von Phototransistoren) gegeben ist, deren Empfindlichkeit gegenüber geringen Änderungen der auffallenden Strahlen (das ist der Modulation) stark abhängig ist vom Niveau der überlagerten Beleuchtung im Ruhestand (oder der sogenannten Zusatzbeleuchtung ). Mit steigender Hilfs- oder Zusatzbeleuchtung stagt einerseits die Empfindlichkeit des Photodetektors gegenüber kleinen Änderungen der auffallenden Lichtstrahlen (oder der Nutz-Modulationskomponenten) bis zum Sättigungszustand, andererseits sinkt die relative Änderung dieser Empfindlichkeit gegenüber Änderungen des Niveaus der Außenbeleuchtung. Es ist deshalb vorteilhaft, den angewandten Photodetektor 25 künstlich hilfszubelichten, am besten mittels der besonderen Lichtemissionsdiode 26 (z. B. einer Galliumarseniddiode), die geeignet innerhalb des Raumes des Empfangswinkels des hilfsbelichteten Photodetektors 25 (z. B. gemäß Fig. 5) vorgesehen ist. Die Benutzung der Halbleiter-Lichtemissionsdiode 26 bringt im Vergleich mit klassischer Zusatzbelichtung mittels einer Glühlampe eine wesentliche Verbesserung des Rauschabstands direkt am Eingang des Empfängers 2.

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Der Einfluß von Schwankungen der optischen Durchlässigkeit des Mediums, über welches sich die Energie des Lichtstrahlenbündels fortpflanzt, kann wesentlich durch Anwendung eines Referenzlichtstrahlenbündels begrenzt werden, das auf ähnliche Weise gebildet wird wie das bisher beschriebene eigentliche Lichtstrahlenbündel als Meßlichtstrahlenbündel bezeichnet wird. Das Referenzlichtstrahlenbündel ist gegenüber dem Meßlichtstrahlenbündel so angeordnet, daß es sich über einen Teil des Raumes fortpflanzt, der möglichst nahe der aktiven Zone 1121 des Meßlichtstrahlenbündels ist, ohne jedoch durch die Blende 31 des Meßlichtstrahlenbündels beeinflußt zu werden. Die optischen Richtungssysteme 112 und 212 des Senders 1 und Empfängers 2 des Referenzlichtstrahlenbündels müssen nicht notwendigerweise Spaltsysteme sein, es sei jedoch betont, daß Spaltsysteme des Referenzlichtstrahlenbündels das verhältnismäßig größte Annähern der aktiven Zonen der Meß- und Referenzlichtstrahlenbündel ermöglichen und so auch ein Ausschließen von eng lokalen Eigenschaften des optischen Mediums, über welches beide Strahlenbündel fortgepflanzt werden. Die ähnlichen oder gleichen Richtungscharakteristiken der optischen Systeme 11 und 21 bzw. 112 und 212 der Meß- und Referenzlichtstrahlenbündel tragen zu einem weiteren Herabsetzen der Abhängigkeit der Genauigkeit und Güte des Messens von der Stabilität der gegenseitigen Neigung der optischen Achsen 1111, 2111 des Senders 1 und des Empfängers 2 bei. Das durch Auswertung des Referenzlichtstrahlenbündels durch den Empfänger 2 erreichte Signal kann auf verschiedene Art genutzt werden, z.B. zum Steuern der Leistung des Senders 1 des Meßlichtstrahlenbündels, zum Steuern der Empfindlichkeit des Empfängers 2 des Meßlichtstrahlenbündels oder

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zum Bilden eines Vergleichsniveaus K zum Auswerten des Meßlichtstrahlenbündels oder zum Bilden eines bloßen Verhältnisses der Signale der Meß- und Referenzlichtstrahlenbündel. Alle diese Nutzungen des Signals des Referenzlichtstrahlenbündels zeigen eine wertvolle Eigenschaft der ganzen Anordnung, daß nämlich die Lage der optischen Trassiergeraden innerhalb der aktiven Zone 1121 des Meßlichtstrahlenbündels (oder auch die gegebene Lage der Arbeitskante 311 der Blende 31 innerhalb dieses Bündels) nicht mehr an eine bestimmte absolute Größe der empfangenen Energie in der aktiven Zone 1121 gebunden ist, sondern geometrisch stabil durch das gewählte Verhältnis zwischen dem Meß- und dem Referenzstrahlenbündel gegeben ist.

Im Fall einer Nutzung eines selbsttätigen Messens der Lage des Punktes eines Gegenstandes gegenüber einer gegebenen Trassiergeraden für selbsttätiges Steuern zum Beispiel eines Fertigungsvorganges und, falls während des Messens ein unerwünschtes Abblenden der aktiven Zone 1121 durch einen anderen Körper als die Blende 31 Zustandekommen kann, ist es nötig, einerseits dieses unerwünschte Abblenden anzuzeigen und andererseits gemäß der Bedeutung einer derartigen unerwünschten Einwirkung zugehörige Vorkehrungen zu treffen, zum Beispiel, um in einem solchen Fall die eben erzielten Meßergebnisse nicht zu berücksichtigen. Zum zuverlässigsten Anzeigen eines derartigen Falles eines unerwünschten Abblendens kann ein Sperrlichtstrahlenbündel dienen, das in nächster Nähe des Meß-(ggf. auch Referenz)-Iichstrahlenbündels vorgesehen ist, ohne durch die normale Wirkungsweise der dem Meßlichtstrahlenbündel zugehörigen Blende 31 beeinträchtigt zu werden. Das Sperrlichtstrahlenbündel wird durch ahn-

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liehe Mittel erzeugt wie das Referenzlichtstrahlenbündel, und für die Eigenschaftender optischen Richtung s sy sterne, welche das Sperrlichtstrahlenbündel bilden, gilt dasselbe, was über das Referenzlichtstrahlenbündel gesagt wurde. In manchen Fällen ist es möglich, die Wirkungsweise des Sperrlichtstrahlenbündels mit der des Referenzlichtstrahlenbündels zu vereinigen, das heißt ein vollständiges Verschwinden des Signals des Referenzlichtstrahlenbündels (oder dessen Sinken unterhalb ein bestimmtes Maß) kann als Anzeige eines unerwünschten Abblendens durch einen Fremdkörper im Raum der aktiven Zone 1121 des Meßlichtstrahlenbündels betrachtet werden.

Bisher wurde eine Anordnung zum Messen der Entfernung eines einzigen Punktes von einer einzigen Trassiergeraden beschrieben, ggf. ein Messen (ein Abstecken) einer Trasse (oder eines Punktsystems) nur in einer bevorzugten Richtung (womit eine Bewegung senkrecht zur Arbeitskante 311 der Blende 31 gegenüber dieser einzigen optischen Trassiergeraden gemeint ist), die entlang dieser Geraden verläuft. Es ist selbstverständlich möglich, gleichzeitig zwei oder mehr unabhängige Meßlichtstrahlenbündel zu verwenden, mittels welcher zwei oder mehr unabhängige optische Trassiergeraden bestimmt sind, gegenüber welchen mittels entsprechender Blenden die Entfernung von zwei oder mehr Punkten eines Körpers auf die .schon ausführlich beschriebene Art gemessen werden kann. Auf diese Weise können nach Belieben die einzelnen Freiheitsgrade eines Körpers kontrolliert (ggf. beschränkt) werden, an welchen die einzelnen Senden in den verfolgten Punkten des Körpers angebracht sind, bis die Lage dieses Körpers im Raum, in welchem die nötigen Trassiergeraden bestimmt sind, vollständig fest-

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gehalten ist. Änderungen von Analog Signalen am Ausgang von Empfängern entsprechender Meßlichtstrahlenbündel können dann zum selbsttätigen Auswerten von Abmessungsänderungen des angeführten Körpers in Richtungen senkrecht zu den Arbeitskanten der entsprechenden Blenden dienen, oder es können diese Analogsignale (bzw. abgeleitete logische Signale) zum selbsttätigen Halten des Körpers in der Soll-Lage gegenüber Punkten von optischen Trassiergeraden und Arbeitskanten entsprechender Blenden dienen. Falls bei einem derartigen selbsttätigen Festlegen der Lage des betreffenden Körpers auf die erwähnte Weise dem Körper ein Freiheitsgrad zum Beispiel in Richtung einer Translationsbewegung entlang gegebener Trassiergeraden belassen wird, kann auf diese Weise ein Führen des Körpers entlang durch die Trassiergerade und Entfernungen kontrollierter Punkte des Körpers (d.h. der Befestigungsstellen der Blenden) von den Arbeitskanten dieser Blenden erzielt werden.

In einem allgemeinen Fall muß es sich nicht um eine Translationsbewegung eines entlang einer geraden Bahn geführten Körpers handeln, die zum Beispiel durch zwei untereinander parallele optische Trassiergeraden bestimmt ist. Allgemein kann auch ein gleichzeitiges und praktisch beliebiges Drehen und ein Querverschieben des geführten Körpers vorkommen, oder in Zusammensetzung mit der primären Translationsbewegung kann die resultierende Bewegung entlang einer komplizierten Kurve verlaufen, falls, wie während der primären Translationsbewegung des geführten Körpers, absichtlich die Parameter geändert werden , welche die restlichen zwei Freiheitsgrade des geführten Körpers beschranken, oder falls die die Lage des geführten Körpers bestimmen-

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den Elemente gegenüber den Kontaktpunkten der Trassiergeraden mit den Arbeitskanten der betreffenden Blenden geändert werden. Diese Elemente sind einerseits die gegenseitigen Entfernungen der optischen Trassiergeraden, andererseits Entfernungen der erwähnten Kontaktpunkte der Arbeitskanten der Blenden mit den entsprechenden optischen Trassiergeraden von den kontrollierten Punkten am geführten Körper. Durch geeignetes kontinuierliches Ändern dieser Elemente während der primären Translationsbewegung des geführten Körpers unter Anwendung eines geeignet gewählten Programms dieser Elemente kann eine resultierende Bewegung des geführten Körpers entlang einer gewählten Kurve -erzielt werden, die auch eine komplizierte räumliche Form haben kann. Das erwähnte Programm kann somit auf folgende Weise eingeleitet werden:

1. Durch geeignete Wahl der gegenseitigen Lage der verwendeten optischen Trassiergeraden, die sich schneiden und/oder windschief sein können.

2. Durch Änderung der gegenseitigen Entfernung der verwendeten optischen Trassiergeraden in Abhängigkeit von der vom geführten Körper zurückgelegten Bahn in Richtung der primären Translationsbewegung .

3. Durch Änderung der Kontaktpunkte der Arbeitskanten der Blenden mit den betreffenden optischen Trassiergeraden, die entweder durch eine Neigung der Arbeitskanten dieser Blenden gegenüber den Sichtungen der normalen Bewegungen der Blenden oder durch verschie-

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dene Form der Arbeitskanten der Blenden bis zu einer Form von räumlichen Kurven oder durch Kombination beider Verfahren erzielt werden.

4. Durch Änderung der Entfernung der Kontaktpunkfce der Arbeitskanten der Blenden mit den betreffenden optischen Trassiergeraden gegenüber den kontrollierten Punktendes geführten Körpers (d. h. an den Stellen, wo diese Blenden mit dem geführten Körper verbunden sind) in Abhängigkeit von der durch den Körper zurückgelegten Bahn in Richtung der primären Translationsbewegung.

5. Durch Kombination einiger oder aller erwähnter Verfahren.

Die größte Bedeutung hat praktisch die Anwendung eines Programms der Änderung der Elemente, welche die Läge des geführten Körpers gegenüber optischen Trassiergeraden gemäß Punkt 4 ändern, wie auch aus den angeführten praktischen Ausführungsbeispielen ersichtlich ist.

Schließlich wäre zu bemerken, daß das Programm der Änderung von Elementen, die die Lage des geführten Körpers gegenüber optischen Trassiergeraden bestimmen, nicht in Abhängigkeit von der vom geführten Körper zurückgelegten Entfernung in Richtung der primären Translationsbewegung eingeführt werden muß, sondern in Abhängigkeit von anderen Größen, z. B. von der Zeit.

Die Zahl der optischen Trassiergeraden und so auch der unab-

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hängigen Meßlichtstrahlenbündel, die durch unabhängige Paare Sender - Empfänger realisiert sind, die in einem optimalen Fall zum Führen des gegebenen Körpers entlang der bestimmten Bahn nötig ist, ist von den konkreten Forderungen im gegebenen Fall abhängig, vor allem von der Genauigkeit und Empfindlichkeit der ganzen Anordnung in gewissen bevorzugten Richtungen der Bewegung des geführten Körpers.

Jedes der optischen Meßbündel, das zum Führen des Körpers entlang der gegebenen Bahn verwendet wird, kann je nach der Bedeutung oder den Ansprüchen an Genauigkeit oder Sicherheit mit einem Referenz- oder Sperrlichtstrahlenbündel versehen werden.

Bei der beschriebenen Anordnung werden zum Bilden von Meßlichtstrahlenbündeln typische optische Spaltsysteme verwendet, deren Ein- bzw. Austrittsfläche ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Lösung darstellt. Die erwähnte Form der Ein- bzw. Austrittsfläche der optischen Systeme zum Bilden von Mteßlichtstrahlenbündeln erlaubt nämlich beim Erzielen einer maximalen geforderten Genauigkeit gleichfalls eine maximale Reichweite und ist deshalb in den gegebenen Fällen die optimale Form.

Das Analogsignal, das am Ausgang jedes Empfängers des Meßlichtstrahlenbündels zur Verfügung steht, kann zum Ablesen der Lage der Arbeitskante der Blende innerhalb der aktiven Zone des Meßlichtstrahlenbündels benutzt werden, und zwar in einem Bereich, der durch die Breite des Spaltes des optischen Richtspaltsystems des Senders und

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des Empfängers gegeben ist. Durch Änderung der Breite dieser Spalte kann in beliebigen Grenzen ein Kompromiß zwischen der Genauigkeit und dem Meßbereich mittels der Auswertung des Analogsignals gewählt werden (bzw. auch der Reichweite der ganzen Anordnung) .

Falls eine hohe Genauigkeit und gleichzeitig ein großer Bereich im Ablesen beim Messen von Entfernungen erwünscht sind, kann, wie schon beschrieben, die Arbeitskante der betreffenden Blende in Kontakt mit der entsprechenden optischen Trassiergeraden selbsttätig mittels eines Bewegungsgerätes der Blende eingestellt werden, das durch einen Servomechanismus betätigt wird, welcher durch Befehle, die vom Analog- oder logischen Signal am Ausgang des betreffenden Empfängers abgeleitet sind, gesteuert wird. Das Ablesen der gemessenen Entfernung wird durch analoge oder digitale Auswertung der Lage des Servomechanismus ausgeführt, der die Bewegung der Blenden unter stabilisierten Bedingungen steuert. Dadurch werden gleichzeitig Nichtlinearitäten behoben, welche auf gewisse Art die Meßgenauigkeit beim Auswerten eines bloßen Analogsignals am Empfänger ausgang beeinflussen. Falls gleichzeitig außer einer hohen Genauigkeit und einem großen Bereich der gemessenen Entfernung auch eine hohe Geschwindigkeit der Auswertung des Messens gefordert wird, wozu der erwähnte Servomechanismus zum Steuern der Bewegung der Blende seine stabilisierte Lage mit abgemessener Genauigkeit nicht fähig ist, ist es zweckmäßig, die augenblickliche Lage dieses Servomechanismus über ein lineares Trägheitselement auszuwerten, dessen Impulsreaktion gleich ist der Impulsreaktion des ganzen Systems des Empfängers, und gleichzeitig ein augenblickliches Ablesen des Analogsignals am Ausgang dieses

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Empfängers auszuführen. Aus diesen zwei gewonnenen Werten kann der wirkliche Wert der gemessenen Entfernung ausgewertet und der Einfluß dynamischer Eigenschaften des Servomechanismus auf den Gesamtfehler des Messens beschränkt werden.

Für direktes Messen kleiner Änderungen oder, bei einem geringen Bereich der Entfernungen von der optischen Trassiergeraden kann vorteilhaft die lineare Abhängigkeit des Analogsignals vom Vorschub der Blende genutzt werden, die in einem gewissen symmetrisch gegen die Achse des Meßlichtstrahlenbündels liegenden Bereich vorliegt. Der Bereich dieser Zone ändert sich entlang der Meßbahn nach einer Funktion, die symmetrisch zur Mitte der Meßbahn ist (d. h. der Entfernung Sender - Empfänger), soweit die Abmessungen der Spalte der optischen Richtspaltsysteme des Senders und des Empfängers gleich sind. Die Funktionsabhängigkeiten des Analogsignals vom Vorschub der Blende sind für eine bestimmte Anordnung des Meßsystems beständig und analytisch ausdrückbar, besonders für vereinfachte Modelle oder für Fälle, die in dieser Hinsicht in der Praxis vorkommen könnten (z.B. beim Messen gemäß Fig. 3).

Der Bereich der Benutzung des Analogsignals für direktes Auswerten von Messungen von Entfernungen (bzw. von Änderungen dieser Entfernungen) gegenüber einer optischen Trassiergeraden kann kontinuierlich in Kompromiß mit der Meßgenauigkeit durch gegenseitiges Verdrehen von parallelen Spalten des Senders und des Empfängers gegenüber der Richtung der Arbeitskante der Blende geändert werden, wobei die Reichweite der Anordnung fortwährend gleich bleibt. Durch gegenseitiges

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Verdrehen der Achsen der Spalte des Senders und des Empfängers ändert sich nicht nur der Bereich des Vorschubes der Blende, wo ein Analogsignal erzielt werden kann (und deshalb auch die erzielbare Meßgenauigkeit ), sondern es kann auch auf diese Weise der Verlauf der Funktionsabhängigkeiten des Analogsignals vom Vorschub der Blenden an einzelnen Stellen der Meßbahn eingestellt werden.

Der Fehler beim Messen von Entfernungen gegenüber der optischen Trassiergeraden, vor allem durch Auswirken von Beugungseffekten, ist maximal in der Mitte der Meßbahn, während bei Laser systemen (oder bei klassischem Nivellieren) beim Messen an gleicher Länge der Basis der Fehler am Ende der Meßbahn maximal ist. Schon aus diesem Grunde hat die erfindungsgemäße Anordnung eine grundsätzliche Voraussetzung für eine doppelt hohe Genauigkeit.

Für sehr genaue Messungen können der Einfluß von Beugungseffekten sowie der Einfluß einer sich ändernden Abhängigkeit des Analog signals von der Höhe des Abblendens entlang der Meßbahn wesentlich herabgesetzt oder ganz behoben werden, falls ein Durchschnitt von Messungen, einerseits bei Vorschub der Arbeitskante der Blende in die aktive Zone des Meßlichtstrahlenbündels von einer Seite (zum Beispiel von unten), andererseits durch Vorschub der Arbeitskante der Blende von der anderen Seite (zum Beispiel von oben), ausgewertet wird, wobei diese beiden Messungen gegenüber demselben Vergleichsniveau K ausgewertet werden. Auf diese Weise wird das Problem des Abblendens der aktiven Zone zu einem Problem, das symmetrisch zur Achse des Meßlichtstrahlenbündels ist, und alle Erscheinungen, die

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sowohl symmetrisch zu dieser Achse sind (d.h. die erwähnten Funktionsabhängigkeiten des Analogsignals ) oder zu dieser Achse unsymmetrisch sind (zum Beispiel Beugungserscheinungen), werden dadurch behoben mit einer Genauigkeit, bei der die Symmetrie beider erwähnter Messungen mittels der Blende beibehalten wird.

Die Meßgenauigkeit kann auch durch Fluktuationen der Eigenschaften des optischen Mediums entlang der Meßbahn beeinflußt werden (zum Beispiel Änderungendes Brechungsindex des Mediums). Diese Fluktuationen haben jedoch üblicherweise statistische Eigenschaften, die üblicherweise durch eine verhältnismäßig kurze Korrelationsdauer gekennzeichnet sind (unter 1 s). Der betreffende Meßfehler, der durch diese Einflüsse verursacht wird, kann beliebig auf Kosten der Zeit verringert werden, die dem Messen auch bei einem Einstellen der Blende gewidmet wird. Durch diese Eigenschaft unterscheidet sich die erfindungsgemäße Anordnung zum Beispiel von einem optischen Ablesen bei klassischem Nivellieren, wo das Abbilden der Strichmarke mit endlicher und beschränkter Genauigkeit durch die Eigenschaften des ganzen optischen Mediums, über welches visiert wird, gegeben und es nicht möglich ist, die Genauigkeit bei einem Ablesen zu erhöhen.

Die Stabilität der Trassiergeraden ist bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung durch die absolute Stabilität der Lage der Endpunkte dieser Geraden gegeben, das heißt, zum Beispiel durch die Stabilität der Lage der geometrischen Mitten der Austrittsspalte der optischen Richtspaltsysteme des Senders und des Empfängers. Diese Stabilität kann hoch und auf lange Zeit erhaltbar sein. Mittels der erfin-

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dungsgemäßen Anordnung ist es somit möglich, (ggf. selbsttätig), ein langfristiges Setzen des Bodens, die Stabilität von Triangulationspunkten auch der höchsten Grade zu kontrollieren.

Die Lichtstrahlen, die beim Messen mittels der erfindungsgemäßen Anordnung üblicherweise verwendet werden, sind Strahlen nahe des Infrarotbereiches (zum Beispiel etwa 1 um), die durch Eigenschaften des Mediums entlang der Meßbahn (zum Beispiel durch Nebel, Regen od. dgl.) weniger beeinflußt sind, so daß ein Beheben dieser Einflüsse mittels der schon beschriebenen Verhältnismessungen unter Ausnutzung eines Referenzlichtstrahlenbündels genauer sein kann. Das Referenz-(und auch das Sperr)-Lichtstrahlenbündel müssen geometrisch in der Nähe des Meßlichtstrahlenbündels, jedoch von diesem unterscheidbar sein, und zwar durch die Modulationsart oder Fortpflanzrichtung und schließlich weniger geeignet durch die Wellenlänge. Eine Kombination eines Meßlichtstrahlenbündels mit einem Referenz-(ggf. Sperr-)Lichtstrahlenbündel, welches sich in entgegengesetzter Richtung fortpflanzt, d. h. des Senders des Referenz- bzw. des Sperrlichtstrahlenbündels, ist an der Stelle des Empfängers des Meßlichtstrahlenbündels vorgesehen und sendet ein Referenz- oder Sperrlichtstrahlenbündel entlang der gemessenen Bahn und wird durch einen Empfänger des Referenz- bzw. des Sperrlichtstrahlenbündels empfangen, der an der Stelle des Senders des Meßlichtstrahlenbündels vorgesehen ist, bietet außer der beschriebenen eigenen Wirkungsweise noch die Möglichkeit des Übertragens eines einfachen Referenzsignals für eine synchrone Erfassung des Lichtstrahlenbündels . Das Ausnutzen der synchronen Erfassung gibt beim Auswerten des Meßlichtstrahlenbündels noch weitere Möglichkeiten

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einer Verbesserung des Verhältnisses des Rauschabstands und einer relativen Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit.

Es kann gezeigt werden, daß die Form der Arbeitskante der Blende (es ist hier die Form eines Querschnittes senkrecht zu dieser Arbeitskante gemeint) auf die Güte und Genauigkeit des Messens keinen wesentlichen Einfluß hat (einschließlich des Auswertens bei Beugungserscheinungen). Die erfindungsgemäße Anordnung kann somit auch zum Betrachten des Umrisses eines Körpers verwendet werden, der zum Beispiel rotiert. Es ist somit mittels dieser Anordnung möglich, zum Beispiel im Maschinenbau, ein kontaktloses Messen der Form, der Lage oder der Abmessungen rotierender oder sich bewegender Körper vorzunehmen (s. Fig. 11), oder zum Beispiel die Lage der Walzen von Walzstrecken zu messen.

Die Größe der Strahlungsleistung P der Lichtstrahlenbündel ist nicht hoch (es genügt P < 1 m W) und somit gegenüber Lasersystemen wesentlich geringer, weshalb die Arbeit mit dieser Anordnung vollkommen gefahrlos ist.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   / 1.J Anordnung zum Messen, Kontrollieren und Steuern der Lage ausgewählter Punkte von Körpern gegenüber einer optischen Trassiergeraden, die als Verbindungslinie der Mitte eines optischen Systems eines Senders eines Meßlichtstrahlenbündels und der Mitte eines optischen Systems eines auf die Wellenlänge und die Modulation dieses Meßlichtstrahlenbündels ansprechenden Empfängers bestimmt ist, wobei die Anordnung mittels eines Abblendverfahrens dieses Meßlichtstrahlenbündels arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) des Meßlichtstrahlenbündels ein Halbleiter-Lichtemissionsbauelement (14) ist, das mit einem optischen Richtspaltsystems (11) ausgestattet ist, daß der Empfänger (2) des Meßlichtstrahlenbündels ein Halbleiter-Photodetektor (25) ist, der mit einem optischen Richtspaltsystem (21) ausgestattet ist, dessen Spalt (211) die gleiche Breite und/oder Länge besitzt wie der Spalt (ill) des optischen Richtspaltsystems des Senders (l) und mit ihm parallel ist, und daß im Fortpflanzungsraum des Meßlichtstrahlenbündels zwischen dem Sender (1) und dem Empfänger (2) eine Blende (31) vorgesehen ist, die mit einem ausgewählten Punkt des Gegenstandes (5), dessen Lage gegenüber der optischen Trassiergeraden gemessen, kontrolliert und/oder gesteuert wird, fest oder über ein Bewegungsgerät (41) verbunden ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter-Photodetektor (25) eine mit Gleichstrom gespeiste Hilfs-

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   belichtungs-Lichtemissionsdiode oder -Leuchtdiode (26) besitzt, innerhalb deren Strahlungswinkeis ( Ϋ-) sich die photoempfindliche Fläche des Photodetektors (25) befindet.
3. 3. Anordnung nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (l) oder der Empfänger (2) ein Halbleiter-Lichtemissionsbauelement (14) eines Referenzlichtstrahlenbündels enthält, und daß der Empfänger (2) oder der Sender (l) einen Halbleiter-Photodetektor (25) dieses Referenzlichtstrahlenbündels und einen Vergleicher der Intensität des Meß- und des Rejerenzlichtstrahlenbündels enthält.
4. 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) oder der Empfänger (2) ein Halbleiter-Lichtemissionsbauelement (14) eines Sperrlichtstrahlenbündels enthält, und daß der Empfänger (2) oder der Sender (1) einen Halbleiter-Photodetektor (25) dieses Sperrlichtstrahlenbündels und eine Sperrschaltung zum Anzeigen des Abblendens des Sperrlichtstrahlenbündels durch ein zufälliges Hindernis enthält.
5. 5. Anordnung nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (31) durch den Umriß des Körpers (5) gebildet ist, dessen Lage gegenüber der optischen Trassiergeraden gemessen, kontrolliert oder gesteuert wird.
6. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche^ dadurch

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   gekennzeichnet, daß das Bewegungsgerät (41), mittels dem die Blende (31) mit dem ausgewählten Punkt des Körpers (5) verbunden ist, dessen Lage gegenüber der optischen Trassiergeraden gemessen, kontrolliert oder gesteuert wird, in Abhängigkeit von der Intensität des Signals am Empfänger (2) des Meßlichtstrahlenbündels und/oder gemäß einem Programm in Abhängigkeit von der vom Körper (5) zurückgelegten Bahn gesteuert wird.
7. 7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (l) und/oder der Empfänger (2) des Meßlichtstrahlenbündels mit Nivelliergeräten (19, 29) versehen ist, deren optische Achse mit der optischen Achse des optischen Richtspaltsystems (11, 21) des Senders (l) und/oder des Empfängers (2) des Meßlichtstrahlenbündels parallel ist, wobei die Entfernung dieser beider Achsen genau bekannt ist.

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