DE2518077A1

DE2518077A1 - Elektrooptisches system zur bestimmung der orientierung bzw. lage von gegenstaenden, wie werkstuecken oder aehnlichem

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Publication number: DE2518077A1
Application number: DE19752518077
Authority: DE
Inventors: Jimmie A Michaud
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1974-05-16
Filing date: 1975-04-23
Publication date: 1975-11-27
Also published as: FR2271541B1; CA1037593A; JPS5821683B2; SE408491B; AU8041375A; FR2271541A1; SE7505670L; GB1474010A; JPS50153670A; DE2518077B2; CH590454A5; IT1038202B; US4017721A

Description

BROSE^DKaBROSE Karl A. ηΠ/^ί*Γ D. Karl DFVNCC ^DiP^lom

Ingenieure

D-8023 Munchen-Pullach. Wiener Sir. 2, Tel. (089) 7 93 30 Π: Telex 52*214^ ^rcn d: Cables: · Pa'entibus» München

ihrze,chen 5222-A - v.I./sta ^Ta9 18. April 1975

Your ref. ' Date:

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield. Michigan 48075, USA

Elektrοoptisches System zur Bestimmung der Orientierung bzw. Lage von Gegenständen, wie Werkstücken oder ähnlichem

Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches System, welches Lichtinformationen von Teilen oder Gegenständen empfängt, die auf einer Bezugsfläche abgestützt sind, und welches Lichtinformationen von der Fläche empfängt, um elektrische Signale zu erzeugen, die kennzeichnend für die Gestalt des Gegenstandes oder Teiles sind und ebenso kennzeichnend für die räumliche Beziehung des Teiles relativ zur Fläche, wobei dieses System insbesondere in Verbindung mit einer Inspektionseinrichtung und Einrichtung zur Handhabung von Gegenständen verwendet werden kann.

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Bei automatisierten Produktions- und/oder Inspektionssystemen, die auf der Grundlage von einzelnen oder getrennten Teilen arbeiten, müssen die Teile oder Werkstücke gewöhnlich in einer
einheitlichen Orientierung relativ zu dem Arbeitssystem gehalten werden, damit das System richtig arbeiten kann. Bei vielen mehrstufigen Herstellungsprozessen wird ein Teil zu Beginn in einer Halterungsvorrichtung abgestützt, und die Halterungsvorrichtung hält das Teil während einer Anzahl von Stufen des Prozesses fest, wobei die Halterungsvorrichtung entweder zwischen aufeinanderfolgenden Bearbeitungsmaschinen bewegt wird oder
stationär gehalten wird und dann aufeinanderfolgend die Maschinen in Bearbeitungsbeziehung zu der Halterungsvorrichtung bewegt werden. Bei bestimmten automatischen Prozessen gelangen
auch Manipulatoren zur Anwendung, die ein Teil oder einen Gegenstand, der in einer Halterungsvorrichtung angeordnet ist, ergreifen und die dieses Teil dann häufig in einer neuen Orientierung in eine zweite Halterungsvorrichtung einsetzen.

Bei bestimmten bekannten Systemen wird eine Anzahl von Teilen in einem Massenbehälter dem System zugeführt, und zwar in nicht orientierter Beziehung, so daß diese Teile zunächst ausgerichtet oder orientiert werden müssen, bevor sie in einer getrennten Weise als Einzelteile bearbeitet werden können. Schrauben, Nieten und andere Befestigungsmittel werden häufig durch spezielle Zuführungsbahnen ausgerichtet. Sehr viele Teile, insbesondere solche mit relativ großen Abmaßen, sind jedoch nicht
für diese Techniken der Ausrichtung und Orientierung geeignet; ihre Gestalt oder ihre spezielle Natur macht es erforderlich,
daß sie mehr individuell gehandhabt werden.

Wenn derartige Teile automatisch manipuliert werden sollen, so muß das System mit Informationen versorgt werden, oder diese
Informationen müssen in dem System bezüglich der momentanen
Lage der Teile erzeugt werden, so daß jedes Teil erfaßt werden kann und relativ zu den anderen Teilen des Systems durch einen automatischen Mechanismus ausgerichtet v/erden kann» Ein ähnliches Bedürfnis hinsichtlich Informationen, die die Lage des

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Werkstückes betreffen, besteht dann, wenn ein Teil inspiziert

zufalxigen

werden soll, während es sich in irgendeiner beliebigen /Gage relativ zum Inspektionsmechanismus befindet.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Erzeugen von Informationen hinsichtlich der Lage und Orientierung eines be-

oder zuf ällisr
liebxg ,Angeordneten und orientierten Teiles und zum Verarbeiten dieser Informationen, um elektrische Signale zu erzeugen, die für die Handhabungs- und/oder Inspektionsausrüstung für das Teil geeignet sind, welche mit dem Teil arbeiten sollen.

Allgemein gesagt empfängt das System nach der vorliegenden Erfindung eine Strahlung, bevorzugterweise Licht, welches von dem nicht orientierten Gegenstand reflektiert wird, oder dessen Intensität in bestimmter Weise durch das Vorhandensein des Gegenstandes geändert wurde; die Strahlung wird in die Form von elektrischen Signalen umgewandelt, und diese Signale werden verarbeitet, um den Umriß des Gegenstandes relativ zu einer abstützenden Fläche in Richtung der aufgefangenen Strahlung zu bestimmen. Die den Umriß wiedergebenden Signale werden dann derart verarbeitet, daß ein Signal erzeugt wird, welches kennzeichnend für den Flächenschwerpunkt der Fläche ist, welche durch den Umriß definiert ist, um dadurch die Orientierung bestimmter Merkmale oder Eigenschaften des Umrisses relativ zu dem Flächenschwerpunkt zu erkennen. Die Signale, welche die Position des Flächenschwerpunktes relativ zu einer Bezugsstelle und die Drehorientierung des Gegenstandes relativ zu dem Flächenschwerpunkt wiedergeben, stellen in bevorzugter Weise die Ausgangsgröße des Systems dar. Die Ausgangsgröße kann auch Signale enthalten, welche die Fläche des beobachteten Gegenstandes oder Teiles identifizieren.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Art und Weise, in welcher Kriterien gewonnen werden, um die Orientierung bestimmter Unterscheidungsmerkmale des Umrisses relativ zum Flächenschwerpunkt zu bestimmen, so daß diese Unterscheidungsmerkmale bei nachfolgenden zu verarbeitenden Teilen oder Gegenstän-

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den identifiziert werden können, und ebenso deren Orientierung relativ zu den Flächenschwerpunkten dieser Teile berechnet werden kann. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, welches im folgenden mehr im einzelnen erläutert werden soll, umfaßt dieser Prozeß die Prüfung und Analyse eines Probestückes oder eines Prototyps des Gegenstandes mit im wesentlichen der gleichen Form wie die nachfolgend zu behandelnden Teile bzw. Gegenstände. Nachdem die digitalisierte Ausgangsgröße einer optischen Bildkonverterröhre verarbeitet wurde, um den Umriß der Fläche und deren Flächenschwerpunkt zu bestimmen, führt das System eine Analyse aus, um eine Gruppe von Punkten an dem Gegenstand auszuwählen, die die Drehorien— tierung des Gegenstandes relativ zum Flächenschwerpunkt charakterisiert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung besteht diese Gruppe aus Positionen der Enden oder Begrenzungen, die für die Beschreibung eines Kreises mit einem bestimmten Radius um den Flächenschwerpunkt benötigt werden. Der verwendete Radius kann durch das System auf der Grundlage einer Analyse der Zeichen oder Kennungen ausgewählt werden, die bei einer Anzahl von Radien erzeugt werden, oder alternativ kann der Wert des Radius von Hand in das System eingelesen werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung erfordert diese Auswahl eine Prüfung dieser Übergangspunkte für alle Kreise, die zwischen dem Wert des Radius von Null und einem Wert des Radius liegen, der dem am weitesten vom Flächenschwerpunkt des Gegen—

auf dem Gegenstand Standes entfernt liegenden Punkt/entspricht. Diese Kennungen werden in Gruppen oder Bändern angeordnet und bestehen aus Zeichen oder Kennungen, die einen hohen Grad von räumlicher Ähnlichkeit untereinander besitzen, so daß dann, wenn ein kleiner radialer Fehler bei der Übertragung einer Testkennung auf ein späteres oder nachfolgendes Teil eingeführt wird, nur ein geringerer Fehler in der Berechnung der Drehorientierung auftritt. Nur solche Bänder, die einen hohen Grad von Symmetrie aufweisen, werden dann von der Auswahl eliminiert, da eine solche Symmetrie einer späteren Orientierungsbestimmung zu

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einer Vieldeutigkeit führen kann. Schließlich wird ein einzelnes Band ausgewählt, welches den größten Mittelwert-Radius aufweist, da die Berechnung der Winkel-Fehlorientierung bei einem solchen maximalen Radius mit höchster Genauigkeit durchgeführt wird. Die radial zentrale Gesamtheit innerhalb dieses Satzes wird dann als Kennung des Teiles ausgewählt.

Unter Verwendung der ausgewählten Kennung zur Bestimmung der Drehorientierung nachfolgender Teile wird die Gesamtheit der Grenzübergangspunkte für den ausgewählten Radius vom Flächenschwerpunkt für dieses Teil oder Gegenstand erzeugt, und die Phasenverschiebung zwischen dieser Gesamtheit und der Gesamtheit der Originalkennung wird bestimmt. Diese Phasenverschiebung stellt ein direktes Maß der Drehung des nachfolgenden Teiles aus der Bezugslage oder Orientierung des ursprünglichen Teiles dar.

Systeme nach der vorliegenden Erfindung können die hinsichtlich eines Prototyp-Gegenstandes abgeleiteten Informationen dazu verwenden, um die Ähnlichkeit d?s Prototyps mit nachfolgenden analysierten Gegenständen zu bestimmen, um dabei sowohl die Gültigkeit nachfolgender Kennungs-Ablesungen zu garantieren, als auch zu dem Zweck, um die Übereinstimmung des nachfolgenden Teiles mit dem Prototyp-Teil zu überprüfen. Beispielsweise kann zusätzlich zur Berechnung des Flächenschweipunktes und der Kennung des Prototyp-Teiles der Rechner auch andere Faktoren berechnen, wie beispielsweise die von dem geprüften Umriß des Teiles umschlossene Fläche. Diese Faktoren können mit den äquivalenten Faktoren verglichen werden, die von den von nachfolgenden Teilen empfangenen Informationen berechnet wurden, um zu bestimmen, ob eine Orientierungsbestimmung innerhalb der annehmbaren Genauigkeitsgrenzen des Systems durchgeführt werden kann, und um zu bestimmen, ob die Ähnlichkeit zwischen dem inspizierten Teil und dem Prototyp-Teil ausreichend ist, um ein Fortführen des Prozesses oder der Verarbeitung des inspizierten Teiles sicherzustellen.

Bei dem bevorzugten Ausführungsteispiel nach der Erfindung

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gelangt eine Bezugsflache zur Anwendung, auf welche das Werkstück gelegt werden kann, und welche die Übertragung von Licht erlaubt, so daß das Werkstück von hinten beleuchtet werden kann. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können elektromagnetische Strahlungen mit nicht sichtbarer Wellenlänge zur Anwendung gelangen, um den Gegenstand zu bestrahlen, oder es können auch andere Strahlungsformen Verwendung finden, die von dem Gegenstand reflektiert werden. Die Bezugsfläche wird so ausgewählt, daß sie die Bestrahlung reflektiert oder sie so überträgt, daß ein Kontrast zum Werkstück entsteht, so daß die benachbarten Punkte an dem Werkstück und der abstützenden Fläche durch scharfe kontrastreiche Lichtwerte, die von der Bildwandlerröhre empfangen werden, identifiziert werden können.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Bildsystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, welches an einen Manipulator angeschlossen ist und in Verbindung mit einer Produkt ions anlage verwendet wird;

Figur 2 ein detailliertes Blockschaltbild eines digitalen Analyse-Systems, welches bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zur Anwendung gelangt;

Figur 3 a ein Flußdiagramm, welches die Betriebsfolge des bevorzugten Ausführungsbeispiels während der Lernfolge veranschaulicht;

Figur 3 b ein Flußdiagramm, welches die Aufeinanderfolge

der Betriebsweise des Systems während der Durchlauf folge veranschaulicht;

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Figur 4 ein detailliertes Blockschaltbild der Abtaststeuereinheit, die beim Gegenstand der Erfindung zur Anwendung gelangt;

Figur 5 ein Blockschaltbild des kreisförmigen Abtastregisters;

Figur 6 ein Blockschaltbild des Schwellendetektors, der die Vidicon-Abtastung zur Bestimmung des Umrisses des beobachteten Gegenstandes oder Teiles analysiert;

Figur 7 ein Blockschaltbild des Moment- und Flächenberechnungs-Untersystems;

Figur 8 ein beliebig gewähltes Werkstück, welches die Art und Weise von vier Abtastungen über unterschiedliche Abschnitte des Werkstückes veranschaulicht;

Figur 9 ein Blockschaltbild des Flächenschwerpunkt-Berechnungs-Untersystems, welches in Verbindung mit dem Gegenstand der Erfindung zur Anwendung gelangt;

Figur 10 ein breites Flußdiagramm des Programms, welches von dem Ringselektor befolgt wird, um den Kennungsradius für ein Probeteil zu bestimmen;

Figur 11 ein Blockschaltbild eines !Correlators, der die Kennungen des Probestückes und der nachfolgenden Teile empfängt und deren relative Drehorientierung bestimmt; und

Figuren 12 A, 12 B, 13, H, 15 und 16 Flußdiagramme, welche die Aufeinanderfolge der Betriebsweise der Kennungs-Radiusauswähl-Einheit wiedergeben,

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wobei die Figuren 12 A und 12 B Gesamtflußdiagramme darstellen; und

Figuren 13-16 Details der Folgen von den verschiedenen

Betriebsabschnitten, die in den Figuren 12 A und 12 B veranschaulicht sind.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird in Verbindung mit einem Manipulator verwendet, welches die Teile in eine Standardorientierung bzw. Ausrichtung bewegt, so daß sie in richtiger Weise nachfolgenden mechanischen Bearbei— tungseinrichtungen angeboten werden können. Figur 1 zeigt ein schematisches Diagramm des gesamten Positions-Identifizier- und Manipuliersystems.

Eine Vielzahl der Teile, die von dem System gehandhabt und bearbeitet werden sollen, sind in einem Massenbehälter 10 in nicht orientierter Form vorhanden. Eine Ladevorrichtung 12 ergreift in geeigneter Weise eines der Teile des Behälters 10 und legt dieses Teil automatisch in einer nicht orientierten Lage oben auf eine Bezugsfläche 14. Die Ladevorrichtung ist in bekannter Weise ausgeführt und kann Greifer zum Ergreifen des Werkstückes oder einen Magnet zum Anheben eines Teiles aus dem Massenbehälter 10 enthalten und legt das so herausgegriffene Teil in irgendeiner Lage auf die Bezugsfläche 14. Es sei der Übersichtlichkeit halber angenommen, daß das Teil aus einer flachen Platte besteht, so daß dieses Teil nur auf einer seiner zwei flachen Flächen liegen kann.

Die Bezugsfläche 14 ist lichtdurchlässig bzw. durchsichtig und wird von der unteren Seite her von einer Lampe 16 beleuchtet, während die Teile 18 lichtundurchlässig sind.

Das von der Bezugsfläche 14 aus übertragene Lichtbild, welches durch das Teil 18 geprägt ist, wird durch einen über Kopf angeordneten Spiegel 20 zu einem Linsensystem 22 einer Vidicon-Bildkonverterkamera 24 reflektiert. Die Kamera tastet das

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zweidimensionale fokussierte Bild ab, welches sie von dem Linsensystem 22 empfängt, und konvertiert das Lichtbild in elektrische Signale, die dem digitalen Analysiersystem 26 zugeführt werden.

Das digitale Analysier- oder Verarbeitungssystem 26 verwendet die Ausgangsgröße des Vidicon zunächst dazu, um den Umriß des Werkstückes 18, wie dieses von der Kamera 24 gesehen wird, zu bestimmen, und das System bestimmt dann die Lage des Flächenschwerpunktes der Umrißfläche relativ zur Bezugsfläche und die Drehorientierung relativ zu diesem Flächenschwerpunkt entsprechend den Unterscheidungsmerkmalen des Umrisses des Werkstückes. Bei anderen Ausführungsformen nach der Erfindung kann das System 26 auch bestimmen, welche Fläche des Gegenstandes beobachtet wird, indem bestimmte Spezifiziermerkmale an der Fläche des Gegenstandes erfaßt werden.

Diese Informationen gelangen zu einem Manipulator 32 mit einem Arm 34, der mehrere Grade von Bewegungsfreiheit aufweist. Die Information hinsichtlich der Position und der Orientierung des Werkstückes 18 zur Bezugsfläche 14 wird für die Steuerung des Armes 34 verwendet, um also das Werkstück 18 zu erfassen und es in einer ausgerichteten Lage in ein nachfolgendes Bearbeitungsgerät 36 zu bewegen. Das Gerät 36 kann aus einer Anordnungseinheit, einer Bearbeitungseinheit oder einfach aus einer Speichereinheit bestehen.

Das digitale Analysiersystem 26 ist mehr im einzelnen als Blockschaltbild in Figur 2 veranschaulicht. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, werden die X- und Y-AbIenksignale, welche die Abtastung des von der Vidicon-Kamera 24 erfaßten bzw. fokussierten Bildes steuern, durch eine Abtaststeuereinheit 40 erzeugt. Diese Signale können die Kamera entsprechend einem normalen rechteckigen Raster bzw. Zeilenabtastung oder in einem kreisförmigen Muster steuern, welches dazu verwendet wird, um den Kennungsring bei einem Probestück auszuwählen und um den Kennungsring von nachfolgenden Teilen zu erreichen, um deren

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Drehung bzw. Verdrehung relativ zu dem Probeteil zu testen.

Die Video-Ausgangsgrößen.aus der Kamera 24 gelangen zu einer Schwellendetektorschaltung 42, welche den Durchgang der VideoausgangsgröQe der Kamera durch eine bestimmte Spannung feststellt, die als Kennzeichnung des Lichtwertes zwischen einer vollen Lichtübertragung durch die Bezugsfläche 14 und dem Lichtwert ausgewählt wird, der erzielt wird, wenn das Werkstück 18 das Licht von der Bezugsfläche unterbricht. Die Ausgangsgröße des Schwellendetektors besteht aus einem Signal auf der Leitung 44» welches einen Übergang anzeigt, und aus einem Signal auf der Leitung 46, welches die Richtung des Übergangs von schwarz nach weiß oder von weiß nach schwarz angibt.

Diese Signale gelangen zu einem Moment-Flächenberechnungs-Untersystem 48, einem Ring—Wähler 50 und einem Korrelator—Untersystem 52. Der Moment- und Flächenrechner 48 analysiert die Üfoergangssignale, die während einer rechteckigen Abtastung eines Werkstückes erzeugt wurden, welches auf der Bezugsfläche liegt, um das Moment des Teiles relativ zu den Z- und Y-Achsen und die Fläche des Teiles zu bestimmen. Signale, welche diese Werte wiedergeben, werden einem Flächenschwerpunkt—Rechner 54 eingespeist.

Alle diese Einheiten arbeiten unter der Steuerung einer Prozessor-Folgesteuereinheit 56, um den Flächenschwerpunkt eines Teststückes zu bestimmen, um den Kennungsradius dieses Teiles auszuwählen und zu speichern, um anschließend den Flächenschwerpunkt eines späteren Teiles zu bestimmen und um die Abweichung dieses Flächenschwerpunktes von dem Flächenschwerpunkt des Teststückes zu bestimmen und um schließlich die kreisförmige Keimung des nachfolgenden feiles vorzusehen und um diese mit derjenigen des Teststückes zu vergleichen* so daß dadurch die Drehorientierung des nachfolgenden Teiles relativ zum Testteil bestimmt werden kann.

Diese Aufeinanderfolge des Betriebes ist in breiter Form in den

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Flußdiagrammen der Figur 3 a wiedergegeben, welches die "Lehr"-Folge wiedergibt, und wobei Figur 3 t> die "Durchlauf"-Folge ("run" sequence) wiedergibt.

Der erste Schritt in der Lehrfolge umfaßt das Auflegen eines Probestückes 18 auf die Bezugsfläche 14 innerhalb dee Beobachtungsfeldes der Kamera 24. Als nächstes veranlaßt die Abtaststeuereinheit 40 unter der Steuerung der Prozessor-Folgesteuereinheit 56 das Vidicon 24, eine rechteckige Abtastung durchzuführen, die aus einer Vielzahl von horizontal verlaufenden Abtastzeilen besteht, die aufeinanderfolgend in vertikaler Richtung zueinander versetzt verlaufen. Das Videoausgangssignal wird durch den Schwellendetektor 42 analysiert, der daraufhin Ausgangssignale auf den Leitungen 44 und 46 erzeugt, die kennzeichnend für den Zeitpunkt jedes Übergangs und für die Polarität dieses Übergangs sind. Der Moment— und Flächenrechner 48 verwendet diese Signale dazu, um das Moment des Teiles 18 zu berechnen, und zwar entsprechend der Anordnung auf der Bezugsfläche 14 relativ zur X- und Y—Achse des Beobachtungssystems, und um ebenso die Gesamtfläche des Teiles zu berechnen. Der Moment- und Flächenrechner 48 führt diese Rechnung im wesentlichen dadurch aus, daß er die Länge und die Position von horizontal verlaufenden Streifen des Bildes des Teiles analysiert und die Momente dieser Streifen um die X- und Y-Achse bestimmt. Die Fläche des Teiles ist die Summe aus den Längen der Streifen, die so erfaßt werden, daß sie ein Einheitsabmaß in der Y-Achse aufweisen.

Der Flächenschwerpunkt-Rechner 54 empfängt diese Ausgangssignale aus dem Moment- und Flächenrechner 48 und teilt die Momente (moments) durch die Fläche, um die X- und Y-Koordinaten des Flächensehwerpunktes zu bestimmen. Diese Koordinaten zusammen mit der berechneten Fläche des Teiles werden der Prozessor-Folgesteuereinheit 56 zugeführt und werden für eine spätere Verwendung gespeichert.

Der nächste Schritt beim Analysieren des Teststückes umfaßt die

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Erzeugung einer Vielzahl von kreisförmigen Abtastungen der Kamera 24 unter der Steuerung der Abtaststeuereinheit 40. Diese kreisförmigen Abtastungen erfolgen mit zunehmendem Radius und bedecken kollektiv das gesamte Sichtfeld der Kamera 24. Die für diese Abtastungen kennzeichnenden Signale werden durch den Schwellendetektor 42 analysiert, um die Lage und die Richtung jedes Schwarz-Weißüberganges zu bestimmen, und weiter werden diese Ausgangssignale dem Ringwähler 50 angeboten. Der Satz der Übergänge während einer einzigen Abtastung wird als "Ring¹¹ bezeichnet. Der Ringwähler analysiert aufeinanderfolgend kreisförmige Abtastringe und vergleicht die Eigenschaften jedes Ringes mit den Eigenschaften des Ringes der vorangegangenen oder früheren Abtastung. Er sendet dann Signale zur Prozessor-Folgesteuereinheit, wodurch bewirkt wird, daß der Abtastradius vergrößert wird. Der Ringwähler speichert während dieses Analysierprozesses sehr weitreichend den Radius des besten Kennungs— Ringes, der gefunden wurde, und er wandelt kontinuierlich diese Größe ab, wenn ein besserer Ring gefunden wird. Nachdem alle Kreisringe analysiert wurden, speichert der Ringwähler das Signal, welches kennzeichnend für den Radius des optimalen Ringes ist; die Abtaststeuereinheit steuert dann die Kamera, um diesen optimalen Ringradius zu erzeugen, und es werden die Übergänge gespeichert, die in diesem Ring auftreten, und zwar zusammen mit dem Ringradius und den Koordinaten des Flächenschwerpunktes und der Fläche des Probestücks.

An dieser Stelle ist das System vorbereitet, um ein tatsächliches Werkstück oder "Durchlauf'-Teil zu analysieren. Gemäß dem Flußdiagramm von Figur 3 b wird das Teil auf die Bezugsfläche 14 innerhalb des Erfassungsbereiches der Kamera 24 aufgelegt; es wird dann eine rechteckige Abtastung eingeleitet; der Moment- und Flächenrechner 48 versorgt dann den Flächenschwerpunkt-Rechner 54 mit den Momentgrößen um die X- und Y-Achse des durchlaufenden Teiles und mit der Fläche des durchlaufenden Teiles. Das System vergleicht dann die Fläche des durchlaufenden Teiles mit der gespeicherten Fläche des Probestückes. Wenn die zwei Werte nicht innerhalb eines vorbestimmten Prozentsatzes

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zueinander liegen, so wird der Prozeß beendet, und es wird ein Signal für die überwachende Person vorgesehen, welches angibt, daß das durchlaufende Teil relativ zum Teststück außerhalb der Toleranz liegt.

Wenn die Flächen innerhalb der Toleranz zueinander liegen, so werden die Koordinaten des Plächenschwerpunktes des durchlaufenden Teiles der Abtaststeuereinheit 40 angeboten, und diese erzeugt eine kreisförmige Abtastung mit dem gespeicherten Kennungs—Radius um den Flächenschwerpunkt des durchlaufenden Teiles. Der auf diese Weise erzeugte Kennungsradius wird zusammen mit der gespeicherten Kennung des Teststückes dem Korrelator angeboten, und es wird eine Kreuz -Korrelation zwischen den zwei durchgeführt. Diese Korrelation wird dazu verwendet, den Grad der kreisförmigen Verschiebung in der Kennung des durchlaufenden Teiles relativ zur Kennung des Lehr.teiles zu bestimmen, und ebenso, um den Winkel der maximalen Korrelation zwischen den zwei Teilen zu bestimmen. Der Wert dieser maximalen Korrelation wird analysiert, um zu bestimmen, ob dieser innerhalb einer willkürlichen Grenze liegt, die einen vernünftigen Grad an Identität zwischen dem Testteil und dem durchlaufenden Teil vorgibt. Wenn dies nicht der Fall ist, so wird der Vergleich unterbrochen. Wenn die Korrelationsfunktion innerhalb einer vorbestimmten Grenze liegt, so berechnet das System Unterschiede zwischen den Koordinaten des Testteiles und den Koordinaten des durchlaufenden Teiles. Diese zwei Werte zusammen mit der Phasenverschiebung zwischen der Testkennung und der Kennung des durchlaufenden Teiles stellen die Ausgangsgröße des Systems dar und werden zur Steuerung des Handhabungsgerätes 32 verwendet.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird in erster Linie in einem hartverdrahteten digitalen System verwirklicht, obwohl ein programmierbarer Rechner auch verwendet werden kann, um den Ringwähler 50 zu verwirklichen. Bei alternativen Ausführungsforraen können alle Einheiten hartverdrahtet oder es können Mini-Rechner verwendet werden, um einige oder

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alle der anderen Punktionen zu realisieren. Die Wahl zwischen hartverdrahteten Schaltungen und Minicomputern hängt weitgehendst von den Produktionsmengen des Systems ab.

Die verschiedenen Untersysteme des bevorzugten Ausführungsbeispiels sollen nun im folgenden im einzelnen beschrieben werden.

Die Abtaststeuereinheit 40 ist im Detail in Blockschaltbild— form in Figur 4 veranschaulicht und sie dient dazu, digitale Signale für die Ablenkschaltungen des Vidicon 24 vorzusehen, welche die momentane Position der Vidiconabtastung des durch das Linsensystem 22 fokussierten Bildes steuern. Ein digitales Signal, welches für die X-Achsenablenkung kennzeichnend ist, wird auf der Leitung 60 vorgesehen, und das Y—Achsensignal wird auf der Leitung 62 erzeugt. Diese Leitungen führen auch au dem Moment- und Flächenrechner 48 für die Verwendung in Verbindung mit den Übergangssignalen, die dieser Einheit auf der Leitung 44 zugeführt werden, so daß die Koordinaten der Übergänge bestimmt werden können. Die Abtaststeuereinheit erzeugt auch auf der Leitung 64 ein Ausgangssignal, welches den Ab— tastwinkel während der kreisförmigen Abtastung des Vidicon anzeigt* Von der Abtaststeuereinheit 40 wird auf der Leitung 66 ein Signal vorgesehen» um anzuzeigen, daß die Abtastung - entweder rechteckig oder kreisförmig - vervollständigt wurde.

Die Abtaststeuereinheit 40 besitzt im wesentlichen drei Betriebsphasen: sie erzeugt rechteckig verlaufende Abtastungen? kreisförmig verlaufende Abtastungen; oder Leerlauf«, Die Einleitung von entweder einer rechteckigen oder einer kreisförmigen Abtastung wird durch ein Signal auf der Leitung 68 von der Prozessor-Folgesteuereinheit 56 getriggert. Der Wert eines Signals auf der Leitung 70 aus der Prozessor-Folgesteuereinheit bestimmt, ob die einzuleitende Abtastung entsprechend einen kreisförmigen Easter oder einem rechteckigen Raster verlaufen soll. Das Signal auf der Leitung 68 triggert die Abtaststeuereinheit 40, so daß diese eine vollständige Abtastung herbeiführt. Nach der Vervollständigung dieser Abtastung kehrt

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die Einheit in die Leerlaufbetriebsphase zurück, in welcher sie Signale für das Vidicon vorsieht und es veranlaßt, eine fortwährende rechteckige Abtastung durchzuführen, um zu verhindern, daß der Abtaststrahl des Vidicons an irgendeiner Stelle auf dem Schirm ein Loch ausbrennt.

Die Abtaststeuereinheit 40 enthält einen internen Taktgeber 72, der Signale für ein Paar von UND-Gliedern 74 und 76 vorsieht, deren andere Eingangsanschlüsse durch Signale von der Abtastauswählleitung 70 in Bereitschaft gesetzt werden. Diese Leitung führt normalerweise ein niedriges Signal und führt nur dann ein hohes Signal, wenn eine kreisförmige Abtastung bzw. Abtastraster von der Folgesteuereinheit 56 befehligt wird. Die Eingangsgröße von der Leitung 70 zum Gatter 74 wird invertiert, so daß bei Abwesenheit eines hohen Signals auf der Leitung 70 die Taktimpulse von dem Gatter 74 zu einem Rechteckabtast—Generator 78 vorgesehen werden. Wenn das Signal auf der Leitung 70 einen hohen Spannungswert annimmt, was ein kreisförmiges Abtastmuster bedeutet, so wird der Ausgang des Gatters 74 gesperrt, und die Impulse aus der Taktquelle gelangen durch das Gatter 76 zu einem Abtastwinkel-Register 80.

Der Rechteck—Abtastgenerator 78 besteht aus einem durch 500 teilenden Zähler, der nach jedem 500. empfangenen Taktimpuls ein Impulssignal abgibt. Die Taktimpulse werden durch den Rechteck-Abtastgenerator 78 auf der Leitung 82 abgegeben und gelangen zu einem X-Abtastpositionsregister 86. In ähnlicher Weise werden die Impulse aus dem durch 500 teilenden Zähler auf der Leitung 88 ausgegeben und gelangen zu einem Y-Abtast-Positionsregister 92. Während der Leerlaufbetriebsphase werden diese X- und Y-Register 86 und 92 regulär weitergeschaltet bzw. erhöht. Die digitale Ausgangsgröße des X-Registers 86 wird mit einer Zahl addiert, die in einem X-Inkrement-Addierer 94 enthalten ist, und die digitale Ausgangsgröße der Einheit 94 stellt die X-AbIenkkoOrdinate dar, die auf der Leitung 60 zum Vidicon gelangt. In ähnlicher Weise wird der Ausgang des Y-Abtastregisters 92 mit einer digitalen Zahl erhöht, die in

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einem Y-Inkrement-Addierer 96 enthalten ist, wobei die Ausgangsgröße dieses Registers auf der Leitung 62 die Y-Abtastposition darstellt. Die Addierer 94 und 96 werden während einer kreisförmigen Abtastung dazu verwendet, diese Abtastung um den Flächenschwerpunkt des Teiles 18 auf der Bezugsfläche 14 zu orientieren, wie dies vorangehend durch den Flächenschwerpunkt-Rechner 54 bestimmt wurde.

Die Einleitung einer gesteuerten rechteckförmigen Abtastung bzw. Rechteckrasters, die im Gegensatz zu der relativ unkontrollierten Leerlaufrechteckabtastung steht, wird durch den Prozessor 56 eingeleitet, und zwar durch ein Signal auf der Leitung 68 ohne Begleitung eines niedrigen Signals auf der Leitung 70. Das Signal auf der Leitung 68 dient dazu, den Zähler in dem Rechteck—Abtastgenerator 78 auf Null zurückzustellen, als auch die Register 86 und 92 zurückzustellen. Hierdurch wird die Abtastung des Vidicons an der oberen linken Ecke des Rasters eingeleitet, und zwar unter der Annahme, daß die X- und Y-Inkrementaddierer 94 und 96 die Werte Null enthalten. Der Rechteck-Abtastgenerator 78 fährt dann damit fort, Signale für die X- und Y-Abtastregister 86 und 92 vorzusehen, wodurch die Vidiconabtastung veranlaßt wird, zunächst vom linken Extrem zum rechten Extrem zu laufen. An dieser Stelle läuft das X-Abtastregister 86 über und kehrt auf Null zurück. Gleichzeitig wird das Y-Abtastregister 92 weitergeschaltet, wobei die Abtastung um ein Inkrement nach unten abgelenkt wird.

Die Ausgangsgröße des Y-Abtastregisters 92 wird auch einer Vergleichsstufe 98 angeboten, die ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Y-Zählung ihr Maximum erreicht, wodurch angezeigt wird, daß eine vollständige rechteckige Abtastung bzw. Raster vervollständigt wurde. Das Y-Register 92 läuft ebenso über und kehrt an dieser Stelle auf Null zurück. Die Ausgangsgröße aus der Vergleichsstufe 98 wird über ein ODER-Gatter 100 auf der Leitung 66 vorgesehen, wodurch angezeigt wird, daß eine Abtastung vervollständigt wurde. Die Abtaststeuereinheit 40 nimmt dann ihre Leerlaufbetriebsweise wieder auf, bis auf der Lei—

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tung 68 das nächste hohe Signal empfangen wird.

Eine kreisförmige Abtastung bzw. Raster wird bei einem hohen Signal auf der Leitung 68 in Begleitung eines hohen Signals auf der Leitung 70 eingeleitet. Das Signal auf der Leitung 68 stellt den durch 500 teilenden Zähler in dem Rechteck-Abtastgenerator 78 auf Null zurück, ebenso die X- und Y-Abtast-Positionsregister 86 und 92, das Abtastwinkel-Register 80 und die in einem Kreisabtast—Generator 102 enthaltenen Register. Das hohe Signal auf der Leitung 70 unterbindet die Taktausgangsgrößen aus dem UND-Gatter 74 und setzt die Taktausgangsgrößen aus dem UND-Gatter 76 in Bereitschaft bzw. schaltet diese durch, die dann zum Abtastwinkel-Register 80 gelangen. Das an früherer Stelle erregte Abtastwinkel-Register 80 wird dann durch die Taktgröße weitergeschaltet und erzeugt eine digitale Ausgangsgröße, die zum Winkel der kreisförmigen Abtastung proportional ist. Diese Größe gelangt aus der Abtaststeuereinheit auf der Leitung 64 heraus und gelangt zum Kreisabtast-Register 102.

Das Kreisabtast-Register 102 ist im einzelnen in Figur 5 veranschaulicht. Zusätzlich zu dem Empfang des Abtastwinkelsignals aus dem Register 80 empfängt dieses ein Radiussignal von einem Register 104, welches eine Zahl enthält, die es von dem Prozessor 56 empfangen hat. Wie aus Figur 5 hervorgeht, enthält der Kreisabtast-Generator 102 ein Paar von Lesespeichern 106 und 108. Der Lesespeicher 106 enthält eine Tabelle von Sinuswerten. Für jede digitale Zahl, die aus dem Register 80 empfangen wird, erzeugt dieser eine digitale Ausgangsgröße entsprechend einer Zahl, die proportional zum Sinus des Winkels der Eingangszahl ist. Der Lesespeicher IO8 enthält eine Tabelle der Cosinuswerte und für jede Eingangs-Digitalzahl erzeugt er eine Ausgangszahl, die proportional zum Cosinus des Eingangswinkels ist.

Die Signale aus dem Winkelabtast-Register 80 werden direkt dem Sinusspeicher 106 zugeführt und gelangen auch zum

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Cosinusspeicher 108.

Die numerische Ausgangsgröße aus dem Sinusspeicher 106 gelangt zu einem Multiplizierer 112, und zwar in Verbindung mit dem Radiuswert aus dem Register 104. In ähnlicher Weise gelangt die in paralleler Form vorliegende digitale Ausgangsgröße des Cosinusspeichers 108 zu einem Multiplizierer 114, und zwar in Verbindung mit einem in paralleler Form vorliegenden numerischen Wert, der in dem Radiusregister 104 enthalten ist. Die in paralleler Form vorliegenden Ausgangsgrößen der Multiplizierer 112 und 114 werden dazu verwendet, das X-Abtastregister 86 und das Y-Abtastregister 92 jeweils, direkt zu setzen. Während dieser kreisförmigen Abtastung gelangt von dem Rechteckabtast-Generator 78 keine Ausgangsgröße zu den Registern.

Wenn das Winkelabtast—Register 80 durch die Impulse aus der Taktquelle 72 weitergeschaltet wird, so nehmen die X- und Y-Abtaststeuerregister 86 und 92 die Werte an, die erforderlich sind, damit das Vidicon 24 eine kreisförmige Abtastung bzw. Raster erzeugt. Diese Werte können durch die in den Registern 94 und 96 enthaltenen konstanten numerischen Werte erhöht werden, um effektiv die Koordinaten des Mittelpunkts der kreisförmigen Abtastung zu verschieben oder zu versetzen, wie dies im folgenden erläutert werden soll.

Das Abtastwinkel—Register 80 versorgt auch eine Vergleichsstu— fe 116 mit einer Ausgangsgröße, die dann einen Impuls abgibt, wenn der Abtastwinkel ein Maximum erreicht, wodurch angezeigt wird, daß eine vollständige Abtastung ausgeführt wurde. Die Vergleichsstufe 116 gibt ihren Impuls an ein ODER-Gatter 100 ab, welches die Ausgangsgröße auf eine Leitung 66 führt, wodurch angezeigt wird, daß die Abtastung vervollständigt wurde. Der Prozessor 56 entfernt dann das hohe Signal auf der Leitung 70, wenn nicht eine andere kreisförmige Abtastung ausgeführt werden muß, und die Abtaststeuereinheit 40 ihre Leerlaufbetriebsweise wieder einnimmt.

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Der Schwellendetektor 42, der aus dem Vidicon 24 die analogen Videosignale empfängt und die Kreuzung oder Schnitt der Vidiconabtastung mit einer der Grenzen des Teiles 18 feststellt, ist im einzelnen in Figur 6 wiedergegeben. Das Videosignal gelangt zu einer Analog—Vergleichsstufe 120, die auch eine Ana— logspannung von einem Potentiometer 122 empfängt, dessen eines Ende geerdet ist, und dessen anderes Ende mit einer geregelten Gleichspannungsquelle verbunden ist. Die Vergleichsstufe erzeugt ein Ausgangssignal, welches dann hoch ist, wenn die Videospannung die Bezugsspannung überschreitet, und welches zu anderen Zeitpunkten niedrig ist. Die Lichtquelle 16 unterhalb der Bezugsfläche 14 besitzt in bevorzugter Weise eine ausreichende Intensität, so daß die Lichtwerte, die auf der Bildfläche des Vidicon fokussiert werden, relativ eindeutig sind und eine sehr niedrige Amplitude an Stellen besitzen, die dem Werkstück 18 zugeordnet sind, und eine wesentlich höhere Intensität besitzen, wo die nicht bedeckte anbietende Stufe abgebildet wird. Wenn daher die Vidiconabtastung von einer Stelle außerhalb der Grenze des Teiles zu einer Stelle innerhalb der Grenze des Teiles wandert, sollte der Analogwert des Videosignals scharf abfallen und durch den Spannungswert verlaufen, der durch das Potentiometer 122 vorgegeben wird.

Die Ausgangsgröße der Vergleichsstufe 120 wird einem Univibrator 124 zugeführt, der einen kurzen scharfen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn die analoge Ausgangsgröße der Vergleichsstufe ihren Zustand in einer von zwei Richtungen ändert. Dieses Signal auf der Leitung 44 in Verbindung mit der Ausgangsgröße der Vergleichsstufe selbst, also auf der Leitung 46, stellen die zwei Ausgangsgrößen des Schwellendetektors dar. Durch Probeentnahme der Polarität des Signals auf der Leitung 46 kann, wenn auf der Leitung 44 ein Impuls auftritt, die Richtung des Übergangs bestimmt werden.

Der Moment- und Flächenrechner 48, der auf der Leitung 44 die Übergangsimpulssignale empfängt und auf der Leitung 46 die Polaritätssignale, ebenso die X- und Y-Koordinaten der Abtastung

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auf den Leitungen 60 und 62 empfängt und der die Signale erzeugt, welche für das Moment des Teiles bzw. Werkstücks hinsichtlich der X- und Y-Achs-e repräsentativ sind, ist im einzelnen in Figur 7 gezeigt. Die X-Koordinaten der Abtastung von der Leitung 60 werden in paralleler Form einem Paar von Registern 130 und 132 angeboten. Das Register 130 empfängt auch eine Eingangsgröße von einem UND-Gatter 134·

Das Vorhandensein eines niedrigen Signals auf der Leitung 46 zeigt an, daß der Videowert des abgetasteten Punktes unterhalb des Wertes der Vergleichsstufe liegt, so daß demzufolge der am Schirm des Vidicons abgetastete Punkt dem Werkstück 18 und nicht der Bezugsfläche 14 zugeordnet ist. Die Ubergangsimpulse auf der Leitung 44» die gleichzeitig mit diesem niedrigen Wert auf der Leitung 46 auftreten, sind für einen Übergang von weiß nach schwarz kennzeichnend. Das Ausgangssignal aus dem UND-Gatter 134 bewirkt, daß der X-Wert in das Register I30 geladen wird, welches das X₁-Register genannt wird. Ein nachfolgendes Paar von X-Koordinaten, die in die Register 130 und I32 geladen werden, definieren den Anfang und das Ende der Kreuzung oder Schnittstelle der X-Richtungs-Rechteckabtastung mit dem Werkstück 18. Dies ist in Figur 8 veranschaulicht, die ein willkürlich gewähltes Werkstück 18 zeigt, welches auf der Bezugsfläche 14 angeordnet ist. Vier typische X-Abtastungen sind in Figur 8 veranschaulicht. Die oberste Abtastung, die mit Y. bezeichnet ist, schneidet zwei unabhängige Abschnitte des Werkstücks. Die erste Schnittstelle tritt bei X₁. auf, die einen Weiß-Schwarzübergang darstellt, und endet bei Χολ» ä-^{ie ein}-en Schwarz-Weißübergang darstellt. Wenn die Abtastung in den Bereich zwischen dem Schwarz-Weißübergang Xp. und dem nächsten Weiß-Schwarzübergang, der mit X₁₅ bezeichnet ist, gelangt, so werden die X-Werte des Anfangs und des Endes der Bewegung X₁. und X_2A in den Registern 130 und 132 festgehalten. Später schneidet die Abtastung entsprechend Y. den zweiten Abschnitt des Werkstücks, wodurch die Koordinaten Χ_<τ3 und Χ_ΟΏ in den Registern 130 und 132 erhalten werden.

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In ähnlicher Weise schneidet eine untere Abtastung entlang der X—Achse bei Yg drei getrennte Segmente des Werkstücks X₁ „ — ^X2C» ^X1D " ^X2D ^^{11 X}1E ~ ^X2E*

Die dritte Abtastung bei der Koordinate Y_ß schneidet das Werkstück 18 nur einmal, und zwar in einem Sektor mit der Anfangskoordinate X₁J₁ und der Endkoordinate X₂^. Die vierte Abtastung bei Yq kreuzt das Werkstück an einem Abschnitt, der eine Öffnung oder Bohrung 142 enthält und demzufolge in zwei Segmente X_ir, - X_o„ und X._H - X_OH aufgeteilt wird.

Das Register 132 wird durch die Ausgangsgröße eines UND-Gatters 136 in Bereitschaft gesetzt, welches das Übergangssignal auf der Leitung 46 und den nicht invertierten Wert des Vidicon Signals auf der Leitung 44 empfängt. Demzufolge verursacht ein Übergang von schwarz nach weiß ein Ausgangssignal am Gatter 136. Dieses Ausgangssignal bewirkt, daß der momentane Wert der X—Koordinate der Abtastung auf der Leitung 60 in das Register 132 eingelesen wird, welches mit Xp-Register bezeichnet ist, wodurch jeglicher Wert, der früher in diesem Register ent halten war, ersetzt wird.

Die in paralleler Form vorliegenden Ausgangsgrößen beider Regi ster 130 und 132 gelangen fortwährend zu einer Addierschaltung I3B, welche in paralleler Form ein digitales Signal erzeugt, welches für deren Summe X₁ + X₂ repräsentativ ist, und gelangen ebenso zu einer Subtrahierschaltung I40, die ein digitales Signal in paralleler Form erzeugt, welches gleich ist der Differenz, also X₂ — X₁. Es sei hervorgehoben, daß dieser letztere Wert gleich ist mit der Länge jedes Streifens der Schnittstelle der Abtastung mit dem Werkstück.

Die Ausgangsgröße von beiden Registern 138 und HO gelangt zu einer Multiplizierstufe 144, die das Produkt (X₁ + Xp) (Xp -X erzeugt.

(X₁ + X₂)

Da gleich ist mit dem mittleren Abstand des Strei-

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fens X₂ - X₁ von der Y-Achse, ist die Größe (X₁ +X₂) (X₂ -X₁) gleich zweimal dem Moment eines einzelnen Segments X₂ - X₁ um die Y-Achse. Diese Momente werden, wenn sie aufeinanderfolgend erzeugt werden, in einem Register 146 unter Verwendung einer Addierstufe 148 summiert, die Eingangsgrößen von sowohl dem Register 144, als auch vom Ausgang des Registers I46 empfängt. Die Inhalte des Registers 146 sind, nach einer vollständigen rechteckförmigen Abtastung des Teiles, gleich mit zweimal dem Moment des Teiles um die Y-Achse.

Die Ausgangsgröße der Subtrahierstufe 140, die gleich ist mit der Größe X_? - X₁ oder der Länge eines elementaren Streifens, wird in einer Multipliziereinheit 150 mit den Y-Koordinaten der Abtastung, wie sie auf der Leitung 62 erscheinen, multipliziert. Das Ergebnis dieser Multiplikation ist gleich dem Moment eines individuellen Streifens um die X-Achse. Diese Momente werden für jeden nachfolgenden Streifen in einem Register 152 unter Verwendung eines Addierers 154 summiert, der Eingangsgrößen von dem Register 150 und vom Ausgang des Registers 152 empfängt. Zusatzgrößen in beiden Registern 152 und 146 werden durch Schwarz-Weißübergänge, die durch das UND-Gatter 136 erfaßt werden, getriggert.

Die Ausgangsgrößen der Subtrahierstufe I40, welche die Längen der elementaren Streifen darstellen, werden in einem Register 156 ebenso summiert, und zwar nach jedem Auftreten eines Schwarz-nach-weiß-Überganges, und das Register 156 enthält nach einer vollständigen rechteckförraigen Abtastung eine Zahl, die proportional zur Fläche des Teiles ist, wenn man die Y-Inkremente in der Abtastung so betrachtet, daß sie einen Einheit swert haben.

Die Inhalte der Register I46, 152 und 156, die jeweils auf den Leitungen 158, 160 und 162 vorgesehen werden, stellen die Ausgangsgrößen des Moment- und Flächenrechners 48 dar. Nachdem eine vollständige rechteckförmige Abtastung durchgeführt wurde, werden die Register 146, 152 und 156 durch ein Rücksteilsignal

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aus dem Prozessor 56 entleert.

Der Flächenschwerpunkt-Rechner 54, der in Figur 9 veranschaulicht ist, enthält einfach ein Paar von Teilerstufen 170 und 172, welche die Momente um die X- und Y-Achse jeweils durch die Fläche teilen, um die Koordinaten des Flächenschwerpunktes jeweils um die Y- und X-Achse zu erzeugen. Indem man den Ausgang des Registers 172 um eins nach links versetzt, werden die Daten aus dem Register 172 effektiv durch zwei geteilt, wodurch die Verwendung von 2My, wie durch das Register 146 vorgesehen, kompensiert wird.

Die X- und Y-Koordinaten des Flächenschwerpunktes gelangen zu der Prozessor-Folgesteuereinheit 56, und zwar in Verbindung mit der Fläche des Teiles, und weiter gelangen die X- und Y-Koordinaten des Flächenschwerpunktes zu den Addierstufen 94 und 96 in der Abtaststeuereinheit 40 von Figur 4» in welcher sie dazu verwendet werden, die Ausgangsgrößen der X- und Y—Abtastkoordinatenregister 86 und 92 zu erhöhen, so daß die nachfolgenden kreisförmigen Abtastungen um den Flächenschwerpunkt des Teiles verlaufend ausgeführt werden können.

Das zuvor beschriebene Verfahren der Steuerung der Kamera durch einen rechteckförmigen Abtastraster zur Erzeugung des Flächenschwerpunktes und der Fläche eines Teiles ist das gleiche, ob nun das Teil ein Probestück ist oder ein durchlaufendes Teil. Während der Lernperiode, nachdem die Koordinaten des Flächenschwerpunktes und die Fläche erhalten worden sind, besteht der nächste Schritt darin, den Kennungsring des Teiles auszuwählen. Der Ringwähler 50, der diese Funktion durchführt, besteht in bevorzugter Weise aus einem Mini-Computer, und zwar aufgrund der großen Zahl von alternativen Prozeß-Programmen, was von der genauen Eigenheit des Teiles abhängig ist.

Das Verfahren, den Ring auszuwählen, der bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Verwendung findet, besteht darin, eine Vielzahl von kreisförmigen Abtastungen mit inkrementell

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zunehmendem Radius durchzuführen, und zwar über die gesamte Fläche oder Beobachtungsfeld um den Flächenschwerpunkt des Testteiles. Die Schwarz-Weißübergänge, die während jeder Abtastung auftreten, werden gesammelt und werden als Ringe bezeichnet. Aufeinanderfolgend erzeugte Ringe werden verglichen, um deren Ähnlichkeit zu bestimmen, und, wenn sie einen hohen Grad von Ähnlichkeit besitzen, werden sie in Gruppen zusammengefaßt, die dann als "Bänder" bezeichnet werden. Jedesmal, wenn ein Ring mit Merkmalen oder Eigenschaften auftritt, die wesentlich von den Eigenschaften des an früherer Stelle erzeugten Ringes abweichen, wird das alte Band beendet, es ?/erden bestimmte Charakteristika dieses Bandes gespeichert, und es wird dann mit einem neuen Band begonnen. Y/enn ein Band beendet wurde, so werden die Charakteristika desselben mit den Charakteristika des besten früher ausgewählten Bandes verglichen, und es werden die Eigenschaften des besseren Bandes weiter gefördert bzw. verarbeitet. Auf diese Weise wird ein Band aus benachbarten Ringen ausgewählt, welches die besten Merkmale und Eigenschaften für eine Kennung aufweist, und es wird dann der Radius dieses Zentrumringes dieses Bandes als Kennungsradius gewählt.

allgemeine

Das / Flußdiagramin des Programmes, welchem der Ringwähler 50 folgt, wenn er den Kennungsradius bestimmt, ist in Figur 10 wiedergegeben. Als erster Schritt entsprechend dem Block 300 veranlaßt der Ringwähler die Prozessor-Folgesteuereinheit 56, den Radius in das Register 104 der AbtastSteuereinheit auf einen minimalen Wert einzustellen, und es werden die verschiedenen Register, die in dem Minicomputer enthalten sind und die bei dem Kennungs-Auswählprozeß verwendet werden, auf null zurückgestellt. Der Prozessor 56 steuert dann die Steuereinheit 40, um mit diesem Radius eine kreisförmige Abtastung zu erzeugen, und es werden dann die Koordinaten der während dieser Abtastung festgestellten Übergänge dem Ringwähler angeboten und gespeichert, wie dies im Block 302 festgehalten ist. Der auf diese Weise erzeugte Ring wird dann getestet, um zu bestimmen, ob dieser Ring auf einer absoluten Grundlage, im Gegensatz zu einer Vergleichsgrundlage, ein zufriedenstellender

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Ring ist, was durch die im Block 304 angedeuteten Schritte erfolgt. Diese Tests enthalten eine Bewertung der relativen Verhältnisse von Schwarz und Weiß in dem Ring. Wenn der Ring nur eine Farbe aufweist, so enthält er keine Information und ist damit für eine Kennungsauswahl nicht zufriedenstellend. Der Ring wird auch mit sich selbst in Beziehung gebracht, und es wird die Tiefe des Tales der Auto-Korrelations-Funktion bewertet. Wenn die Auto-Korrelationsfunktion des Ringes sehr flach ist, so enthält der Ring sehr wenig Informationen und ist für die Kennungs—Auswahl ungeeignet. Die Anzahl der Spitzen in der Auto-Korrelationsfunktion wird ebenfalls analysiert. Wenn der Ring zu viele Auto-Korrelations—Spitzen aufweist, so stellt er einen relativ vieldeutigen Ring dar und wird ausgeschieden. Wenn der Ring irgendeinen dieser Tests nicht besteht, und wenn ein Band noch nicht begonnen wurde, wie durch den Block 305 bestimmt wird, so signalisiert der Ringwähler 50 der Prozessor— Folgesteuereinheit 56, den R—Wert (Block 306) in der Abtast— Steuereinheit zu erhöhen, und es wird eine weitere kreisförmige Abtastung erzeugt, und es wird dann der Übergangsring, der bei dieser Abtastung entsteht, analysiert.

Der erste Ring, der diese absoluten Tests absolviert, wird aufbewahrt, um ein Band von aufeinanderfolgenden Ringen mit ähnlichen Charakteristika zu beginnen. Wenn bereits mit einem Band begonnen wurde, so wird der neue Ring mit dem letzten Ring in dem Band verglichen, wie durch den Block 308 dargestellt ist, um zu bestimmen, ob seine Charakteristika ausreichend ähnlich mit denjenigen des Ringes sind, um eine Aufnahme in das Band zu ermöglichen. Wenn der Ring nicht ausreichend ähnlich ist, so wird das alte Band ausgeschlossen. Dies macht es erforderlich, bestimmte Eigenschaften des Bandes zu analysieren und zu speichern, die dann später mit dem nächsten Band verglichen werden, um zu bestimmen, welches Band für die Bestimmung des Kennungs— radius besser ist. Der Ausschluß eines Bandes, was durch die Operationen in den Blöcken 312 und 314 ausgeführt wird, macht eine Überprüfung erforderlich, um festzustellen, ob die Anzahl der Ringe zu eng für die Kennungsauswahl ist, da eine leichte

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Fehlausrichtung bei der nachfolgenden Analyse eine Kennung erzeugen könnte, die zufällig außerhalb des Bandes liegt. Auch das Band wird analysiert,, um das zu bestimmen, was mit "Qualitätsfaktor¹¹ bezeichnet wird, das ist ein numerischer Nennwertfaktor (rating factor), basierend auf der Anzahl der Ringe in dem Band, dem minimalen Auto-Korrelations-Mittelwert der Ringe in dem Band, der Empfindlichkeit der letzten Kennung in dem Ring auf Änderungen im Radius und die Zahl der Schwarz—Weißab— schnitte in dieser letzten Kennung. Diese Informationen werden dann gespeichert, und wenn ein früheres Band erzeugt wurde, so werden die Qualitätsfaktoren der zwei Bänder im Block 316 verglichen, es werden die das bessere Band betreffenden Informationen aufgehoben, und es werden die das andere Band betreffenden Informationen im Block 318 ausgeschieden.

Nach diesem Prozeß wird R erneut erhöht, und wenn ein gültiger Ring erzeugt wird, so wird dieser Ring getestet, um zu bestimmen, ob er zum alten Band paßt, in welchem Fall er in das alte Band (Block 319) eingegliedert wird, oder im anderen Fall das alte Band beendet wird, und unter Verwendung des neuen Ringes (Block 310) mit einem neuen Band begonnen wird.

Dieser Prozeß wird fortgeführt, bis der Ring mit maximalem Radius am Sichtschirm erzeugt wurde, wie dies im Block 320 festgelegt ist. An dieser Stelle wurde nur ein Band aufgehoben, und der Kennungsradius wird als Radius des mittleren Ringes des Bandes ausgewählt, wenn das Band eine ungerade Zahl von Ringen aufweist, oder es wird der Ring mit einem zur Mitte des Bandes hin größten Radius ausgewählt, wenn das Band eine gerade Zahl von Ringen besitzt, was im Block 322 geschieht. Die Abtaststeuereinheit wird dann auf diesen Radius eingestellt, und es wird die Kennung dieses Radius erzeugt, gespeichert und dem Rechner 52 angeboten.

Eine detailliertere Analyse der Aufeinanderfolge des Betriebes des Ringwählers 50 soll im fclgjSnäen in Verbindung mit den Flußdiagrammen der Figuren 12 — 16 beschrieben werden.

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Nachdem der Kennungsring des Probeteiles ausgewählt wurde, ist das System dafür bereit, eine Vielfalt von ähnlichen Teilen zu verarbeiten. Zu diesem Zeitpunkt bestehen die gespeicherten Informationen aus der Fläche des Probeteiles, den Koordinaten des Flächenschwerpunktes, dem Kennungs-Ringradius und dem Kennungsring selbst, das heißt die Koordinaten der Übergänge, die während einer kreisförmigen Abtastung dieses Ringes aufgetreten sind.

Wenn dann ein weiteres Teil bzw. Durchlaufteil auf die Bezugsfläche 14 gelegt wird, so wird die Abtaststeuereinheit erregt, um eine rechteckförmige Abtastung des Durchlaufteiles herbeizuführen, und der Flächenschwerpunkt-Rechner 54 berechnet den Flächenschwerpunkt und die Fläche dieses Teiles. Die Fläche des Durchlaufteiles wird dann mit der Fläche des Probeteiles verglichen, die während der Lernfolge gespeichert wurde, um auf diese Weise festzustellen, ob diese Größen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz zueinander liegen. Wenn die Fläche des Durchlaufteiles außerhalb der Toleranz liegt, und zwar relativ zur Fläche des Lern-Teiles, so wird der Vorgang unterbrochen, und die überwachende Person wird mit einem geeigneten Signal darauf aufmerksam gemacht.

Wenn die Teile innerhalb der Toleranz liegen, so werden die Koordinaten des Flächenschwerpunktes des Durchlaufteiles in die X- und Y-Addierer 94 und 96 der Abtaststeuereinheit 40 eingelesen, und der Kennungsradius wird in das Register 104 der Abtaststeuereinheit eingeladen. Die Abtaststeuereinheit wird dann erregt, um eine kreisförmige Abtastung des Kennungsradius um den Flächenschwerpunkt des Teiles zu erzeugen.

Der Korrelator 52, der die Kennung des Probestückes empfängt und diese während der Lernphase speichert und ebenso die Kennung des Durchiaufteiles speichert und der die Drehorientierung des Durchlaufteiles relativ zum Testteil bestimmt und den Grad der Korrelation zwischen den zwei Kennungen bestimmt, ist im Detail in Figur 11 veranschaulicht. Der Korrelator verwendet

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ein Paar von Schieberegistern 180 und 182. Diese Register besitzen eine Anzahl von Stufen, die gleich ist mit dem gesamten Winkelintervall eines Kennungskreises, das heißt der im Register 116 der Steuereinheit gespeicherten Zahl. Das Register 180 wird mit Bits geladen, die von einem UND-Gatter I84 erzeugt werden, welches durch die hoch liegende Ausgangsspannung der Analog-Vergleichsstufe 120 in Bereitschaft gesetzt wird, die auf der Leitung 46 erscheint, und wird von einem UND-Gatter I86 gesteuert, welches von einem Signal in Bereitschaft gesetzt wird, welches spannungsmäßig hoch liegt, während ein Kennungs— radius an einem Testteil erzeugt wird, und ein Taktimpuls vom Taktgeber 72 der Kreis-Abtaststeuereinheit empfangen wird. Die Ausgangsgröße des Gatters 186 wird auch dazu verwendet, die Inhalte des Registers I80 während der kreisförmigen Abtastung des Kennungsradius beim Probe- oder Lernteil durch Signale zu verschieben, die durch ein ODER-Gatter I88 vorgesehen werden. Es werden also während einer Kennungsradius-Abtastung eines Test— teiles, welches auf der Bezugsfläche I4 abgestützt ist, entweder Einsen oder Nullen in aufeinanderfolgende Stufen des Rezir— kulierregisters I80 geschoben, was davon abhängt, ob die Video— ausgangsgröße oberhalb oder unterhalb der Vergleichsstufenspan— nung liegt, die durch das Potentiometer 122 eingestellt ist. In ähnlicher Weise werden, wenn die Kennungsradius-Abtastung eines durchlaufenden Teiles durchgeführt wird, die Informationen in das Register 182 von dem UND-Gatter 190 eingeschoben, wobei letzteres durch die Ausgangsgröße der Vergleichsstufe auf der Leitung 46 und ein Signal von einem UND-Gatter 192 in Bereitschaft gesetzt wird, welch letzteres wiederum durch die Taktquelle 72 in der Abtaststeuereinheit und über eine Leitung, die ein spannungsmäßig hohes Signal führt, wenn das Signal des durchlaufenden Teiles erzeugt wird, in Bereitschaft gesetzt wird. Die Ausgangsimpulse aus dem UND-Gatter 192 werden auch dazu verwendet, um die Inhalte des Registers 182 durch ein ODER-Gatter 194 zu schieben.

Der Korrelator 52 wirkt derart, daß er die in den Registern I80 und 182 enthaltenen Kennungen über Kreuz in Beziehung setzt.

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Die Inhalte der Register werden im Gleichtakt durch eine Taktquelle 196 verschoben, wobei diese Taktquelle das Register über das ODER—Gatter I88 steuert und das Register 182 durch Impulse gesteuert wird, die durch ein UND-Gatter 198 dem ODER-Gatter 194 zugeführt werden.

Die Taktimpulse gelangen auch zu einem Zähler 200, der eine Kapazität gleich der Zahl der Stufen in den Schieberegistern und 182 besitzt. Die Überläufe dieses Zählers gelangen zum Setzeingang eines Flip-Flops 202. Dieser Flip-Flop hat die Eigenart, daß er von der Taktquelle in Bereitschaft gesetzt wird, und sein Setzausgang ist mit seinem Rückstelleingang verbunden, so daß er in den Setzzustand nur für eine Taktperiode gelangt, die auf den Überlauf des Zählers 200 folgt. Die Setz-Ausgangsgröße des Flip-Flops 202 wirkt als eine in Bereitschaft setzende Eingangsgröße für das UND-Gatter 198, so daß die Impulse aus der Taktquelle 196 durch das UND-Gatter 198 zum ODER-Gatter 194 gelangen und zum Schieberegister 182 gelangen, und zwar zu allen Zeitpunkten außer, wenn der Flip—Flop 202 sich in seinem Setz-Zustand befindet. Die Setz-Ausgangsgröße des Flip-Flops 202 stellt auch den Zähler 200 zurück.

Die Taktquelle 196 wird durch ein Signal aus der Folgesteuereinheit 56 auf der Leitung 204 gestartet, welches auch dazu dient, alle Register in dem Korrelator 52 zu entleeren und zurückzustellen. Die Impulse aus der Taktquelle wirken dahingehend, daß sie die Inhalte der Register I80 und 182 synchron verschieben. Die Ausgangsgrößen dieser Register gelangen zu einem exklusiven ODER-Gatter 206 und werden auch zu den Ein— gangsstufen des Registers zurückgeführt. Während der ersten Rückführung der Inhalte der Schieberegister I80 und 182 vergleicht das exklusive ODER-Gatter 206 die Ausgangsgrößen der Register I80 und 182 auf einer Bit-um-Bit-Grundlage. Wenn die Ausgangsgrößen die gleichen sind, entweder beide Nullen oder beide Einsen, so liegt die Ausgangsgröße des exklusiven ODER-Gatters niedrig, und wenn die zwei Bits unterschiedlich sind, so liegt die Ausgangsgröße spannungsmäßig hoch. Wenn demzufolge

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die in den Registern 18O und 182 gespeicherten zwei Kennungen identisch, sind, so liegt der Ausgang des exklusiven ODER—Gatters 206 spannungsmäßig niedrig, und zwar während des gesamten ReZirkulierprozesses.

Die invertierte Ausgangsgröße des ODER-G-atters 206 und die Taktimpulse werden dazu verwendet, ein UND-Gatter 208 in Bereitschaft zu setzen, welches daraufhin immer dann einen Taktimpuls als Ausgangsgröße vorsieht, wenn die zwei von dem Gatter 206 in Betracht gezogenen Bits die gleichen sind. Diese Impulse werden in einem Anpassungs—Zählregister 210 gezählt. Wenn die Register 18O und 182 ein volles Mal eine Rezirkulation durchgemacht haben, so enthält das AnpassungsZählregister 210 eine Zählung, die gleich ist der Zahl ähnlicher Bits, die in den zwei Bitströmen enthalten waren. Wenn die zwei Kennungen identisch sind, so enthält das Anpassungs-Zählregister eine Zählung gleich der Zahl der Stufen der Register 18O und 182.

Der Zähler 200 arbeitet derart, daß er die Möglichkeit schafft, daß ein Extraschiebeimpuls zum Register 18O am Ende jedes vollständigen ReZirkulationsvorganges der Register gelangt, so daß die Inhalte des Registers 18O um ein Bit hinsichtlich der Inhalte des Registers· 182 während des nächsten Korrelationszyk~ lusses verschoben werden. Um dies durchzuführen, werden die Impulse aus dem UND-Gatter 198 dem Zähler 200 angeboten, so daß er am Ende eines vollständigen Rezirkulationszyklusses überläuft. Dadurch nimmt der Flip-Flop 202 seinen Setz-Zustand für einen Zyklus an und verhindert das Zuführen des nächsten Taktimpulses zum Register 182, ermöglicht jedoch das Zuführen des Impulses zum Register 180. Die Setz-Ausgangsgröße des Flip-Flops 202 stellt auch den Zähler 200 zurück, so daß dieser bereit ist, den nächsten Korrelationszyklus zu zählen.

Am Ende jedes Korrelationszyklusses enthält das AnpassungsiSahlregister 210 eine Zählung, die gleich ist der Zahl von Übereinstimmungen oder Anpassungen zwischen den Bits der Register 180 und 182 während dieses Zyklusses. Die Setz-

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Ausgangsgröße des Flip-Plops 202 setzt die Vielfach-UND-Gatter 212 in Bereitschaft, damit die Inhalte des Registers 210 zu einem Maximumkomparator 214 gelangen können. Dieser Komparator empfängt auch die Ausgangsgröße eines Maximum-Koinzidenzregisters 216. Wenn die Zählung in dem Register 210 die Zählung in dem Register 216 überschreitet, so setzt eine Ausgangsgröße aus dem Komparator 214 das Vielfach-UND-Gatter 118 in Bereitschaft, so daß die Inhalte des Registers 210 zum Register 216 gelangen, und die früheren Inhalte desselben ersetzt werden. Da das Register 216 zu Beginn durch das Signal auf der Leitung 204 entleert wurde, welches den Korrelationsprozeß eingeleitet hat, werden die Inhalte des Anpassungs-Zählregisters am Ende der ersten Korrelation automatisch dem Maximum-Register 216 zugeführt. Danach werden am Ende jedes Korrelatxonszyklusses, wie dies durch die Setz-Ausgangsgröße des Flip-Flops 202 signalisiert wird, die Inhalte des Anpassungs- oder Übereinstimmungs-Zählregi— sters 210 mit den Inhalten des Maximum-Registers 216 durch den Komparator 214 verglichen, und wenn die neue Übereinstimmungs-Zählung die alte überschreitet, wird die alte Zählung in dem Maximumregister ersetzt. In identischer Weise wird am Ende jedes Korrelationszyklusses die Ausgangsgröße des Anpassungs— Zählregisters 210 einem Minimum-Koraparator 218 über ein UND-Gatter 220 zugeführt und wird mit den Inhalten eines Minimum-Registers 222 verglichen. Wenn die Anpassungs— oder Überein— stimmungszählung kleiner ist als die Inhalte des Minimumregisters (welches zu Beginn auf einen maximalen Zählschritt eingestellt wird), werden die Inhalte des AnpassungsZählregisters über ein UND-Gatter 224 dem Minimumregister zugeführt.

Die Korrelationszyklen werden durch einen anderen Zähler 226 gezählt, der die Setz-Ausgangsgröße des Flip-Flops 202 empfängt. Jedesmal, wenn der Maximumdetektor 214 erkennt, daß die Inhalte des Anpassungs-Zählregisters 210 die Inhalte des Maximumregisters 216 überschreiten, und die alte Übereinstimmungs-Zählung in diesem Register ersetzt wird, gelangt die Ausgangsgröße des Zählers 226 zu einem Winkel-Register 228, und zwar über ein UND-Gatter 230. Der Zustand des Zählers 226 stellt den

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Schiebewinkel zwischen den in den Registern 18O und 182 enthaltenen Kennungen dar. Am Ende der Reihen von Kreuz-Korrelationen speichert das Register 228 den Winkel, bei welchem die zwei Kennungen ihre maximale Korrelation aufweisen.

Die Ausgangsgröße des Zählers 226 gelangt auch zu einer Vergleichsstufe 232, die auf die maximale Zählung eingestellt ist, und, wenn die Zahl der KorrelationsZyklen dieses Maximum erreicht, wird an die Taktquelle 196 ein Unterbrechungssignal angelegt, wodurch der Kreuz-Korrelationszyklus beendet wird. Demzufolge speichert am Ende des Korrelationsprozesses der Korrelator 52 den Winkel der maximalen Korrelation zwischen den zwei Kennungen; den Wert der maximalen Korrelation und den Wert der minimalen Korrelation.

Wenn dieser minimale Korrelations-Wert kleiner ist als ein voreingestellter Wert, und wenn der maximale Korrelationswert einen zweiten voreingestellten Wert überschreitet, so wird der Winkel der maximalen Korrelation als Maß für die Umdrehung des durchlaufenden Teiles relativ zum Testteil angenommen. Das System gibt dann an das Handhabungsgerät 32 Signale ab, die kennzeichnend für die Verschiebung des Flächenschwerpunktes des Durchlaufteiles von dem Testteil von sowohl in Richtung der X-, als auch der Y-Achse und für den Drehwinkel. Das Handhabungsgerät verwendet darin diese Signale, um das Durchlaufteil zu ergreifen.

Die Betriebsweise der Auswähleinheit 50 für den Kennungsradius ist mehr im einzelnen in den Flußdiagrammen der Figuren 12-16 dargestellt. Figur 12 zeigt ein gesamtes Flußdiagramm, welches Unterprogramme aufweist, die in den anderen Figuren dargestellt sind. Gemäß Figur 12 werden beim Start des Programms verschiedene Register in dem Rechner initialisiert:

1. Ein Register mit der Zahl der Spitzen in der Auto-Korrelationsfunktion in einem Band, welches einen Schwellenwert überschreitet, ist auf einen Maximalwert eingestellt.

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2. Ein die Zahl der Ringe in dem Band enthaltendes Register wird auf den Wert null eingestellt.

3. Ein Register, welches den Radius des in Betracht stehenden Ringes speichert, wird auf einen Minimalwert eingestellt.

4. Ein Register, welches einen Qualitätsparameter eines Bandes speichert, wird auf null gestellt.

Als nächstes wird der Radiuswert mit einem maximalen Radiuswert verglichen. Dieser Vergleich dient zur Beendigung des Programms, wenn der.Radiuswert den Maximalwert überschreitet. Solange der Radiuswert nicht gleich ist mit diesem Maximum, so besteht der nächste Schritt darin, das Radiusregister um einen einzelnen Wert zu erhöhen. Als nächstes wird der Prozessor 56 gesteuert, um eine kreisförmige Abtastung des Kennungsradius zu erzeugen. Die während dieser Abtastung entstehenden Übergangssignale werden dazu verwendet, beide Register 180 und 182 des !Correlators 52 zu laden. Der Korrelator wird dann gesteuert, um eine Auto-Korrelation der Kennung zu leiten. Dies führt zu minimalen und maximalen Auto—Korrelationswerten, die in den Registern 222 und 216 gespeichert werden.

Prüfung eines neuen Ringes hinsichtlich absoluter Kriterien

Der minimale Korrelationswert ist umgekehrt proportional zu dem Informationsinhalt in einem Ring. Wenn dieser minimale Wert einen voreingestellten Wert überschreitet, so besitzt der Ring keinen ausreichenden Informationsinhalt, um als Kennungs—Aus— wählradius verwendet zu werden, und das Programm gelangt zu einem Band-Ausschluß-Programm, welches im folgenden erläutert werden soll. Wenn der minimale Korrelationswert innerhalb der Toleranz liegt, so wird ein Schwellenwert für die Bestimmung der Spitzen in dem Ring berechnet. Dieser Wert stellt eine direkte Funktion der Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Korrelationswert dar. Dieser Schwellwertfaktor wird dann in einem Auto-Korrelabionsprogramm verwendet, welches als

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Software ausgeführt ist, bei welchem das System die Lage und die Stärke der Spitzen in der Auto-Korrelationsfunktion bestimmt, die den Schwellenwert überschreiten, und angenähert die Zahl der schwarzen und weißen Abschnitte in der Kennung bestimmt. Diese Operation wird durch das Unterprogramm ausgeführt, welches im einzelnen in Figur 13 wiedergegeben ist, die im folgenden mehr im einzelnen erläutert werden soll.

Wenn die Zahl der Spitzen, die den Schwellenwert überschreiten, einen Maximalwert nicht überschreitet (5 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung), so ist der unter Betracht stehende Ring in ausreichendem Maße eindeutig, um ihn in dem Kennungsradiiis-Auswählprozeß zu verwenden, und das Programm gelangt in eine Phase, in welcher der unter Betracht stehende Ring getestet wird, und zwar für die Aufnahme in ein früher gestartetes Band von Ringen. Dieses Programm soll nun im folgenden erläutert werden. Wenn die Auto—Korrelationsfunktion des Ringes mehr als 5 Spitzen enthält, so gelangt das Programm zum B and aus s c hluß.

Band-AusSchluß (close—out)

Das Band-Ausschlußprogramm wird betreten:

1. Wenn der Radiuswert den maximalen Radius erreicht.

2. Wenn ein neuer Ring einen der an früherer Stelle beschriebenen absoluten Tests nicht besteht (minimaler Korrelations— wert und Zahl der Spitzen).

3. Wenn ein guter Ring nicht in ausreichendem Maße ähnlich mit dem letzten Ring ist, um seine Aufnahme in das gleiche Band dieses letzten Ringes su begünstigen.

Die erste Operation bei der Durchführung des Ausschlusses besteht darin, zu bestimmen^ ob die Zahl der- Ringe, die an früherer Stelle als in das Band aufnehmbar festgestellt wurden,

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ein Minimum überschreitet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel muß ein Band mindestens drei Ringe enthalten, bevor es für die Auswahl des Kennungsradius in Betracht gezogen wird. Wenn die Ringzählung in dem auszuschließenden Band das Minimum trifft oder es überschreitet, so wird der Qualitätsfaktor des Bandes berechnet. Der Qualitätsfaktor stellt ein Maß der gewünschten Eigenschaften eines Bandes dar und wird unter Verwendung eines Unterprogramms gemäß Figur 14 berechnet, die im folgenden im einzelnen erläutert werden soll. Als nächstes wird die Zahl der Spitzen in dem Band, welches gespeichert wird, mit der Zahl der Spitzen in dem letzten Band verglichen, welches als für die Verwendung im Kennungs—Auswählprozeß geeignet ausgewählt wurde.

Wenn das vorhandene Band weniger Spitzen als das gespeicherte Band enthält, so wird es für die Verwendung in dem Ringauswähl— prozeß als besser erachtet als dieses letztere Band, und es werden die verschiedenen Eigenschaften des vorhandenen Bandes in den Registern gespeichert, die zuvor die Eigenschaften des letzten Bandes enthielten. Wenn natürlich das bewertete Band das erste in Betracht gezogene Band ist, so werden dessen Eigenschaften einfach gespeichert.

Diese Eigenschaften umfassen die Spitzenzählung des Bandes, das heißt die Zahl der Spitzen in jedem Ring, die Ringzählung, den Qualitätsfaktor, wie dieser durch das Unterprogramm gemäß Figur 14 bestimmt wird, und den mittleren Radius des Bandes. Der mittlere Radius ist gleich dem Radius des Zentrumringes des Bandes, wenn dieses eine ungerade Zahl von Ringen enthält, oder gleich dem des nächsten radial äußeren Ringes, wenn dieses eine gerade Zahl enthält, das heißt in einem Band, welches sechs Ringe enthält, ist der mittlere Radius derjenige des dritten, vom äußersten Ring ab gezählt.

Wenn das vorhandene Band und das Band, für welches die Charakteristika gespeichert wurden, die gleiche Zahl von Spitzen aufweisen, so wird das Band mit dem besten Qualitätsfaktor

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aufbewahrt, und die Eigenschaften des anderen Bandes werden ausgeschieden bzw. gelöscht.

Am Ende des Bandausscheide-Prozesses wird eine Peststellung getroffen, ob der in Betracht stehende Ring für die Verwendung bei dem Kennungsradius-Auswählprozeß geeignet ist. Dieser Test ist erforderlich, da das Band-Ausschlußprogramm betreten werden kann, wenn ein guter Ring nicht ausreichend ähnlich mit den anderen Ringen eines Teilbandes ist, um den Einschluß bzw. Aufnahme in dieses Band zu begünstigen. In diesem Fall wird es erforderlich, nachdem das letzte Band ausgeschlossen wurde, mit einem neuen Band zu beginnen.

Test eines guten oder geeigneten Ringes für die Aufnahme in ein Band

Der erste Schritt beim Testen eines guten Ringes für die Aufnahme in ein Band besteht darin, zu bestimmen, ob ein Band bereits angefangen wurde. Wenn ein Band noch nicht angefangen wurde, werden ein Ring-Zählregister und ein Verzerrungsregister (skew register) beide initialisiert, und es werden die folgenden Charakteristika des guten Ringes aufgehoben:

1. Der Radiuswert.

2. Der Gütefaktor - dieser Faktor besteht aus der Anfangsneigung der Auto-Korrelationsfunktion für den Ring, wie diese durch das Unterprogramm gemäß Figur 13 erzeugt wird. Er stellt eine Anzeige der Zahl der getrennten schwarzen und weißen Segmente in der Kennung dar und wird als am besten betrachtet, wenn er klein ist, wodurch eine kleine Zahl von schwarzen und weißen Zonen angezeigt wird.

3. Die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Auto-Korrelat ionswert für den Ring.

4. Die Werte der Spitzen in der Auto-Korrelationsfunktion,

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welche den Schwellenwert überschreiten«

Als nächstes wird die Kennung dieses Ringes in dem Register 18O des Korrelators gespeichert, und der Radius wird erhöht und die nächste Kennung erreicht.

Wenn mit einem Band bereits begonnen wurde, bevor der gute Ring erreicht ist, so wird eine Reihe von Tests durchgeführt, um zu bestimmen, ob der neue Ring in dieses Band aufgenommen werden kann. Zunächst werden die Zahlen der Spitzen in dem in Betrachtung stehenden Ring mit denjenigen des letzten Ringes verglichen. Wenn die Zahlen der Spitzen unterschiedlich sind, so wird das Bandausschließ—Programm betreten. Wenn die Anzahl der Spitzen gleich ist, so wird ein Test der relativen Orte der Spitzen in den Auto-Korrelationsfunktionen dieses Bandes und des letzten Bandes durchgeführt. Dieser Test wird durch das Unterprogramm gemäß Figur 15 geleitet. Die tatsächliche Differenz in der Lage der Spitzen in den zwei Bändern (welches als Verschrä— gung bzw. Verzerrung bezeichnet wird) wird aufbewahrt, und zwar als Zusatz in eine zusammengesetzte Verschrägung bzw. Verzerrung. Wenn dieser Spitzen-Verschiebungswert ein Maximum überschreitet, so wird das Band-Ausschließ-Programm betreten. Wenn die Spitzenstellen innerhalb der Toleranz liegen, so werden die Spitzeninformationen des vorhandenen Ringes für einen Vergleich mit dem nächsten guten Ring aufbewahrt, und es wird eine Kreuz-Korrelation zwischen dem vorhandenen Ring und dem früheren Ring durchgeführt, um die Zahl der Spitzen und deren Stellen in der Kreuz-Korrelationsfunktion zu bestimmen, und zwar unter Verwendung des Programms gemäß Figur 13· Als nächstes wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die Zahl der Spitzen in der Kreuz-Korrelationsfunktion die gleiche ist wie die Zahl der Spitzen in der Auto—Korrelationsfunktion des neuen Ringes. Wenn diese Zahlen unterschiedlich sind, so wird das Band—Ausschließprogramm betreten. Wenn sie gleich sind, werden die relativen Lagen der Spitzen in der Kreuz—Korrelationsfunktion und der Auto-Korrelationsfunktion verglichen, und zwar unter Verwendung des Unterprogramms von Figur 15. Wenn diese Spitzenstellen oder Lagen

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nicht innerhalb der Toleranz liegen, so wird das Band-Ausschließ-Programm betreten. Wenn sie innerhalb der Toleranz liegen, so wird der neue Ring effektiv zum alten Band addiert, und zwar durch Erhöhen des Ring-Zählerregisters; die Korrelationserweiterung des vorhandenen Ringes (der Maximum-zu-Minimum-Korrelationswert) wird in das Register eingegeben, welche die Erweiterungen der früheren Bänder enthält, und es wird die Schräge bzw. Verzerrung des neuen Ringes zur Summe der Schrägungen bzw. Verzerrungen der anderen Ringe in dem Band addiert. Dann wird die Kennung des neuen Ringes in dem Register 180 des Korrelators 52 aufbewahrt, und der Radiuswert wird für die nächste geforderte Ring-Kennung erhöht.

Auf diese Weise werden aufeinanderfolgende Kennungen erreicht, werden getestet, um zu bestimmen, ob sie die absoluten Kriterien treffen, und werden mit dem früheren Band verglichen, um festzustellen, ob sie in das Band aufgenommen werden können. Ein Band wird ausgeschlossen, wenn ein neuer Ring die absoluten Kriterien nicht erfüllt oder an den absoluten Kriterien vorbeigeht, jedoch nicht in ausreichendem Maß die Kriterien des alten Bandes erfüllt. Wenn ein Band ausgeschlossen wird_f werden seine Kriterien mit den Kriterien des früheren Bandes verglichen, und das beste Band wird aufbewahrt.

Wenn der Radius schließlich den maximalen Radius überschreitet, so bestehen die gespeicherten Bandinformationen in denjenigen Informationen des Bandes, welches den Kennungsring enthält. Der Radius dieses Ringes und seine Kennung werden dann für die Verwendung während der Durchlaufphase für einen Vergleich mit den Radiuskennungen, die von den durchlaufenden Teilen erhalten werden, aufbewahrt.

Korrelations-Programm

Figur 13 veranschaulicht das Korrelationsprogramm* welches dazu verwendet wird, eine Kennung selbst in. Beziehung zu setzen bzw. autοzukorreueren, um die Stellen der Spitzen und die Zahl der

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Spitzen desselben zu bestimmen und um dessen Gütefaktor zu bestimmen und um einen Ring in einem Band mit einem früheren Ring in Kreuzkorrelation zu bringen.

Der erste Schritt bei diesem Programm besteht darin, die Register zu initialisieren, welche die Schrägung bzw. Verzerrung, die Zählung der Spitzen oberhalb des Schwellenwertes in der Korrelationsfunktion und die Anfangsneigung der Korrelationsfunktion ("Gütefaktor") enthalten. Als nächstes werden die zwei zu korrelierenden Kennungen, die in den zwei Pufferregistern gespeichert sind, die als Register "A" und Register "B¹¹ bezeichnet sind, verglichen, um die Zahl der Punkte zu bestimmen, bei welchen sie sich entsprechen, wobei das Programm gemäß Figur 16 verwendet wird. Die Ausgangsgröße des Übereinstimmungsprogramms besteht aus einer Zahl gleich der Zahl der Ziffern— punkte, bei welchen die zwei Kennungen übereinstimmen. Wenn dies zum erstenmal durchgeführt wird, wird ein Register, welches die frühere Übereinstimmungszählung enthält, auf den Wert der ersten Übereinstimmungszählung eingestellt. Danach wird die frühere Übereinstimmungszählung von der vorhandenen Übereinstimmungszählung abgezogen, um die Differenz zu ermitteln, die ein Maß der Steigung der Korrelationsfunktion darstellt. Wenn die Winkelverschiebung der Kennung in dem Register A relativ zur Kennung in dem Register B um ein Inkrement unterschiedlich ist, das heißt nach der zweiten Übereinstimmungszählung, wird dieser Differenzwert als der "Gütefaktor" für die Kennung aufbewahrt. Wenn die frühere Differentialsteigung positiv war, und die vorhandene Steigung negativ ist, wodurch angezeigt wird, daß eine Spitze passiert wurde, wird eine Bestimmung durchgeführt, um festzustellen, ob die Spitze den Schwellenwert überschreitet. Wenn dies der Pail ist, so wird die Spitzenstärke und die Stelle der Spitze in Ausdrücken der Winkelverschiebung von einer Kennung relativ zur anderen gespeichert. Wenn fünf Spitzen gespeichert wurden, wird das Unterprogramm beendet. Im anderen Fall wird das Register, welches die letzte Steigung enthält, das heißt die Differenz zwischen der vorhandenen und der vergangenen Übereinstimmungs-Zählung, auf den vorhandenen

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Wert eingestellt, und es wird eine der Kennungen um ein Inkrement relativ zur anderen Kennung verschoben. Es wird dann ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob eine volle Drehung von 360 ° erreicht wurde. Wenn dies der Fall war, werden der Gütefaktor für die Kennung und die Spitzenzählung gespeichert, und das Unterprogramm wird beendet. Im anderen Fall wird die Übereins timmurLgs zählung der verschobenen Kennung genommen, und das Programm wird wiederholt, bis wenigstens fünf Spitzen erreicht sind
ist.

Übereinstimmungsprogramm

sind, oder eine volle 360 °-Schiebung der Kennungen erreicht

Bei dem Übereinstimmungsprogramm gemäß Figur 16 wird zunächst ein Übereinstimmungswert auf null initialisiert, und· es wird eine Inkrementgröße "i" auf null eingestellt. Dann wird ¹¹X¹¹ um eine Einheit erhöht, und die in der ersten Bitstellung der zwei Pufferstufen enthaltenen Bits gelangen durch ein exklusives ODER-Gatter, welches eine Ausgangsgröße erzeugt, wenn die zwei Bits gleich sind. Wenn dies der Fall ist, wird der Übereinstimmungswert um eins erhöht. Es wird dann ein Test durchgeführt, um festzustellen, ob der Wert "i" gleich ist mit der Zahl der Bits in dem Register. Solang dies nicht der Fall ist, wird "i" erhöht, es werden beide Register um eine Bitposition verschoben, und das Programm wird wiederholt. Wenn "i" den Wert N erreicht (die Zahl der Bits in jedem der Register A und B), so wird der Übereinstimmungswert aufbewahrt, und das Unterprogramm wird beendet.

Qualitätswert

Die Bestimmung des Qualitätswertes von zwei Ringen, der dazu verwendet wird, um festzustellen, welcher Ring während des Ringauswahlprogramm.es aufzubewahren ist, wenn die zwei Ringe die gleiche Zahl von Spitzen aufweisen, wie dies in Figur 14 veranschaulicht ist, besteht einfach aus einer Berechnung des Wertes Q = Kl χ (Ringzählung) + K2 χ (mittleres Korrelations-

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max-min) - K3 χ (Schräge/Ringzählung) - K4 x (Gütefaktor). Die Κ—Werte sind willkürliche Bewertungsfaktoren, die zu Beginn eingestellt werden auf Kl = 16, K2 = 5, K3 = 16 und K4 = 16.

Die Ringzählung "besteht natürlich aus einer Zählung der Zahl von Ringen, die in dem Band enthalten sind.

Das mittlere Korrelationsmax-min ist gleich mit 1/Ringzählung χ (die Summe der maximalen Auto-Korrelationswerte - Summe der minimalen Auto-Korrelationswerte) für jedes Band.

Der Schrägungsfaktor besteht aus der weitesten mittleren Win— kelstreuung zwischen den Korrelationsspitzen aufeinanderfolgender Ringe innerhalb des in Betracht stehenden Bandes.

Der Gütefaktor besteht aus der Anfangsneigung oder Steigung der Auto-Korrelationsfunktion der Kennung des ersten Ringes in dem Band und stellt eine Annäherung der Anzahl der schwarzen und weißen Abschnitte in dieser Kennung dar.

Berechnung der Schräge

Das Programm für die Bestimmung der relativen Stellen der Spitzen in einem Paar von aufeinanderfolgenden Auto-Korrelationen, welches zum Test eines Ringes für die Aufnahme in ein Band verwendet wird, ist in Figur 15 gezeigt. Das Eingangsmaterial für dieses Programm besteht aus den Tabellen der Stellen und der Stärken der Korrelationsspitzen von zwei Kennungen A und B. Allgemein werden bei diesem Programm die Spitzenstellen der zwei unterschiedlichen Korrelationen verglichen, und es wird die mittlere Winkelverschiebung der Spitzen berechnet. Die Stelle jeder Spitze in einem Datensatz wird aufeinanderfolgend mit der Stelle jeder Spitze in dem zweiten Datensatz verglichen, bis eine Übereinstimmung innerhalb einer spezifizierten Toleranzverschiebung zwischen zwei Spitzen gefunden ist. An dieser Stelle wird die tatsächliche Differenz hinsichtlich der Stelle der zwei Spitzen, die innerhalb dieser Toleranz liegen,

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für die Addition zu einer zusammengesetzten Verschiebung aufbewahrt. Wenn keine Übereinstimmung gefunden wird, so wird ein Außertoleranz-Zeichen gesetzt. Der zusammengesetzte Verschiebungswert besteht aus der Summe aller Verschiebungen der Spitzenstellen, die innerhalb der Toleranz entsprechen. Als letzte Operation wird die Verschiebungssumme durch die Zahl der Spitzen zum Zwecke einer Normierung geteilt. Dieser Wert oder Schräge wird dazu verwendet, zu bestimmen, ob ein neuer Ring zu dem Band addiert werden soll.

Unter Hinweis auf Figur 15 wird zu Beginn ein Register "i^lf auf null gestellt, welches die Spitzenstelle in der Kennung A bestimmt, und es wird ein Register, welches die Schräge summiert, auf null gestellt. Als nächstes wird das "!"-Register um eins erhöht, und es wird ein "j"-Register, welches die Spitzenzahl der Korrelationsfunktion der verglichenen Kennung B einstellt, auf null gestellt. Als nächstes wird der j—Wert um eins erhöht. Ss werden dann die Stellen der i~ und j-Spitsen verglichen. Wenn sie innerhalb einer vorbestimmten Winkeltoleranz liegen, wird deren Differenz in das Schräge-Register eingeführt» Dann wird der i—Wert mit der Spitzenzählung verglichen, und wenn er kleiner ist als die Spitzenzählung, wird der i-Wert erhöht, und die nächste Spitzenstelle in dem Register A wird mit jeder der Spitzenstellen in dem Register B verglichen, bis eine Spitze erreicht ist, die innerhalb der Toleranz liegt. Wenn die erste verglichene Spitze nicht innerhalb der Toleranz liegt, und wenn der j-Wert nicht die Spitzenzählung der Kennung in dem Register B erreicht5 wird der j-Wert erhöht, und die nächste Spitzenstelle in dem Register B wird mit der in Betracht stehenden Stelle in dem Register A verglichen» Wenn der j-Wert die Spitsenzählung des Ringes in dem Register B erreicht, ohne daß irgendeine der Spitzen in dem Register B innerhalb der Toleranz der Spitze in dem Register A gelegen hat, so wird ein Äußertoleranzsignal gesetzt.

, \1ewi eine Spitze in dem Register B gefunden wird_y die in ' Toleranz mit der Spitze in dem Register A, beseichnet als

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¹¹ i"—Wert, liegt, oder wenn alle Spitzen des Registers B in Betracht gezogen wurden, so wird der "i"-Wert um eins erhöht, und es wird dann die nächste Spitzenstelle in dem Register A mit den Spitzenstellen in dem Register B verglichen. Wenn irgendwelche Spitzen gefunden werden, die innerhalb der Toleranz liegen, so wird die Winkeltrennung zwischen diesen Spitzen zur Schrägungs—Summe addiert. Dieser Prozeß wird fortgeführt, bis alle Spitzen in dem Register Ä verglichen wurden. Dann wird die Summe in dem Schräge-Register durch die Spitzenzählung geteilt, und das Unterprogramm wird beendet.

Paar—Kennungen für Übereinstimmung

Die in Verbindung mit dem Korrelationsprogramm von Figur 13 verwendete Technik, um den Grad der Übereinstimmung zwischen den Kennungen zu bestimmen, die in einem Paar von Registern A und B enthalten sind, ist in Figur 16 veranschaulicht. Zu Beginn wird ein Übereinstimmungswert und eine Größe I auf null gestellt. Als nächstes wird der I-Wert erhöht, und das erste Bit in dem Register A wird einer exklusiven ODER-Funktion unterzogen, und zwar in Verbindung mit dem ersten Bit in dem Register. Wenn die Bits beide Einsen sind oder beide Nullen sind, so wird aus dem ODER-Gatter eine Ausgangsgröße erhalten, und das Übereinstimmungswert-Register wird um eins erhöht. Der I-Wert wird dann erhöht, und die zweiten Bits in den zwei Registern werden verglichen. Dieser Prozeß wird wiederholt, bis der I-Wert die Zahl der Bits in den Registern erreicht, an welcher Stelle das Programm ausläuft.

Es sei hervorgehoben, daß bei dem bevorzugten Ausführungsberspiel nach der Erfindung eine gewisse Redundanz zwischen dem Hardwarekorrelator 52 und dem Softwarekorrelator besteht, der in der Kennungsradius-Auswähleinheit 50 enthalten ist. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann die gesamte Korrelation entweder in einem Hardware- oder Softwarekorrela— tor durchgeführt werden, was von der Wirtschaftlichkeit des Systems abhängig ist.

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Zusammenfassend schafft die Erfindung also ein System zum Erzeugen von elektrischen Signalen, die die Position und Orientierung eines Teiles betreffen, welches auf einer Bezugsfläche abgestützt ist, wobei dieses System zum Handhaben von Vorrichtungen dienen kann und eine Bildkonverterröhre aufweist, die Lichtinformationen von einem Testteil und der Fläche empfängt. Die Abtast-Ausgangsgröße der Röhre wird in digitale Form gebracht bzw. digitiert und wird einer Digitaleinheit zugeführt, die Daten isoliert, welche die Umfangslinie des Teiles in der Beobachtungsrichtung wiedergeben. Das System berechnet dann den Flächenschwerpunkt der beobachteten Zone oder des beobachteten Feldes und berechnet ebenso einen Kennungsradius, der die Orientierung charakteristischer Grenzübergänge des Teiles relativ zum Flächenschwerpunkt identifiziert. Danach werden ähnliche auf der Bezugsfläche abgestützte Teile durch das Videosystem abgetastet und die digitierten Ausgangsgrößen werden analysiert, um die Position des Flächenschwerpunktes dieser Teile relativ zu einem Bezugspunkt oder einer Bezugsstelle zu berechnen und ebenso die Winkelverschiebung der Teile relativ zur Drehorientierung des Testteiles bzw. des ersten abgetasteten Teiles zu berechnen.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen veranschaulichten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

P a t e η t a η s ρ r ü c h e

1.} Elektrooptisches System zum Inspizieren eines Probeteiles und einer Vielzahl von ähnlichen Durchlaufteilen, die alle" auf ein und derselben Fläche abgestützt angeordnet sind, um die Positionen des Probeteiles und der Durchiaufteile und die Orientierungen der Durchlaufteile relativ zum Probeteil zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß das System folgende Einrichtungen enthält: eine optische Einrichtung zum Erzeugen von Signalen, die kennzeichnend für den Umriß des Probeteiles und der Durchiaufteile sind; eine Einrichtung zur Verarbeitung der Signale, die das Probeteil wiedergeben, um die Koordinaten des Flächenschwerpunktes des Probeteiles relativ zu einer absoluten Position zu bestimmen und um ein Probe-Kennungssignal zu erzeugen, welches Informationen enthält, die repräsentativ für die Kreuzung eines Kreises, der um den Flächenschwerpunkt des Probeteiles erzeugt wird, mit dem Umriß des Probeteiles sind; eine Analy— siereinrichtung zum Analysieren der Signale, die repräsentativ für den Umriß eines Durchlaufteiles sind, um den Flächenschwerpunkt des Durchlaufteiles zu bestimmen; eine Einrichtung zum Erzeugen eines Durchlauf-Kennungssignals, welches repräsentativ für die Stellen der Kreuzungen oder Schnittpunkte eines um den Flächenschwerpunkt des Durchlaufteiles erzeugten Kreises mit dem Umriß des Durchlaufteiles sind; und Mittel zum Bestimmen der Phasenverschiebung des Durchlauf -Kennungs signals relativ zum Probe-Kennungssignal.

2, System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bestimmen der Phasenverschiebung des Durchlauf-Ken- ' nungssignals relativ zum Probe—Kennungssignal einen Kreuz-Korrelator enthalten, der eine Einrichtung zum Erzeugen einer

Kreuz-Korrelationsfunktion des Probe-Kennungssignals und des Durchlauf-Kennungssignals und zur Bestimmung der Stelle des Spitzenwertes dieser Funktion enthält. J

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Kreise, die zum Erzeugen der Probe— und Durchlauf-Kennungs— signale verwendet werden, den gleichen Radius aufweisen, und daß dieser Radius durch Erzeugen einer Vielzahl von Probe-Kennungssignalen bestimmt ist, die unterschiedlichen Radien vom Flächenschwerpunkt aus des Probeteiles entsprechen, und daß der Informationsinhalt jedes dieser Signale ausgewertet wird.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung eine optisch/elektrische Wandlervorrichtung enthält, die den Beleuchtungswert an einer Stelle innerhalb ihres Sehbereiches zu einem Zeitpunkt bestimmen kann, und eine Einrichtung enthält, die bewirkt, daß das Selifeld der genannten Vorrichtung in Form eines rechteckigen Rasters abgetastet wird, um dabei elektrische Signale zu erzeugen, die für den Umriß des Probeteiles und des Durchlaufteiles repräsentativ sind, und um. den Sehbereich in kreisförmiger Weise bzw. Raster abzutasten, um Signale zu erzeugen, die für die Kennungen des Probeteiles und des Durchlauf teiles repräsentativ sind.

5. System nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, daß die optischelektrische Wandlervorrichtung eine Vielzahl von Abtastungen ihres Sehfeldes auf Kreisen mit unterschiedlichem Radius und um den als Flächenschwerpunkt identifizierten Punkt des Probeteiles ausführt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die für die Kreuzungsstellen oder Schnittpunkte der kreisförmigen Abtastungen mit dem Umriß des Probeteiles repräsentativen Signale zu vergleichen, um die Auswahl des Abtastradius zu steuern, der zum Erzeugen der Probe- und Durchlaufteil-Kennungen verwendet wird«

6. System nach Anspruch 5* α ad να.'eh gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen. thv_} ·?& dis Signale, die für die Schnittsteilen einer kreisförmigen Abtastung mit dem Umriß des Teiles repräsentativ sind, in Gruppen zu klassifizieren,

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welche einen hohen Grad an Korrelation relativ zueinander haben, und daß eine Auswähleinrichtung vorgesehen ist, um als Kennungsradius den Radius eines zwischenliegenden Signals in einer der Gruppen auszuwählen.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergleichseinrichtung vorgesehen ist, um die Eigenschaften der Gruppen der Signale miteinander au vergleichen, um dadurch die Gruppe zu bestimmen, welche die am meisten geeigneten Eigenschaften für die Verwendung bei der Auswahl des Kennungsradius besitzt.

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