DE2558008A1

DE2558008A1 - Verfahren und vorrichtung zum optischen pruefen von bahnfoermigen guetern

Info

Publication number: DE2558008A1
Application number: DE19752558008
Authority: DE
Inventors: Gerhard Farwick
Original assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Current assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1977-06-23
Also published as: JPS5629779B2; JPS5280195A; SE7614195L; FR2336675A1

Description

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Anmelder: Feldmühle Anlagen- und ProduktionsgeSeilschaft mit· beschränkter Haftung, 4 Düsseldorf-Oberkassel, Fritz-Vomfelde-Platz 4

Anlage zur Eingabe vom 19.12.1975
Pat/12.53 VvB-Hx.

Verfahren und Vorrichtung zum optischen Prüfen von bahnförmigen Gütern.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zu m optischen Prüfen von bahnförmigen Gütern, bei der von einer Laserstrahlquelle gebündeltes Licht auf ein mit hoher Drehzahl umlaufendes Spiegelrad geworfen und von diesem als scharfbegrenzter fliegender Lichtpunkt auf die zu prüfende Bahn reflektiert wird, wobei das reflektierte und/oder durchgelassene Licht einer Auswertestufe zugeführt wird.

Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise in der Deutschen Offenlegungsschrift 1 573 4-97 und 1 473 681 beschrieben. In der Bahn auftretende Fehler werden dabei erfaßt und gegf. nach Zerschneiden der Bahn blattweise aussortiert. Es ist dabei also ohne weiteres möglich, den Fehler in seiner Lage in Bezug auf die Bahnlänge zu lokalisieren. Nicht gelöst ist jedoch die Frage der Fehlerlage in Bezug auf die Bahnbreite, was besonders dann von Interesse ist, wenn die Bahn in ihrer Breite ein- oder mehrfach unterteilt wird, so daß in einer Bahnbreite mehrere Bogen enthalten sind. Von diesen Bogen muß unter Umständen nur ein einziger aussortiert werden, während alle anderen fehlerfrei sind. Das ist aber mit den derzeit vorliegenden Mitteln nicht möglich, ebenso wie es unmöglich ist, von kontinuierlich an einer Stelle der Bahnbreite immer wieder auftretenden Fehlern durch Messen des Fehlerabstandes vom Bahnrand die Fehlerquelle leicht aufzuspüren.

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Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zu Grunde, Fehler in ihrer Lage zum Bahnrand der laufenden Materialbahn zu lokalisieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum optischen Prüfen von bahnförmigen Gütern, bei dem von einer Laserstrahlquelle gebündeltes Licht auf ein mit hoher Drehzahl umlaufendes Spiegelrad geworfen und von diesem als scharfbegrenzter fliegender Lichtpunkt auf die zu prüfende Bahn geleitet wird, wobei das von der Bahn reflektierte und/oder durchgelassene Licht einer Auswertestufe zugeführt wird mit dem kennzeichnenden Merkmal, daß der Strahl zwischen Spiegelrad und zu prüfender Bahn geteilt und <3βγ so erhaltene aus einer Richtung abgelenkte Teilstrahl zur Lokalisierung der Breitenverteilung von in der zu prüfenden Materialbahn auftretenden Fehler benutzt; wird.

Das Verfahren wird zweckmäßig mit einer Vorrichtung durchgeführt, die aus einer Laserstrahlquelle besteht, die zur Erzeugung gebündelten Lichtes dient, einem mit hoher Drehzahl umlaufenden Spiegelrad und einer Auswertevorrichtung für reflektiertes und/ oder durchgelassenes Licht, die'dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen Spiegelrad und zu prüfender Bahn eine transparente Scheibe unter einem gegenüber dem Abtaststrahl von 9o Grad abweichenden Winkel^ zur Abteilung eines Teilstrahles angeordnet ist und der transparenten Scheibe optische Mittel zur Unterteilung der Materialbahnbreite zugeordnet sind.

Die transparente Scheibe, die im Normalfall eine planparallele Glasscheibe ist, ist dabei in der Nähe des Spiegelrades ange-

vorzugsweise __ __ ordnet, wobei der Winkel zum AbtaststrahlYzwischen 4v-w Grad' liegt. Durch die Nähe zum Spiegelrad kann die Scheibe relativ klein gehalten werden, da der Weg des Abtaststrahles über die Scheibe nur kurz ist. Daraus ergibt sich auch, daß der Weg des durch die transparente Scheibe abgespaltenen Teilstrahles nur kurz ist. Es können also zur Aufnahme und Auswertung dieses

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Teilstrahles relativ klein dimensionierte optische Mittel eingesetzt werden. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung bestellen diese optischen Mittel aus einer Leiste von einzelnen Prismen mit nachgeschalteten Fototransistoren. Durch die schräggestellte transparente Scheibe wird aus dem Abtaststrahl ein Teilstrahl abgeleitet und über die Prismen auf die Fototransistoren gebracht. Durch den Abstand der Prismen von der abzutastenden Bahn erfaßt jedes Prisma einen bestimmten Raum der Bahn, d.h. eine Teilbreite. Durch Zuordnung von je einem Schalter, zu dem jeweils hinter dem Prisma angeordneten Fototransistor ist es möglich,beliebige Bahnbreiten,äse d.h. eine beliebige Anzahl von Fototransistoren zusammenzuschalten und so zu einer vorwählbaren Bahnbreife zu kommen. In dem Moment, wo von dem Abtaststrahl ein Fehler ermittelt wird, ist damit dieser Fehler entsprechend der Feinheit der Aufteilung der Prismen, recht genau zu lokalisieren. Die Prismen als solche können sehr einfach ausgeführt sein und bestehen beispielsüeise aus einem Kunststoff, wie Polymetacrylsäureestern, der im Handel unter dem Warenzeichen "Plexiglas" erhältlich ist. Unter dem Begriff "Prisma" ist dabei eine im wesentlichen trapezförmige Scheibe zu verstehen, die als Lichtleiter dient, d.h. daß die Flächen zur totalen Heflektion des Lichtes poliert sind. Eine Vielzahl dieser Scheiben sind dabei zu einer gemeinsamen Leiste verschraubt, wobei die größere der Parallelseiten der transparenten Scheibe und die kleinere den Fototransistoren

ist
zugewandt s*aä. Je. geringer die Dicke der Scheiben, also der Prismen, desto mehr Prismen können auf der gleichen Länge, die der Abtaststrahl bzw. der daraus abgeleitete Teilstrahl bestreicht, angeordnet werden, und desto feiner ist die Unterteilmöglichkeit und damit die Lokalisierdung der Fehler über die Breite der abzutastenden Bahn.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die qfcischen Mittel aus einer Ebene bestehen, die

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eine Strichmarkierung trägt und der ein Fotomultiplier zugeordnet ist.

Die Ebene kann dabei eine transparente Scheibe sein, die eine feine Strichmarkierung trägt, in diesem Pail arbeitet der nachgeschaltete Fotociultiplier im Durchlichtverfahren, d.h. der Teilstrahl fällt durch die Scheibe und der Fotomultiplier löst von Jeder Strichmarkierung einen Impuls aus. Im anderen Falle, also dann, wenn die Ebene ein opakes Material ist, das mit Markierungen versehen ist, wird nach dem Reflektionsverfahren gearbeitet. Als hervorragend geeignet hat sich dabei eine verspiegelte Fläche erwiesen, die eine schwarze Strichmarkierung trägt. Diese Strichmarkierung ist vorzugsweise vor. der Verspiegelung der Ebene aufgebracht. Der wesentliche Vorteil des Einsatzes eines Spiegels als Ebene ist, daß sich dadurch ganz scharfe Kontraste bei der Abtastung ergeben, die zu sehr deutlichen Impulsen führen. Auch hierbei löst der Fotomultiplier beim Abtasten jedes Striches einen Impuls aus. Die zwischen zwei Impulsen zurückgelegte Strecke des AbtastStrahles auf der zu prüfenden Bahn, ist dadurch genau zu lokalisieren. Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind dem Fotomultiplier Zählwerke mit beliebig einstellbaren Werten zugeordnet, d.h. daß die vom Fotomultiplier ausgesandten Impulse auf diese Zählwerke geleitet werden, wo durch Einstellung von durch die Bahnbreite vorgegebenen Werten ermittelt werden kann, in welchem Bereich der Bahnbreite der Fehler sich befindet.

Wenn die, die Strichmarkierung tragende Ebene als transparente Scheibe ausgestaltet ist, kann die Strichmarkierung in Form von feinen Drähten aufgebracht werden. Eine weitere Möglichkeit ist es, Metallschichten in Strichform aufzudampfen. Die einzige Forderung, die an die Markierung gestellt wird, ist, daß diese Markier striche undurchsichtig sind und einen voneinander

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konstanten Abstand aufweisen. Bei einer angenommenen Zahl von 2.OOO Markierungen werden also pro Abtastzyklus 2.ooo Impulse erzeugt, durch den Jotomultiplier abgegeben, bzw. in Zählwerke mit beliebig wählbaren Werten eingespeist. Von ganz erheblicher Bedeutung ist dabei, daß dadurch gleichzeitig der Tangensfehler ausgeschaltet wird.

Als Tangensfehler wird dabei der Fehler bezeichnet, der durch die unterschiedlichen Geschwindigkeiten des Abtaststrahles
auftritt. Bekanntlich trifft der Abtaststrahl, ausgehend von der

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Lichtquelle, d.h. in diesem ^aIl der Laserquelle, auf den sich drehenden Spiegel auf. Durch die Drehung ändert sich der Auftreffwinkel und damit auch die Geschwindigkeit des Strahles, d.h. bei Abtastbeginn ist die geringste Geschwindigkeit, bei Abtastende die höschste Geschwindigkeit des fliegenden Lichtpunktes, der durch den Strahl auf der Bahn erzeugt wird, erreicht. Aus diesem Grunde sind alle Auswerteaggregate, die mit einer zeitlichen Verzögerung arbeiten, stets ungenau, was noch durch evtl. vorhandene geringe JusiJferungsfehler der Spiegel im Spiegelrad verstärkt wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben.

Die Figur zeigt die perspektivische Darstellung einer Abtastvorrichtung im Teilschnitt.

Im Gehäuse 1 ist ein Laserstrahler 2 angeordnet, der auf das rotierende Spiegelrad 3 einen Laserstrahl 4 wirft. Dieser Laserstrahl 4 wird hier im rotierenden Spiegelrad 3 als Abtaststrahl 4' über die Gesamtbreite der Materialbahn 5 geleitet und von dieser reflektiert. Das reflektierte Licht des Abtaststrahles 4¹ gelangt als Strahl 4a in den Multiplierraum und wird hier den Fotomultiplieren 8 zugeführt. In den Lauf des Abtaststrahles 4' ist eine Transparentscheibe 15 eingesetzt, durch die ein Teilstrahl 9 aus dem Abtaststrahl 4' abgespalten wird. Dieser Teilstrahl 9 wird auf eine Rasterscheibe 7 geleitet, die ebenfalls aus einem transparenten Material besteht und nach Durchtreten dieser Rasterscheibe 7 von'dem Fotomultiplier 17 aufgenommen, der die durch das Raster verursachten Impulse■einer nicht dargestellten Auswerteinrichtung zugeführt .

Zwischen der Materialbahn 5 und dem Spiegelrad 3 ist eine planparallele Klarglasscheibe 12 angeordnet, die ebenfalls als Lichtstrahlteiler dient, d.h. aus dem Abtaststrahl 4' einen Hilfsstrahl 13 ableitet. Dieser Hilfsstrahl 13 wird !zur Steuerung

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der Kantenbegrenzung benutzt. Die Kantenbegrenzung als solche Ist nicht dargestellt. Der Hilfsstrahl 13 fällt jedoch im Bereich der Randfläche 11, der Materialbahn 5, auf die Begrenzungsfotomultiplier$ 14 und bewirkt damit die Unterbrechung der Auswerteeinrichtung,bis ein neuer Hilfsstrahl 13 durch Eintreten des Äbtaststrahles 4-' in den Randbereich 11 der gegenüberliegenden Fläche erzeugt wird und auf den zweiten Begrenzungsfotomultiplier 14 auftrifft, durch den die Auswerteeinrichtung wirder eingeschaltet wird. Durch diese Anordnung findet also eine Auswertung lediglich dann statt, wenn der Abtaststrahl 4-¹ über die Fläche der Materialbahn 5 streicht, d.h. daß die beim Auftreffen auf die Kanten der Materialbahn 5 im Bereich der Randflächen 11 auftretenden Fehleranzeigen nicht ausgewertet werden.

Erreicht der Abtaststrahl V den Fehler 16, so wird in der Fehlerauswerteeinrichtung ein Signal in Form eines Impulses ausgelöst, da· gleichzeitig der Teilstrahl 9 der aus dem Abtaststrahl 4-¹ abgeleitet wurde, eine bestimmte Stellung auf der Rasterscheibe 7 erreicht hat, die wiederum einer bestimmten Zählstellung der nicht dargestellten Zählwerke entspricht. Wird jetzt die Bahn 5 im Anschluß an ihre optische Prüfung längs und quer geteilt, d.h. ist der Sortiervorrichtung ein Längs- und Querschneider nachgeschaltet, der mit Sortierweichen ausgerüstet ist, so kann automatisch auf Grund der Fehlerlage in der Bahnttreite jeweils nur der fehlerhafte Bogen aussortiert werden und nicht, wie bisher üblich, die volle Bahnbreite.-

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Leerseite

Claims

Anmelder: Feldmühle Anlagen- und Produktionsgesellschaft mit beschränkter Haftung, 4 Düsseldorf-Oberkassel, Fritz-Vomfelde-Platz 4-

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Patentansprüche.

^/1._; Verfahren zum optischen Prüfen von bahnförmigen Gütern bei ' ~' dem von einer Laserstrahlquelle gebündeltes Licht auf ein mit hoher Drehzahl umlaufendes Spiegelrad geworfen und von diesem als scharfbegrenzter fliegender Lichtpunkt auf die zu prüfende Bahn geleitet wird, wobei das von der Bahn reflektierte und/oder durchgelassene Licht einer Auswertestufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daS der Strahl (4-¹) zwischen Spiegelrad (3) und zu prüfender Bahn (5) geteilt und der so erhaltene, aus einer Richtung abgelenkte Teilstrahl (9) zur Lokalisierung der Breitenverteilung von in der zu prüfenden Bahn (5) auftretenden Fehlern (16) benutzt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Laserstrahlquelle zur Erzeugung gebündelten Lichtes, einem mit hoher Drehzahl umlaufenden Spiegelrad und einer Auswertevorrichtung für reflektiertes und/ oder durchgelassenes Licht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spiegelrad (3) und zu prüfender Bahn (5) eine transparente Scheibe (15) unter einem gegenüber dem Abtaststrahl (V) von 9o Grad abweichenden Winkel zur Abteilung eines Teilstrahles (9) angeordnet ist und der transparenten Scheibe (15) optische Mittel (7) zur Unterteilung der Materialbahnbreite zugeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (7) aus einer Leiste von einzelnen Prismen mit nachgeschalteten Fototransistoren besteht.

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4.- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (7) aus einer Ebene bestehen, die eine Strichmarkierung trägt und der ein Fotomultiplier (17) zugeordnet ist. .

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fotomultiplier (17) Zählwerke mit beliebig wählbaren Werten zugeordnet sind.

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