DE2608841A1

DE2608841A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen ueberpruefen der lage und/oder abmessungen wenigstens eines koerpers

Info

Publication number: DE2608841A1
Application number: DE19762608841
Authority: DE
Inventors: Norbert Koropp
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1976-03-04
Filing date: 1976-03-04
Publication date: 1977-09-08

Description

"Verfahren und Vorrichtung.zum automatischen Uberprüfen der
Lage und/oder der Abmessungen wenigstens eines Körpers" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Uberprüfen der Lage und/oder der Abmessungen wenigstens eines Körpers in einem Werkstück, wobei das Werkstück mit Gamma-oder Röntgenstrahlen durchstrahlt wird und das durch die unterschiedliche Strahlenabsorption des Körpers und des Werkstückes erzeugte Strahlenrelief in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.
Der Bedarf nach einem derartigen Verfahren besteht in all den Fällen, wo es darauf ankommt, einen in einem Werkstück eingebetteten Körper, der von außen nicht erkennbar ist, in seiner Lage und/oder in seinen Abmessungen zu bestimmen. Der "Körper" kann dabei aber auch ein Hohlraum sein, beispielsweise in einem hohlen Gußstück (mit einem sog. "verlorenen Kern"). Wichtig ist nur, daß der Körper und das Werkstück, in dem dieser Körper eingebettet ist, unterschiedliches Absorptionsverhalten aufweisen. Ein solches Verfahren kann beispielsweise dazu dienen, die Maßgenauigkeit des in das Werkstück eingebetteten Körpers festzustellen oder den Abstand zweier oder mehrerer in einem Werkstück eingebetteter Körper zu bestimmen oder ein Werkstück, in dem der Körper als "Markierung" dient, genau zu positionieren.
Bisher erfolgte eine Überprüfung von Werkstücken mit derartigen Körpern dadurch, daß das Werkstück durchstrahlt und auf einem Leuchtschirm dargestellt und gegebenenfalls in ein Fernsehbild umgewandelt wurde. Die Beurteilung und gegebenenfalls die Ausmessung des Abstandes zweier Körper, das Nachprüfen der erforderlichen Abmessungen oder die Positionierung eines Werkstückes mußte dabei visuell von einer Überwachungsperson durchgeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, das die automatische Überprüfung dieser Größen gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strahlung durch wenigstens eine den Abmessungen des Körpers entsprechende feststehende Blende aus geblendet wird und durch einen hinter der Blende angeordneten, das gesamte Strahlenbündel erfassenden Strahlendetektor gemessen wird, dessen Ausgangssignal einem Schwellwertschalter mit vorzugsweise einstellbarem Schwellwert zugeführt wird.
Die Abmessungen der Blende, d.h. der Blendenöffnung, ergeben sich dabei aus den Abmessungen des Körpers multipliziert mit einem Faktor, der sich aus der Zentralprojektion des Körpers und der Blende durch den ungefähr punktförmig anzunehmenden Strahler ergibt und der dem Abstand des Körpers bzw. des Strahlers von der Blende entspricht.
Vorzugsweise ist die Blendenöffnung etwas größer als vorstehend definiert, so daß durch die Blende ein Strahlenbündel ausgeblendet wird, das etwas größer ist als das durch die Absorption des Körpers beeinflußte Strahlenbun.del. Wenn der Körper exakt in dem durch die Blendenöffnung definierten Strahlengang angeordnet ist, wird das Detektorausgangssignal um einen bestimmten Betrag von dem Signal. abweichen, das sich einstellt, wenn der Körper überhaupt nicht im Strahlengang ist.
Ist die Abweichung größer, dann läßt das den Rückschluß zu, daß der Körper zu groß ist; ist die Abweichung kleiner, dann muß der Körper zu klein sein. Mittels eines Schwellwertschalters, der jeweils dann ein Signal abgibt, wenn ein erster Schwellwert nicht erreicht oder ein zweiter Schwellwert überschritten wird, können daher alle Werkstücke ermittelt werden, die Körper enthalten, deren Abmessungen nicht den vorgegebenen Maßen entsprechen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung näher dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem der Abstand zwischen mehreren in einem Werkstück enthaltenen Körpern gemessen wird und Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem sowohl der Abstand zweier Körper voneinander als auch ihre Abmessungen überprüft werden.
In Fig. 1 ist mit 1 eine schematisch dargestellte Röntgenröhre bezeichnet, deren Strahlung durch eine erste, vor dem zu ultersuchenden Werkstück 3 angeordnete Blende 2 ausgeblendet wird.
Hinter dem Werkstück ist eine weitere Blende 4 angeordnet, die dasselbe Strahlenbündel begrenzt wie die Blende.2. Die Intensität der von der Blende 4 durchgelassenen Strahlung wird durch einen Szintillationszähler 5 gemessen. Der Querschnitt des von den Blenden 2 und 4 ausgeblendeten Strahlenbündels entspricht den Abmessungen von Körpern 6 (die z.B.
in dem Werkstück eine Gitterstruktur bilden können) oder er ist etwas größer. Die Intensität der den Szintillationszähler treffenden Strahlung hängt daher von der Lage der Körper in bezug auf die Blendenöffnungen und von den Abmessungen dieser Körper ab.
Ein Zählratenmesser 7 erzeugt ein analoges Signal, das der Zahl der von dem Szintillationszähler gelieferten Impulse proportional ist. Das Ausgangssignal des Zählratenmessers 7 wird einem Schwellwertschalter 8 mit vorzugsweise einstellbarem Schwellwert zugeführt. Bei Über- oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes wird ein Impulsgenerator 9 gestoppt, der einen Schrittmotor 10 steuert. Der Schrittmotor wirkt mit einer nicht näher dargestellten Transporteinrichtung für das Werkstück 3 zusammen; beispielsweise treibt er ein Transportband an. Der Generator wird nach einer vorgegebenen Zeit erneut gestartet, wodurch das Werkstück weiter nach links oder nach rechts verschoben wird, wobei ein Zähler 11, der die Impulse des Impulsgebers 9 zählt, gegebenenfalls zurückgestellt wird. Die Zahl der Impulse zwischen zwei Stoppstellungen des Impulsgebers bzwe des Schrittmotors kann dabei als direktes Maß für den Abstand zweier Körper voneinander dienen.
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, die die genaue Überprüfung der Abmessungen eines Körpers in Kontur und Abstand vom Sollwert erlaubt. Die Vorrichtung umfaßt auch hier wieder eine Röntgenröhre 1 und Blenden 2 und 4, zwischen denen das Werkstück 3 mit den Körpern angeordnet ist, deren Abmessungen und Kontur zu überprüfen ist, jedoch weist die Glende je eine der Körperkontur entsprechende Blendenöffnung auf, die ein Strahlenbündel ausblenden, dessen Querschnitt den Abmessungen des zu überprüfenden Objektes 6 entspricht und die das Werkstück in einem Abstand vom Anschlag 14 durchdringen, der dem Sollabstand des Körpers vom Meßpunkt entspricht.
Hinter den beiden Blendenöffnungen der Blende 4 ist je ei.n Szintillationszähler mit nachgeschaltetem Zählratenmesser 7 geschaltet. Die Ausgänge der beiden Zählratenmesser 7 sind einerseits mit den Eingängen je eines Schwellwertschalters 8 und mit den Differenzeingängen eines Differenzverstärkers 12 verbunden, dessen Ausgangssignal eine Polarität hat, die von der Polarität der an seinem Eingang anliegenden Dieferenzspannung abhängt. Der Differenzverstärker 12 steuert einen Impulsgeber 13, der an einen Schrittmotor 10 Impulse liefert, deren Polarität von der Polarität der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers abhängt. Der Schrittmotor 10 greift an einem nicht näher dargestellten Transportband zur Verschiebung des Werkstückes 3 an. An dem Zähler 11 kann die Abweichung vom Sollwert abgelesen werden. Bei der Verkoppelung zweier bzw. dreier Meßstellen kann ein Prilfling in zwei bzw. drei Koordinaten gemessen und vermittelt werden.
Es sei angenommen, daß das Werkstück 3 so am Anschlag 14 im Strahlengang angeordnet ist, daß wenigstens eine der Körperkonturen den Strahlengang beeinflußt. Das Werkstück wird dann in Abhängigkeit von der Abweichung der Ausgangssignale der beiden Zählratenmesser in der Richtung verschoben, in der sich diese Abweichung verringert, und wenn die Ausgangssignale der Zahlratenmesser 7 gleich groß sind, wird der Schrittmotor stillgesetzt. Die Eingangssignale der beiden Schwellwertschalter müssen dann den voreingestellten Schwellwert überschreiten, wenn das Werkstück fehlerfrei ist. Entspricht der Abstand nicht dem vorgegebenen Wert (mit einer gewissen Toleranz) oder entsprechen die Abmessullgen eines oder beider Körper nicht den vorgegebenen Abmessungen, dann überschreiten die Eingallgssignale der Schwellwertschalter nicht den vorgegebenen Schasellwer-t. Durch Verknüpfung der Ausgänge der Schwellwertb schalter 8 läßt sich daher ein Signal erzeugen, das bei stillsteheilaem Schrittmotor anzeigt, ob das Werkstück fehlerfrei ist oder nicht.
PATENTANSPRÜCt{L:

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum automatischen Überprüfen der Lage und/oder der Abmessungen von wenigstens einem Körper in einem Werkstück5 wobei das Werkstück mit Gamma- oder Röntgenstrahlung durchstrahlt und das durch die unterschi.edliche Strahlenab sorption des Körpers und des Werkstückes erzeugte Strahlen relief in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung durch wenigstens eine den Abmessungen des Körpers angepaßte Blende ausgeblendet wird und durch einen hinter der Blende angeordneten, das gesamte Strahlenbündel erfassenden Strahlende tektor gemessen wird, dessen Ausgangssignal einem Schwellwertschalter mit; vorzugsweise einstellbarem Schwellwert zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangs signal des Schwellwertschalters eine Transport einrichtung (10) zur Verschiebung des Werkstückes (3) steuert.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Prüfung eines Werkstückes mit mehreren Körpern, die mit definierten Abständen voneinander im Werkstück angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung von einer Blendenanorinung ausgeblendet wird, die mit einer der Anzahl der Körper entsprechenden Zahl von in ihren Abmessuagen den Abmessungen der Körper angepaßten Blendenöffnungen versehen ist, und daß die Strahlung hinter jeder Blendenöffnung jeweils von einem Strahlendetektor gemessen wird und daß das Ausgangssignal eines jeden Strahlendetektors einen Schwellwertschalter steuert.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch a) einen Röntgen- oder Gammastrahler, b) zwei Blenden, deren Öffnungen den Abmessungen cies Körpers entsprechen oder etwas größer sind und zwischen denen d Werkstück transportiert wird, c) einen Strahlendetektor zur Erfassung des von der Blende ausgeblendeten Strahlenbündels, d) einen Schwellwertschalter, dem ein aus dem Detektorausgan.gssignal abgeleitetes Signal zugeführt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Motor, insbesondere ein Schrittmotor, zur Verschiebung des Werkstückes, der von einer Steuerschaltung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal gesteuert wird, derart, daß bei Über- oder Unterschreiten des Schwellwertes der Motor abgeschaltet wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Messung des Abstandes mehrerer in einem Werkstück enthaltener Körper mit einem Schrittmotor, gekennzeichnet durch einen Zähler Zinn Zählen der von der Steuerschaltung erzeugten Impulse zum Antrieb des Schrittmotors.