DE2613978A1 - Vorrichtung zum kontrollieren der oberflaechenguete eines werkstuecks - Google Patents

Vorrichtung zum kontrollieren der oberflaechenguete eines werkstuecks

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    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901Optical details; Scanning details

Description

  • Vorrichtung zum Kontrollieren der Oberflächengüte eines Werkstücks Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kontrollieren der Oberflächengüte eines Werkstücks mit mindestens einem Lichtgeber zum teilweisen Beleuchten des Werkstücks und mindestens einem Empfänger für von dem beleuchteten Werkstück reflektiertes Licht, welcher mindestens eine Empfänger mit einem Wandler zusammenwirkt, der das auf den Empfänger geleitete reflektierte Licht in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt.
  • Zum Bestimmen der Oberflächengüte eines Werkstücks werden bisher die Oberflächenprüfung und die Oberflächenmessung verwendet. Bei der Oberflächenprüfung werden insbesondere solche Abweichungen der tatsächlichen Oberfläche von der idealen Oberfläche erfasst und bewertet, die bei der Bearbeitung der Oberfläche entstanden sind. Dazu gehören beispielsweise durch Schwingungen des Werkzeugs verursachte Wellen, durch die Form der Werkzeugschneide erzeugte Rillen oder durch stumpfe Werkzeuge bewirkte Schuppen und Scharten. Bei der Oberflächenmessung werden spezifische Kenngrössen einer Oberfläche, wie beispielsweise die Rauhtiefe oder die Glättungstiefe, quatitativ bestimmt.
  • Sowohl bei der Oberflächenprüfung als auch bei der -messung wird vorausgesetzt, dass die Abweichungen der tatsächlichen von der idealen Oberfläche bzw. die zu bestimmenden Kenngrössen auf der gesamten Oberfläche den gleichen Wert haben, weshalb Prüfung und Messung nur an einem Teil der Oberfläche ausgeführt werden. Ausserdem liefern die zur Oberflächenprüfung verwendeten Geräte, insbesondere solche, die nach dem Kondensator- oder nach dem fotometrischen oder dem pneumatischen Verfahren arbeiten, nur einen Mittelwert,-der der Summe der Abweichungen im geprüften Teil der Oberfläche entspricht. Die bekannten Verfahren sind darum nicht geeignet, die gesamte Oberfläche eines alb- oder Fertigfabrikats auf örtlich begrenzte Mängel, Beschädigungen oder Verformungen zu kontrollieren.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, den beschriebenen Nachteil zu beheben und eine Vorrichtung zum Kontrollieren der Oberflächengüte eines Werkstücks zu schaffen, mit dem die gesamte Oberfläche auf Mängel, Beschädigungen oder Verformungen kontrolliert werden kann.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die aus dem mindestens einen elektrischen Signal ein Vergleichs signal bildet und mindestens einen Komparator, der das Vergleichssignal mit dem ursprünglichen elektrischen Signal vergleicht und ein Fehlersignal erzeugt, sobald das ursprüngliche elektrische Signal vom Vergleichssignal abweicht.
  • Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung mit nur einem Empfänger für reflektiertes Licht ist die Einrichtung zum bilden des Vergleichssignals als Verzögerungsleitung ausgebildet.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung mit mehreren Empfängern für reflektiertes Licht ist die Einrichtung zum bilden des Vergleichssignals als Addierkreis ausgebildet, an dessen Ausgang ein Signal erscheint, das dem arithmetischen Mittel der ursprünglichen elektrischen Signale entspricht.
  • Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist zum Einstellen der zulässigen Toleranz zwischen dem ursprünglichen Signal oder den ursprünglichen Signalen und dem Vergleichssignal der Ansprechschwellwert des Komparators einstellbar.
  • Mit der neuen Vorrichtung ist es möglich, die Güte der Oberfläche oder Oberflächen eines band- oder bahnförmigen oder einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Erzeugnissen kontinuierlich zu überwachen und örtlich begrenzte Mängel, Beschädigungen oder Verformungen der Oberfläche festzustellen. Der Vergleich des einer Oberflächenbeschädigung entsprechenden Fehlersignals mit dem der mittleren Oberflächengüte entsprechenden Vergleichssignal ermöglicht weiter, jeden Oberflächenfehler relativ zur tatsächlichen Oberflächengüte zu bewerten. Schliesslich kann durch das Einstellen des Schwellwerts die Toleranzgrenze bestimmt werden, innert der mögliche Oberflächenmängel noch zulässig sind.
  • Mit der neuen Vorrichtung kann die bisher von Menschen durchgeführte Kontrolle der Oberflächengüte von Halb- und Fertigfabrikaten automatisiert werden. Damit wird nicht nur eine Verbilligung der Kontrolle und Verkürzung der Kontrollzeit erreicht, sondern es wird erstmals eine objektive Kontrolle nach einstellbaren Kriterien ermöglicht, und es werden auch die insbesondere durch nacnlassende Konzentration bedingten Fehler bei der Kontrolle praktisch ausgeschlossen.
  • Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren an einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung mit einem Lichtempfänger zum Bestimmen von Fehlern in der Oberfläche eines bandförmigen Materials.
  • Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch eine Vorrichtung mit zwei Lichtempfängern zum Bestimmen von Fehlern in der Oberfläche einer kreisrunden Scheibe.
  • Fig. 3 zeigt das Blockschema einer elektronischen Schaltung für eine Vorrichtung mit fünf Lichtempfängern und zwei Kanälen, um positive und negative Fehlersignale unabhängig voneinander mit dem Vergleichssignal zu vergleichen.
  • Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Vorrichtung ist zum Kontrollieren der Oberflächengüte eines bandförmigen Materials, beispielsweise eines Metallbands 10, vorgesehen. Die Vorrichtung enthält eine Lichtquelle 11, deren Licht von einer Faseroptik 12 auf das Metallband geleitet wird. Das dem Metallband benachbarte, dem Lichtaustritt dienende Ende 13 der Faseroptik ist quer zur Transportrichtung des Metallbands auseinandergezogen und beleuchtet einen schmalen, quer über das Metallband verlaufenden Bereich 14. Neben der für die Beleuchtung verwendeten Faseroptik 12 ist eine weitere, für das Weiterleiten des von dem Metallband reflektierten Lichts vorgesehene Faseroptik 16 angeordnet. Das Lichteintrittsende 17 dieser Faseroptik ist wie das Lichtaustrittsende 13 der Faseroptik 12 verbreitert, damit das über der gesamten Breite des beleuchteten Bereichs 14 reflektierte Licht aufgenommen werden kann. Das Lichtaustrittsende 18 der Faseroptik 16 ist einer Fotodiode 19 benachbart angeordnet. Der Ausgang der Fotodiode ist mit dem Eingang einer elektrischen Verzögerungsleitung 21 und über eine Leitung 22 direkt mit einem Eingang eines Komparators 23 verbunden. Der Ausgang der Verzögerungsleitung ist mit dem anderen Eingang dieses Komparators verbunden.
  • Bei einer praktisch verwendeten Ausführungsform dieser Vorrichtung sind die Enden 13 und 17 der beiden Faseroptiken 12 bzw. 16 in einem Prüfkopf befestigt und liegen dicht nebeneinander. Vorzugsweise enthält dieser Prüfkopf auch ein optisches System, welches das zum Lichtaustritt vorgesehene Ende 13 der Faseroptik 12 auf dem Metallband und den beleuchteten Bereich 14 auf dem Lichteintrittsende 17 der Faseroptik 16 abbildet.
  • Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird das Metallband 10 von einer nicht gezeigten Einrichtung in der Richtung des Pfeils 24 und durch den beleuchteten Bereich 14 transportiert. Ein Teil des von dem Metallband im beleuchteten Bereich reflektierten Lichts wird von der Faseroptik 18 auf die Fotodiode 19 geleitet, die ein der Belichtung entsprechendes, elektrisches Signal erzeugt. Das elektrische Signal wird über die Verzögerungsleitung 21 und über die Leitung 22 an die beiden Eingänge des Komparators 23 geleitet. Es sei angenommen, dass die Transportgeschwindigkeit des Metallbands etwa 50 cm/ sec beträgt und die (in der Transportrichtung gemessene) Länge des beleuchteten Bereichs etwa 1 mm ist. Es genügt dann eine Verzögerungszeit der Grössenordnung lmsec, um dem Komparator zwei Signale zuzuleiten, von denen das eine der momentanen Reflexion des beleuchteten Teils der Oberfläche und das andere der Reflexion des unmittelbar zuvor beleuchteten Teils der Oberfläche entspricht. Wenn das Metallband eine Oberfläche mit gleichmässiger Qualität, d.h. gleichmässiger Reflextion aufweist, sind diese beiden Signale praktisch gleich, und es erscheint am Ausgang 25 des Komparators kein Signal. Weist die Oberfläche eine Fehlstelle 26 auf, so wird die Reflexion, sobald diese Fehlstelle in den beleuchteten Bereich 14 transportiert wird, geändert. Das über die Leitung 22 an den Komparator geführte Signal ist dann unterschiedlich gegenüber dem vom Verzögerungskreis 21 gelieferten Signal, und am Ausgang 25 des Komparators erscheint ein Fehlersignal.
  • Wie jedem Fachmann bekannt ist, kann der Schwellwert eines Komparators eingestellt werden. Das ermöglicht, die Grenze des zulässigen Unterschieds zwischen den beiden Eingangssignalen zu bestimmen, unterhalb der ein Oberflächenfehler noch tolerierbar und oberhalb der ein Fehler nicht mehr tolerierbar ist. Sinnvollerweise wird der Schwellwert so eingestellt, dass nicht sprunghafte Aenderungen der Reflexion, wie sie beispielsweise durch eine durch Oxidation bedingte Aenderung der Färbung der Oberfläche bewirkt werden, kein Fehlersignal erzeugen.
  • Es versteht sich, dass zum Kontrollieren der beiden Oberflächen eines bandförmigen Materials zwei Vorrichtungen der beschriebenen Art verwendet werden können. Diese Vorrichtungen können einander gegenüberliegend oder, wenn das bandförmige Material in seiner Längsrichtung um 1800 gedreht wird, in der Transportrichtung des Materials nacheinander angeordnet sein. Es versteht sich auch, dass zum Kontrollieren breiter Materialbänder mehrere Vorrichtungen der beschriebenen Art nebeneinander aufgestellt werden können, um einen beleuchteten Bereich 14 zu erzeugen, der über die gesamte Breite des Materials verläuft. Die Ausgänge der Komparatoren dieser Vorrichtungen können über eine Torschaltung auf eine einzige Leitung geführt werden.
  • Die in Fig. 2 schematisch gezeigte Vorrichtung ist zum Kontrollieren der Oberfläche von kreisrunden Platten 30 vorgesehen. Die Platten werden aus einem nicht gezeigten Magazin in eine Prüfstation transportiert, wo sie mit ihrem Umfang auf zwei Rollen 31, 32 stehen und mindestens einmal um 3600 gedreht werden, bevor sie die Prüfstation wieder verlassen.
  • Die Vorrichtung enthält eine Lichtquelle 33 und eine Faseroptik 34, die einen schmalen Lichtstreifen 35 auf die Platte wirft. Zwei weitere Faseroptiken 37, 38 leiten das von der Platte reflektierte Licht an je eine zugeordnete Fotodiode 39 bzw. 40. Der Ausgang jeder Fotodiode ist mit einem zugeordneten Eingang eines Addierkreises 42 und über eine Leitung 43 bzw. 44 direkt mit einem Eingang eines Komparators 45 bzw.
  • 46 verbunden. Der Ausgang des Addierkreises 42 ist mit dem anderen Eingang rjedes der Komparatoren 45 bzw. 46 verbunden.
  • Die Ausgänge der beiden Komparatoren sind mit den beiden Eingängen einer Torschaltung 48 verbunden, an deren Ausgang 49 gegebenenfalls ein Fehlersignal erscheint.
  • Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird, wie bereits beschrieben, zuerst eine Scheibe auf die beiden Rollen 31, 32 gefördert. Die Rollen sind durch nicht gezeigte Mittel angetrieben und drehen die Scheibe in der Richtung des Pfeils 36.
  • Das von dem beleuchteten Streifen 35 reflektierte Licht wird von den beiden nebeneinander angeordneten Faseroptiken 37, 38 auf die zugeordneten Fotodioden 39 bzw. 40 geleitet, von denen jede ein elektrisches Signal erzeugt, das ihrer Beleuchtung entspricht. Die beiden Fotodioden sind derart ausgesucht und geschaltet, dass sie bei gleicher Beleuchtung auch praktisch gleiche Signale erzeugen. Der Addierkreis 42 bildet ein Vergleichssignal, das dem arithmetischen Mittel der Ausgangssignale der beiden Fotodioden 39, 40 entspricht.
  • Dieses am Ausgang des Addierkreises erscheinende Vergleichssignal wird dann in den Komparatoren 45, 46 mit den in den Leitungen 43 bzw. 44 erscheinenden tatsächlichen Signalen verglichen.
  • Auch diese Vorrichtung enthält vorzugsweise ein nicht gezeigtes optisches System, so dass eine Aenderung der Reflexion im randnahen Bereich der Scheibe möglichst nur von der Faseroptik 38 auf die Fotodiode 40 und eine Aenderung der Reflexion im Bereich der Scheibenmitte möglichst nur von der Faseroptik 37 an die Fotodiode 39 geleitet wird.
  • Wenn die kontrollierte Oberfläche der Scheibe keine Mängel aufweist und das auftreffende Licht vom beleuchteten Streifen 35 gleichmässig reflektiert wird, werden die beiden Fotodioden 39, 40 praktisch gleichmässig beleuchtet. Gemäss der oben beschriebenen Bedingung erzeugen sie dann etwa gleichartige Signale. Das am Ausgang des Addierkreises 42 erscheinende Signal, das dem arithmetischen Mittel der Eingangssignale entspricht, ist dann ebenfalls praktisch gleich jedem der Ausgangssignale der Fotodioden 39, 40. Das bedeutet, dass jedem der Komparatoren 45, 46 vom Addierkreis 42 und von der zugeordneten Fotodiode über die Leitungen 43 bzw.
  • 44 gleiche Signale zugeleitet werden und keiner der Komparatoren ein Fehlersignal erzeugt.
  • Wenn die Scheibe 30 beispielsweise nahe dem äusseren Rand einen Kratzer 41 aufweist, der eine stärkere Reflexion als die Scheibenoberfläche bewirkt, wird die Fotodiode 40 stärker als die Fotodiode 39 beleuchtet, sobald dieser Kratzer in den Bereich des Lichtstreifens 35 kommt. Am Ausgang der Fotodiode 40 erscheint dann ein stärkeres Signal als am Ausgang der Fotodiode 39. Der Addierkreis 42 bildet dann ein Vergleichssignal, das dem arithmetischen Mittelwert dieser beiden unterschiedlichen Signale entspricht. Dieses Vergleichssignal wird im Komparator 45 mit dem schwächeren Signal von der Fotodiode 39 und im Komparator 46 mit dem stärkeren Signal von der Fotodiode 40 verglichen. Komparatoren sprechen in ihrer einfachsten Ausführungsform nur auf positive oder auf negative Unterschiede gegenüber dem Vergleichssignal an.
  • Wenn für das beschriebene Beispiel angenommen wird, dass die Komparatoren auf einen positiven Unterschied ihrer Eingangssignale ansprechen, so wird der Komparator 46 ein Fehlersignal erzeugen.
  • Wenn der Kratzer 41 eine geringere Reflexion als die übrige Oberfläche der Platte 30 aufweist, ist das Signal auf der Leitung 44 schwächer als das Vergleichssignal, und der Komparator 45 erzeugt ein Fehlersignal. Da es für die Vorrichtung ohne Bedeutung ist, von welchem Komparator das Fehlersignal erzeugt wird, sind die Ausgänge der beiden Komparatoren 45, 46 mit der Torschaltung 48 verbunden, an deren Ausgang 49 jedesmal ein Fehlersignal erscheint, wenn einer der Komparatoren 45 oder 46 ein Fehlersignal erzeugt.
  • Wie bereits mehrfach beschrieben wurde, entspricht das Vergleichssignal dem arithmetischen Mittel der tatsächlichen Signale. Das Vergleichssignal wird darum von den Schwankungen eines von einer Fotodiode gelieferten Signals um so weniger beeinflusst, je mehr solche Signale zur Bildung des Vergleichssignals verwendet werden. Um die Empfindlichkeit der beschriebenen Vorrichtung zu steigern, werden darum vorzugsweise mehr als zwei und beispielsweise fünf oder acht Fotodioden verwendet. Das Blockschema einer praktisch verwendeten elektronischen Schaltung mit fünf Fotodioden ist in Fig. 3 gezeigt. Diese Schaltung enthält die fünf Fotodioden 51, 52, 53, 54 und 55, deren Ausgänge mit den Eingängen eines Addierkreises 57 und mit den Eingängen von zwei in entgegengesetzter Richtung geschalteten Gleichrichterbatterien 58 und 59 verbunden sind. Der Addierkreis 57 enthält fünf parallel geschaltete Widerstände, deren eines Ende mit einem der Eingänge und deren andere Enden mit dem gemeinsamen Ausgang verbunden sind. Die Gleichrichterbatterie 58 enthält fünf parallel geschaltete Einweggleichrichter, deren negativer Anschluss mit je einem der Eingänge und deren positiver Anschluss mit dem gemeinsamen Ausgang verbunden ist. Die Gleichrichterbatterie 59 ist wie die Batterie 58 aufgebaut, mit dem Unterschied, dass die Durchlassrichtung der Gleichrichter umgekehrt ist. Die Ausgänge des Addierkreises 57 und der beiden Gleichrichterbatterien 58, 59 sind mit Verstärkern 61 bzw. 62 und 63 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 61 ist über einen aus den beiden Widerständen 66, 67 gebildeten Spannungsteiler mit dem Ausgang des Verstärkers 58 verbunden und über einen gleichartigen, aus den Widerständen 68, 69 gebildeten Spannungsteiler mit dem Ausgang des Verstärkers 63. Weiter sind zwei Komparatoren 71, 72 vorgesehen. Der eine Eingang des Komparators 71 ist mit der Mitte des Spannungste<ilers 66, 67 verbunden, der andere Eingang mit einem Potentiometer 73, das eine negative Schwellwertspannung liefert. Der eine Eingang des Komparators 72 ist mit der Mitte des Spannungsteilers 68, 69 verbunden, der andere Eingang mit einem Potentiometer 74, das eine positive Schwellwertspannung liefert. Die beiden Ausgänge der Komparatoren 71, 72 sind mit den beiden Eingängen einer Torschaltung 76 verbunden.
  • Wird diese Schaltung zur Kontrolle eines bandförmigen Materials oder einer Scheibe verwendet, so erscheint am Ausgang des Addierkreises 57 das Vergleichssignal, das dem arithmetischen Mittelwert der von den Fotodioden 51, 52, 53, 54 und 55 erzeugten Signalen entspricht. Am Ausgang der Gleichrichterbatterien 58 und 59 erscheinen Signale, die denjenigen der von den Fotodioden erzeugten Signalen entsprechen, die die grösste negative bzw. positive Abweichung vom Vergleichssignal aufweisen. Die Spannungsteiler 66, 67 und 68, 69 sind symmetrisch aufgebaut, so dass an ihren Mittelabgriffen ein Signal erscheint, das der halben Differenz zwischen dem Vergleichssignal und der grössten negativen bzw. positiven Abweichung vom Vergleichssignal entspricht. Diese Differenzsignale werden in den Komparatoren 71 bzw. 72 mit einem einstellbaren Schwellwert verglichen, wobei die Komparatoren ein Fehlersignal erzeugen, sobald das Differenzsignal grösser ist als der eingestellte Schwellwert.
  • Die beschriebene Schaltung hat nicht nur den bereits erwähnten Vorteil, dass der Vergleichswert von den Schwankungen eines von einer Fotodiode erzeugten Signals weniger beeinflusst wird, sie ermöglicht insbesondere eine getrennte Bewertung der positiven und der negativen Abweichungen vom Vergleichswert. Das ist dann wichtig, wenn beispielsweise die Toleranzgrenze für Oberflächenmängel, die aus Gussporen entstanden sind, anders ist als die Toleranzgrenze für mechanische Beschädigungen, wie Kratzer oder Risse. Erstere erscheinen im reflektierten Licht gewöhnlich dunkler, letztere heller als die Oberfläche. Gussporen erzeugen also eine negative und Kratzer eine positive Abweichung vom Vergleichssignal. Durch das getrennte Einstellen eines negativen und eines positiven Schwellwerts kann die Toleranzgrenze für Oberflächenmängel, die im reflektierten Licht dunkler bzw.
  • heller erscheinen, unterschiedlich eingestellt werden.
  • Die beschriebenen und schematisch gezeigten Vorrichtungen können mit handelsüblichen Bauelementen aufgebaut werden.
  • Faseroptiken, Fotodioden, Addierkreise, Komparatoren, Torschaltungen, Verstärker und Operationsverstärker sind jedem Fachmann hinreichend bekannt, weshalb auf deren detaillierte Beschreibung absichtlich verzichtet wird.
  • Es versteht sich, dass die Verwendung der beschriebenen Vorrichtung nicht auf die erwähnte Kontrolle von band- und bahnförmigem Material und von kreisrunden Scheiben beschränkt ist. Die Vorrichtung kann beispielsweise auch zum Kontrollieren von Teilen verwendet werden, die auf einem Transportband liegen. Die Verwendung der Vorrichtung ist auch nicht auf die Kontrolle metallischer Oberflächen beschränkt. Die praktische Erprobung hat gezeigt, dass auch Unregelmässigkeiten in einer rauhen Oberfläche mit diffuser Reflexion festgestellt werden können. Das gilt beispielsweise für Presslinge, die durch ausgefallene Teilchen gebildete Löcher oder durch grossflächige Teilchen gebildete Spiegelflächen aufweisen.
  • Weiter ist es natürlich möglich, mehrere der beschriebenen Vorrichtungen zu kombinieren und die Oberfläche oder Oberflächen eines Werkstücks sowohl während einer Translation als auch während einer Rotation zu kontrollieren. Für die Ausführungsformen gemäss den Fig. 2 und 3, bei denen kein zeitlich verschobener Vergleichswert gebildet wird, ist auch keine Relativbewegung zwischen der zu kontrollierenden Oberfläche und dem Prüfkopf erforderlich. Schliesslich ist es auch nicht notwendig, dass die Oberfläche relativ zu dem den Lichtgeber und -empfänger haltenden Prüfkopf bewegt wird, sondern es ist ebensogut möglich, einen Prüfkopf über ein ortsfestes Werkstück zu führen. Natürlich ist es auch möglich, das dem arithmetischen Mittelwert der Messignale entsprechende Vergleichssignal zusätzlich gegenüber den Messsignalen zeitlich zu verzögern.
  • Die von der Vorrichtung erzeugten Fehlersignale können addiert werden, um ein Mass für die Qualität der kontrollierten Oberfläche oder Oberflächen zu liefern. Beim Kontrollieren einer Folge von Werkstücken kann das Fehlersignal aber auch dazu verwendet werden, eine im Durchlaufweg der Werkstücke angeordnete Weiche zu betätigen, die die Werkstücke, an deren Oberfläche Mängel festgestellt wurden, welche die zulässige Toleranzgrenze überschreiten, von den Werkstücken, welche keine Mängel aufweisen oder deren Mängel in der zulässigen Toleranz liegen, zu trennen. Entsprechende Anordnungen sind iedem Fachmann bekannt.

Claims (12)

  1. ll
    PATENTANSPRUCHE \ l.)Vorrichtung zum Kontrollieren der Oberflächengüte eines Werkstücks mit mindestens einem Lichtgeber zum teilweisen Beleuchten des Werkstücks und mindestens einem Empfänger für von dem beleuchteten Werkstück reflektierten Licht, welcher mindestens eine Empfänger mit einem Wandler zusammenwirkt, der das auf den Empfänger geleitete, reflektierte Licht in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (21; 42; 57), die aus dem mindestens einen elektrischen Signal ein Vergleichssignal bildet, und mindestens einen Komparator (23; 45, 46; 71, 72), der das Vprgleichssignal mit dem ursprünglichen elektrischen Signal vergleicht und ein Fehlersignal erzeugt, sobald das ursprüngliche elektrische Signal vom Vergleichssignal abweicht.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtgeber eine Lampe (11; 33) und als Lichtempfänger eine Fotodiode (19; 39, 40) verwendet sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Faseroptiken (12, 16; 34, 37, 38), die das Licht von der Lampe auf das Werkstück und das reflektierte Licht auf die Fotodiode leiten, verwendet sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein optisches System, das das dem Werkstück zugewandte Ende (13) der mit der Lampe (11) zusammenwirkenden Faseroptik (12) auf dem Werkstück (10) und den beleuchteten Teil (14) des Werkstücks auf dem dem Werkstück zugewandten Ende (17) der mit der mindestens einen Fotodiode (19) zusammenwirkenden Faseroptik (16) abbildet.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (31, 32), um Werkstück und Lichtgeber und -empfänger relativ zueinander zu bewegen.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung von nur einem Empfänger (19) für reflektiertes Licht die Einrichtung (21) zum Bilden des Vergleichssignals als Verzögerungsleitung ausgebildet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (21) ein Tiefpassfilter ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, dass bei der Verwendung von mehreren Empfängern (39, 40) für reflektiertes Licht die Einrichtung (42) zum Bilden des Vergleichssignals als Addierkreis ausgebildet ist, an dessen Ausgang ein Vergleichssignal erscheint, das dem arithmetischen Mittelwert der ursprünglichen elektrischen Signale entspricht.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Unterscheiden positiver und negativer Abweichungen des ursprünglichen Signals vom Vergleichssignal der Einrichtung (57) zum Bilden des Vergleichssignals mindestens ein Gleichrichter (58) mit negativer und mindestens ein Gleichrichter (59) mit positiver Durchlassrichtung parallel geschaltet sind, und zwei Komparatoren (71, 72) verwendet sind, von denen der eine das Vergleichssignal mit dem am Ausgang des mindestens einen Gleichrichters mit negativer Durchlassrichtung erscheinenden ursprünglichen Signal und der andere das Vergleichs signal mit dem am Ausgang des mindestens einen Gleichrichters mit positiver Durchlassrichtung erscheinenden ursprünglichen Signal vergleicht.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen der zulässigen Toleranz zwischen ursprünglichem Signal oder ursprünglichen Signalen und dem Vergleichssignal der Ansprechschwellwert des Komparators einstellbar ist.
  11. 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen unterschiedlicher Toleranzen für positive und negative Abweichungen des oder der ursprünglichen Signale vom Vergleichssignal der Ausgang der Finrichtung (57) zum Bilden des Vergleichssignals und die Ausgänge des mindestens einen Gleichrichters (58) mit negativer sowie des mindestens einen Gleichrichters (59) mit positiver Durchlassrichtung mittels je einem Spannungsteiler (66, 67; 68, 69) miteinander verbunden sind und der Abgriff jedes Spannungsteilers mit einem Eingang eines zugeordneten Komparators (71, 72) verbunden ist, dessen anderer Eingang an einer einstellbaren Schwellwertspannung (73, 74) liegt.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der beiden Komparatoren (45, 46; 71, 72) mit einer Torschaltung (48, 76) verbunden sind, welche ein Fehlersignal erzeugt, dessen Polarität und Form unabhängig davon ist, welcher Komparator eine Abweichung des ursprünglichen Signals vom Vergleichssignal festgestellt hat.
    Lee rs ei te t 4- j
DE19762613978 1975-04-17 1976-04-01 Meßanordnung zum Kontrollieren der Oberflächengüte eines Werkstücks Expired DE2613978C3 (de)

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