DE2730854A1 - Vorrichtung zum bestimmen des umrisses und zum messen der abmessungen eines gegenstandes - Google Patents

Vorrichtung zum bestimmen des umrisses und zum messen der abmessungen eines gegenstandes

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DE2730854A1 DE19772730854 DE2730854A DE2730854A1 DE 2730854 A1 DE2730854 A1 DE 2730854A1 DE 19772730854 DE19772730854 DE 19772730854 DE 2730854 A DE2730854 A DE 2730854A DE 2730854 A1 DE2730854 A1 DE 2730854A1
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Description

  • Beschreibung
  • Die vorliegende £rfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen der umrisse und wn Messen der Dimensionen eines Gegenstandes gemäß Lem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Die Erfindung ist insbesondere da von Nutzen, wo es notwendig ist, die linearen Abmessungen eines Gegenstandes zu vermessen oder das Vorhandensein und cie Lokalisierung eines Umrisses oder von Unregelmäßigkeiten eines Gegenstandes oder aber die Umrisse einer graphischen Darstellung oder dergleichen auf einem Gegenstand aufzuzeigen bzw. festzustellen.
  • Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, mit denen die linearen Abmessungen durch Verwendung von optischen Abtastsäulen gemessen werden können (vgl. US-PS 3 724 958). Diese Vorrichtungen sind jedoch nicht in den Fällen zu gebrauchen, wo eine hohe Meßgenauigkeit erforderlich ist. Der Grad der Meßgenauigkeit ist wegen der Abmessungen der verwendeten Fotozellen und auch wegen der Streuungsüberlagerung zwischen benachbarten Fotozellen beschränkt. Bein einigen bereits bekannten Meßvorrichtungen, wie z. 13. bei der aus der US-PS 3 255 357 bekannten Meßvorrichtung, wurde bereits vorgeschlagen, die optische Auflösung dieser Meßvorrichtungen durch Verwendung von lichtübertragenden optischen Fasern als Lichtaussende- und Lichtempfangsvorrichtungen zu verbessern. Jedoch wurde auch hler die optische Auflösung dieser bereits benannten Vorrichtungen durch den unvermerdlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Faschr@@@ bese@ränkt.
  • Es ist deshalb rufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Umrisse eines Gegenstandes durch Lichtabtastung des Gegenstandes mit Hilfe von lichtübertragenden und licht aufnehmenden Einrichtungen mit einem solchen Grad an optischer Auflösung bestimmt werden können, der mindestens der Abmessung der lichtübertragenden und lichtaufnehmenden Einrichtungen entspricht oder sogar darunter liegt, wobei jedoch die Gefahr einer StreuungE:oerlagerung ausgeschaltet sein soll.
  • Nacn der vorliegenden Erfindung besteht eine Vorrichtung zum Bestimmen der Umrisse und zum Messen der Abmessungen eines Gegenstandes aus einer Meßstation, zu der der Gegenstand hin- bzw. von der dieser Gegenstand wegbewegt wird; aus einer Vielzahl von Lichttibertragungseinrichtungen in dieser Station zum Übertragen eines Abtastbildes von einer gleich großen Vielzahl von Lichtstrahlen; aus einer gleichen Vielzahl von licht empfangenden Einrichtungen in dieser Station, von denen jede so angeordnet ist, daß sie in zeitlicher Reihenfolge das Licht von nur einer einzigen ihr zugeordneten Lichtübertragungseinrichtung empfangen kann; aus Vorrichtungen zum Hindurchführen des Gegenstandes durch den Lichtstrahlenkorridor in der Weise, daß die lichtempfangenden Einrichtungen durch diesen Gegenstand gehindert werden, Licht von denjenigen Lichtstrahlen zu erhalten, die auf der jeweils einen Seite des genannten Umrisses auftreffen; und aus Zähleinrichtungen zum Zahlen der Anzahl der lichtemlfangenuen Einrichtungen, welche Licht von der gegenüberliegenden, zugeordneten Lichtübertra-ngseinrichtung empfangen, und ist erfindungsgemä.ß dadurch ge;ennzeichnet, daß diese Lichtübertragungseinrichtungen in einer bestimmten Anordnung verteilt sind, welche eine erste und zweite Reihe von Lichtübertragungseinrichtungen aufweist, wobei der Abstand zwischen den Zentren zweier aufeinanderfolgender Lichtübertragungseinrichtungen in jeder dieser Reihen einen bestimmten ähnlichen Wert hat und wobei die Reihen parallel zueinander angeordnet und so versetzt sind, daß das Zentrum einer jeden Lichtübertragungseinrichtung in einer der Reihen um einen bestimmten Abstand von einem Punkt in der Reihe ar geordnet ist, der dem Zentrum einer solchen Lichtübertragungseinrichtung in der anderen Reihe gegenüberliegt, wobei dieser bestimmte Abstand geringer ist als dieser bestimmte Wert; und daß diese lichtempfangenden Einrichtungen in einer solchen Anordnung angeordnet sind, welche der genannten vorbestimmten Anordnung entspricht.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen der Umrisse und zum Messen der Abmessungen von Gegenständen verwendet also eine Vielzahl von lichtübertragenden Einrichtungen zum Uebertragen einer Abbildung aus e einer gleichen Anzahl von Lichtstrahlen und verwendet außerdem eine gleiche Anzahl von lichtempfangenden Einrichtungen, von denen jede so angeordnet ist, daß sie das Licht von nur einer einzigen komplementären lichtübertragenden Einrichtung aufnimmt. Beim Hindurchführen des Gegenstandes durch die Lichtstrahlen verhindert dieser Gegenstand, daß die lichtempfangenden Einrichtungen Licht, welches auf aie ine Seitc des Umrisses dieses Gegenstandes auftrifft, aufnehmen. Zum Zählen der Anzahl von lichtempfangenden Einrichtungen, welche Licht von den korrespondierenden lichtübertragenden Einricltur.gen aufnehmen, sind Zählenrichtungen vorgesehen. sie lichtübertragenden und die lichtempfangenden Einrichtungen sind in einer Anordnung angeordnet, welche eine genauere Ortung der Umrisse zuläßt, wobei die Gefahr einer Streuungsüberlagerung zwischen den benachbarten lichtempfangenden Einrichtungen ausgeschaltet ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgenden detaillierten Ausführungsbeispiel, welches in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen erläutert ist; es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, welche schematisch eine Meßstation zum Messen der Durchmesser von 3alken, Stämmen oder dergleichen zeigt, welche durch diese Station hindurchbewegt werden; Fig. 2 eine Vorderansicht eines Abtastrahmens, der in Fig. 1 gezeig-uen Meßstation entlang des Schnittes II-II in Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Abtasteinrichtung, welche in die in Fig. 1 gezeigte Meßstation eingebaut ist, wobei gleichzeitig auch die elektrischen und optischen Preise dargestellt sind; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der gegenseitigen Positionen einiger der einander zugeordneten lichtübertragenden und lichtempfangenden Einrichtungen, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind; Fig. 5 eine schematische Vorderansicht, welche zeigt, wie die Lichtübertragunseinrichtungen gemäß Fig. 2 nacheinander aktiviert werden; Fig. 6 eine schematische Vorderansicht, welche eine Anordnung der Lichtübertragungseinrichtungen des in Fig. 2 dargestellten Abtastrahmens aufzeigt; und Fig. 7 eine schematische Vorderansicht, welche eine alternative Anordnung der lichtübertragenden sowie der lichtempfangenden Einrichtungen der Abtasteinrichtung nach der vorliegenden Erfindung aufzeigt.
  • In Fig. 1 wird ein Stamm 41, dessen Durchmesser gemessen werden soll, auf einer Förderkette oder dergleichen (nicht dargestellt) durch eine Meßstation 40 hindurchgeführt.
  • Dieser Stamm 41 wird in axialer Richtung mit Hilfe von stationär angeordneten Fuhrngseinrichtungen 42 und 43 geführt. Die Förderkette sowie die Führungseinrichtungen 42 und 43 können von jeder geeigneten konventionellen Art sein. Die Meßstation 40 enthält auf der einen Seite eine vertikale Abdeckung 44, welche eine Lichtabtastmatrix umschließt, die aus einer Vielzahl von lichtübertragenden Fasern 46, wie in Fig. 3 gezeigt, steht, wobei die Ausgangs enden dieser Faser in ein und derselben Ebene in einem vertikalen I.Ieß- oder Abtastrahmen 45 angeordnet sind. Aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung sind nur die 39 Ausgangsenden 1 bis 39 in der Zeichnung dargestellt (vgl. Fig. 6). Es ist jedoch selbstverständlich, daß eine Stammdurchmesser-Meßeinrichtung dieser Art einige hundert solcher Fasern enthalten sollte.
  • Jede Faser besteht aus einer Ader 1a (vgl. Fig. 2) aus Glas oder einem anderen transparenten Material mit einem relativ hohen Brechungsindex, der mit einem Überzug 1b mit niedrigem Brechungsindex umgeben ist. Die gegenseitigen Positionen der Ausgangsenden 1 bis 39 sind in den Fig. 2 und 6 dargestellt.
  • Die andere Seite der Meßstation 40 ist mit einer vertikalen Abdeckung 47 vcrsehen, welche eine Lichtaufnahmematrix, bestehend aus einer Vielzahl von lichtübertragenden Fasern 49, einschlio2t, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Die Eingangsenden 101 bis 139 ussr. . dieser Fasern sind in ein und derselben Ebene in einem vertikalen Meß- oder Abtastrahmen 48 angeordnet und dabei so verteilt, daß sie mit der Anordnung der Ausgangsenden í bis 39 der Fasern 46 identisch sind.
  • Fig. 2 zeigt eine Ansicht entlang des Schnittes II'-II' in Fig. 1 und auch eine Ansicht entlang des Schnittes II-II in Fig. 1. In ähnlicher Weise sind in Fig. 4 die Lichtstrahlwege zwischen den sechs obersten Ausgangsenden 1 bis 6 und den sechs obersten Eingangseenden 101 bis 106 der gießrahmen 45 bzw.
  • 48 dargestellt. Die übrige Ausrüstung der Meßstation 40, welche in weiterer Detaillierung in Fig. 3 dargestellt ist, ist in einer horizontalen, an den vertikalen Abdeckungen 44 und 47 befestigten Abdeckung 50 untergebracht.
  • Die Ausgangsenden 1 bis 39 sind, wie in Fig. 2 gezeigt, abwechselnd auf drei vertikale Reihen verteilt, wobei jede Reihe 13 Ausgangsenden enthielt. Die Ausgangsenden 1 bis 39 sind so angeordnet, daß sie in Aufeinanderfolge in der gleichen Reihenfolge wie die ihrer entsprechenden Bezugsnummern übertragen.
  • Die Reihen sind parallel angeordnet, in dieser parallelen Anordnung jedoch um einen Abstand d versetzt, welcher zweckmäßigerweise 1 mm gewählt vird. Dadurch wird der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausgangsenden in einer Reihe gleich 3d, d.h. gleich 3 mm. Dadurch ist der Abstand zwischen zwei Abtaststrahlen aus zwei nacheinander betätigten Ausgangsenden, z. B. den Ausgangsenden 5 und 6, gleich 1 r.m. In einer horizontalen Ansicht der Strahlenwege, vgl. Fig. 3, laufen alle Lichtstrahlen von den Ausgangsenden 1 bis 39, von denen nur 3 dargestellt sina, genau einer über dem anderen durch eine Fläche 51 zwischen den Rahmen 45 und 48 durch.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die sechs Zylinderlinsen 52 bis 57 jeweils vor einem einzelnen der in vertikalen Reihen in den Rahmen 45 und 48 angeordneten Faserenden vorgesehen.
  • Die Linsen 52 bis 57 wandeln das Licht in im wesentlichen parallele Lichtstrahlen um. Auf diese Weise können, wenn eine optische Isolierung zwischen den Lichtwegen vorgesehen ist, gerade Lichtwege erhalten werden, welche in ihrem Querschnitt rechtwinkelig mit einer Breite ungefähr gleich der Breite der Zylinderlinse und mit einer Höhe gleich dem effektiven Durch messer, d. h. 1 mm, der Lichtübertragungsfaser ausgebildet sind.
  • In Situationen, in denen die Empfindlichkeit der Vorrichtung nicht kritisch ist, können die Linsen 52 bis 57 jedoch auch weggelassen werden.
  • In Fig. 3 sind drei lichtaussendende Halbleiterdioden (LEDs) 58 bis 60 auf einer Kreisscheibe 61 befestigt, welche ihrerseits fest auf einer durch einem Motor 62 gedrehten Welle 63 angeordnet ist. Ebenfalls auf dieser Welle 63 angeordnet ist eine Tragvorrichtung 64, welche drei Fotozellen 65 bis 67 und drei LEDs 68 bis 70 tragt, wobei die letzteren so angeordnet s-n«, d? sie cie jeweils ihr gegenüberliegende Fotozelle 65 bis 67 betätigt. Jede Fotozelle 65 bis 67 gibt bei ihrer Betätigung einen elektrischen Impuls mit einer Dauer von 5 µs. Die Vielzahl der Fasern 46 arbeitet mit einer gleichen komplementären Vielzahl von Elenden zusammen, von denen drei Blenden 71 bis 73 in Fig. 3 dargestellt sind.
  • Diese Blenden sind so angeordnet, daß sie bei Station der Welle 63 nacheinander die Lichtwege zwischen dem einen komplementären LED der LEDs 68 bis 70 und seiner jeweils komplementären fotozelle der Foto zellen 65 bis 67 schließen und dann öffnen, so daß jedes LED 58 bis 60 nacheinander während 5 betätigt wird, um Licht in einer vorbestimmten Folge auf eines der komplementären Eingangsenden 1' bis 39' der Fasern 46 auszusenden.
  • Auf der Welle 63 ist ebenfalls eine Kreisscheibe 74 mit drei Fototransistoren 75 bis 77 befestigt. Die Fototransistoren 75 bis 77 sind jev:eils so angeordnet, daß sie bei Drehung der Welle 63 nacheinander durch das Licht aus dem jeweiligen komplementären der Ausgangsenden 101' bis 139' der Fasern 49 getroffen werden. Auf der Welle 63 ist auch noch eine Tragvorrichtung 78 mit drei Verstärkern 79 bis 81 befestigt, von denen jeder mit zwei Eingängen und einem Ausgang versehen ist.
  • Jeder dieser Verstärker 79 bis 81 ist dazu vorgesehen, ein verstärktes Ausgangssignal an seinem Ausgang zu erzcugen, v:enn einer seiner Eingänge ein Signal von dem jeweils korrespondierenden Fototransistor 75 bis 77 empfängt und wenn der andere Eingang gleichzeitig ein 5 ps-Signal von einer jeweils korrespondierenden Fotozelle 65 bis 67 erhält. Die an den Ausgängen der Verstärker 79 bis 81 auftretenden Ausgangssignale (Impulse) werLen zu einem in dem einen Ende der Welle 63 angeordneten LED 32 geleitet. Bei Eingang eines Impulses erzeugt dieses LED 82 einen Lichtimpuls, welcher durch die stationäre Fotozelle 83 angezeigt wird. Die Fotozelle 83 erzeugt jedesmal bei der Anzeige eines solchen Lichtimpulses einen entsprechenden Meßimpuls. Die Meßimpulse aus dieser Fotozelle 83 werden an eine Zähleinrichtung 84 geliefert, welche die Anzahl der während einer Undrehung der Welle 63 erhaltenen Meßimpulse zählt. Die Zähleinrichtung 84 zicht die Anzahl der gezählten Meßimpulse von der Gesamtzahl (39) der Fasern ab, so daß die Differenz die die des Sta2nes 41 angibt.
  • Außerdem ist eine Fotodiode 85 vorgesehen, welche jedesmal Licht auf eine Foto zelle 86 projiziert, wenn der Lichtweg zwischen diesen beiden Foto zellen durch eine in der ICreisscheibe 74 vorgesehene Öffnung 87 geöffnet wird. Jede Projektion eines Lichtstrahls auf die Fotozelle 86 erzeugt einen elektrischen Impuls, welcher an die Zähleinrichtung 84 weitergegeben wird, um diese wieder auf 0 zu stellen.
  • Die stationären Fasern 46, deren Ausgangsenden 1 bis 39 in den Fig. 2 und 6 dargestellt sind, sind mit ihren gegenüberliegenden Enden 1' bis 39' (von denen nur jeweils drei in der Fig. 3 dargestellt sind) an einer stationären Kreisscheibe 88 befestigt. Die ,.ingangsenden 101 bis 139 der stationären Fasern 49 sind in der vorstehend beschriebenen Weise im Rahmen 48 angeordnet. Sie gegenüberliegenden Enden 101' bis 139' (von denen nur jeweils drei in Fig. 3 gezeigt sind) sind auf einer stationären Kreisscheibe 89 befestigt.
  • Das Prinzip der Lichtabtastung wird aus den Fig. 3, 5 und 6 noch deutlicher erkennbar. Die Abdeckblenden 71 bis 73, die LEDs 58 bis 60 und die Faserenden 1' bis 3'-sind gegenseitig so angeordnet, daß nur eine der LEDs 58 bis 60 vor einem der Faserenden 1' bis 3' (vgl. Fig.5) liegt, wenn eine korrespondierende Abdeckblende der Abdeckblenden 7 bis 73 den Lichtweg zwischen einer korrespondierenden LED der LEDs 68 bis 70 und einer korrespondierenden Foto zelle der Foto zellen 65 bis 67 öffnet. Wenn beispielsweise die Abdeckblende 73 den Lichtweg zwischen der LED 70 und der Fotozelle 67 öffnet, wird nur die LED 60 der LEDs 53 bis 60 betätigt. In diesem Fall wird sich nur die LED 60 der LEDs 58 bis 60 vor dem ihr zugeordneten Faserende, d.h. dem Faserende 1 befinden. Dadurch empfängt dieses Faserende 1' Licht, welches durch die entsprechende Faser zum Faserende 1 (vgl. Fig.3) übertragen wird, wobei dieses wiederum einen Lichtstrahl durch die Meßstation 40 zu dem Faserende 101 überträgt, falls der Stamm 41 diesen Lichtstrahl nicht unterbricht. Das Licht wird dann vom Faserende 101.über die entsprechende Faser zu dem Faserende 101' geleitet. ter Fototransistor 77 ist so angeordnet, daß er sich in diesem Falle vor dem Faserende 101' befindet und cin elektrisches Signal an den Verstärker 81 abgibt. Gleichzeitig empfängt dieser Verstärker 81 ein 5 ps-Sigr.al von der Fotozelle 67, durch der Verstärker 81 veranlzßt wird, ein Ausgangssignal an die LED 82 zu bilden.
  • In der Zwischenzeit verdreht sich die Welle 63 um einen slinlcel (vgl. Fig.5), so daß sich nunmehr die LED 59 vor dem Faserende 2' befindet. Die Abdeckblende 72 ist dabei so angeordnet, daß sie nun den Lichtweg zwischen der LED 69 und der Fotozelle 66 öffnet und dadurch die LED 59 veranlaßt, Licht auf das Faserende 2' zu projizieren, so daß das Faserende 102' Licht zu dem Fototransistor 76 übertragen wird, wenn der Stamm 41 den Lichtstrahl nicht unterbricht, so daß die LED 82 einen weiteren Impuls erhält.
  • Weiteres Drehen der Welle 63 veranlaßt die LED 58, Licht auf das Faserende 3' zu senden. Anschließend wird die LED 60 Licht auf das Faserende 4', usw. senden.
  • Lie Faserenden 1 bis 9, vgl. Fig.6, sind im Rahmen 45 in jeweiliger Aufeinanderfolge vom oberen Ende zum unteren Ende des Rahmens 45 angeordnet. Alle Faserenden 11, 13, ... 39 mit ungerader Zahl sind in stetiger Aufeinanderfolge nach den Enden 1 bis 9 angeordnet. Alle Faserenden 10, 12, ... 38 mit einer geraden Zahl sind in stetiger Aufeinanderfolge vom unteren Ende zum oberen Ende des Rahmens 45 angeordnet.
  • Durch dies Anordnung der Faserenden 1 bis 39 gemäß Fig. 6 werden zunächst nur eine einzige, nach unten ortschreitende Abtastung ( von den Faserenden 1 bis 9) und dann zwei Abtastungen (von den F serenden 1D, 12, ... 38 bzw. 11, 13,...
  • 39) erzeugt, welche zei Abtastungen wechselseitig nach unten bzw. nach oben und aufeinander zu fortschreiten. Gemäß Fig. 6 unterbricht der Stamm 41 die nach oben fortschreitende Abtastung vom Faserende 28 und die nach unten fortschreitende Abtastung vom Faserende 29 ab. Damit unterbricht der Stamm 41 die Lichtwege von 12 Faserenden 28 bis 39, deren Anzahl durch die Zähleinrichtung 84 angezeigt wird. tie gegenseitigen Positionen der Faserenden 1 bis 39 sind so gewählt, daß für Stamm mit einer regelmäßigen Dimension die zwei sich gegenüberliegenden Abtastungen einen Umriß des Stammes im wesentlichen gleichzeitig erreichen. Lurch diese Verwendung von zwei sich gegenüberliegenden Abtastungen wird der Einfluß einer jeden vertikalen Bewiegung des Stammes 41 während seines Durchgangs durch die Meßstation 40 vermindert.
  • Gemäß einer anderen in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die LEDs 58 bis 60 und Fototransistoren 75 bis 77 durch eine zweite Matrix von LEDs und Fototransistoren zusammen mit Trigger-Schaltkreisen und Verstarkern analog zu den in Fig.3 gezeigten erg--nzt. Die Enden der Fasern 46 und 49 sind dann so zueinander angeordnet, daß zwei synchrone, aufeinander zu wandornde Abtastungen erzeugt werden. Auf diese Weise wird die Abtastrate verdoppelt.
  • Da jedoch die Ausbildung einer solchen Ausführungsform analog zu der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist, wird es als nicht mehr notwendig angesehen, diese in allen Einzelheiten zu beschreiben oder darzustellen.
  • Die in den Zeichnungen dargestellte Me3station 40 des Ausführungsbeispiels enthält nur zwei sich gegenüberliegende Meßrahmen 45 und 48. In den Fällen, in denen es erwünscht ist, die Umrisse eines Gegenstandes entlang verschiedenen Meßrichtungen zu bestimmen, ist die Meßstation mit verschiedenen Paaren von sich gegenüberliegenden Mc3rahmen ausgestattet, wobei diese Meßrahmenpaare untereinander einen gewissen Winkelabstand aufweisen.
  • Die notwendigen Schaltkreise zur Lieferung von Energie für die æ:tiven Komponenten des erläuterter Ausführungsbeispiels wurden in der Zeichnung aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung nicht vieiter dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Energielieferquelle induktiv ausgeführt werden kann, z.B. wie dies in der Fig.3 durch das Bezugszeichen 90 schematisch dargestellt ist.
  • Bei einer alternativen Ausbildung der Faserenden 1 bis 39 und 101 bis 139 sind sowohl die Faserenden 1 bis 39 als auch die Faserenden 101 bis 139 in einem gemeinsamen Meßrahmen 91, wie dies schematisch in Fig. 7 dargestellt ist, angeordnet.
  • Diese Alternative ist in den Fallen geeignet, in denen der bewegte Gegenstand eine ebene, lichtreflektierende Oberflache hat, deren Umrisse festgestellt werden sollen. Hier empfangen die Faserenden 101 bis 139 das Licht von den korrespondierenden lichtübertragenden Faserenden , cis 39 nur, wenn der Gegenstand die ausgesandten Lichtstrahlen reflektiert. Auf diese Weise gibt die Anzahl der lichtempfangendem Faserenden die Breite der ebenen Oberfläche des Gegenstandes an.
  • Obwohl die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zum Diesen der Breite oder Dicke eines Gegenstandes vorgesehen sind, ist es an sich selbstverständlich, daß die Erfindung auch zum Feststellen der Lage einer Ecke, von Umrissen, von auf Papier oder dgl. aufgezeichneten Informationen und Darstellungen oder zum Feststellen von unregelmäßigen Umrissen eines Gegenetandes verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Erfindung vorteilhaft verwendet werden, um den Grad von Krümmungen eines Gegenstandes festzustellen.
  • Es ist deshalb selbstverständlich, daß weitere Abwandlungen möglich sind, ohne vom Gehalt und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie sie in den anliegenden Ansprüchen definiert ist, abzuveichen.
  • Leerseite

Claims (7)

  1. Vorrichtung zw: Bestimmen des Umrisses und zum lIessen der Abmessungen eines Gegenstandes P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Vorrichtung zum Bestimmen des Umrisses und zum Messen der Abmessungen eines Gegenstandes, bestehen aus a) einer Meßstation, zu der der Gegenstand hin bzw. von der der dieser Gegenstand wegbewegt viird; b) einer Vielzahl von Lichtübertragungseinrichtungen in dieser Station zum Herstellen eines Abtastbildes einer gleichgrossen Vielzahl von Lichtstrahlen; c) einer gleichen Vielzahl von lichtempfangenden Einrichtungen in dieser Station, von denen jede so angeordnet ist, daß sie nacheinander das Licht von einer einzigen, ihr zugordneten Lichtübertragungseinrichtung empfangen kann; d) Vorrichtungen zum Hindurchführen des Gegenstandes durch den Lichtstrahlenkorridor in der Weise, daß die lichtempfangenden Einrichtungen durch diesen Gegenstand gehindert werden, Licht derjenigen Lichtstrahlen zu erhalten, die auf der jeweils einen Seite des genannten Umrisses auftreffen; und e) Zähleinricht-mgen zum Zahlen der Anzahl der lichtempfangenden Einrichtungen, welche Licht von der gegenüberliegenden, zugeordneten Lichtübertragungseinrichtung cmpfangen, dadurch gelrenrlzeichnet, de» diese tichtübertragungseinrichtungen (1 bis 39) in einem bestimmten Anordnungsschema verteilt sind, welches eine erste und zweite Reihe von Lichtübertragungseinrichtungen aufweist, wobei der Abstand zwischen der Zentren zweier aufeinanderfolgender Lichtübertragungseinrichtungen in jeder dieser Reihen einen bestimmten ähnlichen Wert (3d) hat und wobei die Reihen parallel zueinander angeordnet und so versetzt sind, daß das Zentrum einer jeden Lichtübertragungseinrichtung in einer der Reihen um einen bestimmten Abstand von einem Punkt in der Reihe angeordnet ist, der dem Zentren einer solchen Lichtübertragungseinrichtung in der anderen Reihe gegenüberliegt, wobei dieser bestimmte Abstand geringer ist als dieser bestimmte Wert, und daß diese lichtempfangenden Einrichtungen (101 bis 139) in einer solchen Anordnung vorgesehen sind, welche der genannten vorbestimmten Anordnung entspricht.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beweg- -liche Lichtquellen (58 bis 60) vorgesehen sind, um nacheinander eine bestimmte Anzahl dieser Lichtübertragungseinrichtungen (1 bis 39) in jeder Reihe so zu aktivieren, daß jede Reihe zwei Lichtabtastungen aussendet, die fortschreitend aufeinander zu wandern.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dgQ jede Reihe der Lichtübertragungseinrichtungen aus den Ausgangsenden (1 bis 39) einer bestimmten Anzahl von stationär angeordneten, lichtübertragenden optischen Fasern (46) besteht und jede Reihe der lichtempfangenden Einrichtungen aus den Eingangsenden (101 bis 139) einer entsprechenden Anzahl von zweiten stationär angeordneten, lichtübertr-genden optischen Fasern (49) besteht, wobei eine bewegliche Lichtquelle ()3 bis 60) für jede Reihe vorgesehen ist, um nacheinander Licht au die Eingangsenden (1' bis 39') der ersten Fasern zu projizieren, und wobei eine bewegliche, lichtempfindliche Einrichtung (75 bis 77) für jede Reihe vorgesehen ist, um nacheinander jedes Ausgangsende (101' bis 139') der zweiten Fasern zu sensibilisieren.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsenden der ersten Fasern (46) so angeordnet sind, daß sie nacheinander Licht von den genannten Lichtquellen (58 bis 60) erhalten, wobei eine bestimmte Anzahl von Ausgangs enden der ersten Fasern so in den Reihen angeordnet ist, daß jedes zweite Ausgangsende (9, 11, ... 39) dieser bestimmten Anzahl von Ausgangsenden dazu vorgesehen ist, eine erste, in einer ersten Richtung fortschreitende Lichtabtastung zu erzeugen, während die anderen Ausgangsenden (10,12, ... 38) der bestimmten Anzahl von Ausgangsenden in den Reihen so angeordnet sind, daß sie eine zweite, in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung fortschreitende Lichtabtastung erzeugen.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (v: bis 60) so angeordnet sind, da2 sie sich nacheinander hinter den Eingangsenden (1' bis 39') der ersten Fasern (46) in ihrer korrespondierenden Reihe bewegen, wobei die Lichtquellen dazu vorgesehen sind, d jedesmal,. wenn sie sich hinter irgendeinen der genannten Eingangsendem (1' bis 39') der ersten Fasern bewegen, w:Shrend eines vorbestimmten Zeitintervalls ein Licht ausgesandt wird, und daß jede lichtempfindliche Einrichtung (75 bis 77) so angeordnet ist, daß sie sich hinter den Ausgangsenden (101' cis 139') der zweiten Fasern (49) synchron zu der korrespondierenden Lichtquelle bewegt, wobei Einrichtungen (65 bis 67, 71 bis 73) vorgesehen sind, um jede lichtempfindliche Einrichtung gleichzeitig mit der Emission von Licht aus der korrespondieren Lichtquelle zu hemmen.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daX die lichtempfindlichen Einrichtungen (75 bis 77) einen elektrischen Impuls an die Zähleinrichtung (86) abgeben können, wenn die lichtempfindliche Einrichtung gleichzeitig gehemmt wird und Licht empfängt, wobei diese Zähleinrichtung dazu vorgesehen ist, die Anzahl der Impulse während eines Lichtübertragungs-Zyklus an alle ersten Fasern (46) zu zählen.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dazu die Lichtübertragungseinrichtungen (1 bis 39) in solcher Beziehung zu den lichtempfangenden Einrichtungen (101 bis 139) stehen, daß alle Lichtstra£ilen Im wesenlichen einer über dem anderen in einer bestimmten Ebene (51) zwischen den Lichtübertragungseinrichtungen und den licht empfangenden Einrichtungen verlaufen.
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