DE2810192A1 - Monitoring dimensions of girders leaving rolling mill - using laser beam scanning, and receiver for reflected beams - Google Patents
Monitoring dimensions of girders leaving rolling mill - using laser beam scanning, and receiver for reflected beamsInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Überwachung der Abmessungen eines Method of monitoring the dimensions of a
Gegenstandes Die Erfindung betrifft ein optisches Verfahren zur Überwachung der Abmessungen eines Gegenstandes, insbesondere der Flanschbreite von Walzprofilen am Auslauf eines Walzwerks. Subject matter The invention relates to an optical method for monitoring the dimensions of an object, in particular the flange width of rolled profiles at the outlet of a rolling mill.
Es gibt optische Verfahren, weche die Bestimmung der Abmessungen von Gegenständen, insbesondere der Querschnittsabmessungen von Profilen, durch die Messung von Abständen und allgemein von Winkeln, welche diesen Abständen zugeordnet sind, ermöglichen. Diese Verfahren beinhalten die Abtastung des Querschnitts durch ein Feld ausgesandter Strahlen mit Hilfe mindestens eines Deflektors, dem eine Dreh- bzw. Axialbewegung beaufschlagt wird.There are optical methods that determine the dimensions of Objects, in particular the cross-sectional dimensions of profiles, through the measurement of distances and, in general, of angles that are assigned to these distances, enable. These methods involve scanning the cross section through a Field of emitted rays with the help of at least one deflector, which has a rotary or axial movement is applied.
Seitens der Anmelderin wurde bereits beispielsweise ein Verfahren in Vorschlag gebracht, bei dem einem Profil eine Strahlung beaufschlagt und mit Hilfe eines Empfängers der vom Profil zurückgeworfene Teil der Strahlung: erfasst wird. Der Querschnitt wird mittels eines drehbaren Deflektors abgetastet und es wird das reflektierte Bündel im Beobachtungsfeld des Empfängers gehalten, indem die Achsrichtungen von Strahler und Empfänger synchronisiert werden.For example, a procedure has already been carried out by the applicant brought in proposal, in which a profile is applied and with radiation With the help of a receiver, the part of the radiation reflected by the profile: detected will. The cross section is scanned by means of a rotatable deflector and it the reflected beam is kept in the field of observation of the receiver by the axis directions of the emitter and receiver are synchronized.
Die mit diesem und ähnlichen Verfahren erzielten Resultate haben sich als sehr zufriedenstellend erwiesen, so dass hierbei nicht nur die Qualität des ìWalzerzeugnisses, sondern auch die Arbeitsqualität des Walzwerks kontrolliert werden konnten.The results obtained with this and similar processes have proven themselves proved to be very satisfactory, so that not only the quality of the ìRoll product, but also the quality of work of the rolling mill are checked could.
Aus wirtschaftlichen Erwägungen einerseits und Gründen der Wirksamkeit der Kontrolle andererseits wird jedoch eine immer höhere Geschwindigkeit und Genauigkeit dieser Messungen angestrebt. Nachdem die halzgeschçrindigkeiten stsldig zunehmen, erfordert die Kontrolle der Erzeugnisse im Produktionsfluss auch immer schnellere Messungen. Sollen darüberhinaus die Produkte abgelängt werden, so ist es zweckmässig, diese Messungen über die Länge der ErzeugnXsse hinweg sooft wie nur eben möglich zu wiederholen, damit die Übergangsstellen von einer richtigen zu einer nichttoleranzhaltigen Abmessung besser lokalisiert werden können.For economic considerations on the one hand and reasons of effectiveness the control, on the other hand, is increasing in speed and accuracy aimed at these measurements. As the halftone speeds increase steadily, The control of the products in the production flow also requires faster and faster control Measurements. If the products are also to be cut to length, it is advisable to these measurements over the length of the product as often as possible to repeat so that the transition points from a correct one to a non-tolerant one Dimension can be localized better.
Die vorliegende Erfindung betrifft eils Verfahren, nach dem sich die Geschwindigkeit und Genauigkeit vergleichbarer Messungen erhöhen lassen.The present invention relates to a method by which the Increase the speed and accuracy of comparable measurements.
Zur Vermeidung jeglicher Missverständnisse sei darauf hingewiesen, dass zur Abgrenzung einer Abmessung eine gewisse Anzahl von Punkten hinsichtlich der jeweiligen Dimension ausgewählt werden. Im allgemeinen handelt es sich um zwei Punkte an den Enden der betreffenden Abmessung. Zwei Punktreihen können jedoch ebenfalls eine Dimension abgrenzen, wobei die Projektion senkrecht zur Oberfläche, auf welcher der Gegenstand liegt, des Abstandes zwischen irgendeinem Punkt der ersten Reihe und irgendeinem Punkt der zweiten diese Abmessung darstellen kann. Dies ist beispielsweise der Fall bei der Flanschbreite eines Profils, WJ die beiden Punktreihen, welche die Abgrenzung der Dimension ermöglichen, einerseits aus den Punkten anl oberen Ende des Gurts und andererseits aus den Punkten auf dem Steg dieses Profils bestehen kennen.To avoid any misunderstandings, it should be noted that that to delimit a dimension a certain number of points with regard to the respective dimension to be selected. Generally acts they are two points at the ends of the dimension in question. Two rows of points however, can also delimit a dimension, the projection being perpendicular to the surface on which the object lies, the distance between any Point in the first row and any point in the second represent this dimension can. This is the case, for example, with the flange width of a profile, WJ die two rows of points, which allow the delimitation of the dimension, on the one hand from the points on the upper end of the belt and, on the other hand, from the points on the Know about this profile.
Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem einerseits eine Strahlung mittels eines beweglichen Deflektors auf den Gegenstand aufgebracht und der die zu bestimmenden Abmessungen enthaltende Teil des Umrisses des Gegenstandes abgetastet und andererseits das vom Gegenstand zurückgeworfene Bünde£ mittels eines zweiten, ebenfalls bewegiichen Deflektors in die Richtung auf mindestens einen Empfänger geleitet wird, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass den Deflektoren unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten beaufschlagt werden; dass die Lage der beiden Punkte in der Relation zu einer der zu messenden Dimensionen bestimmt wird, und dass die diesen Punkten relative Abmessung im Wege einer an sich bekannten Rechnung abgeleitet wird.The method according to the invention in which, on the one hand, radiation applied to the object by means of a movable deflector and the To be determined dimensions containing part of the outline of the object is scanned and on the other hand the fret thrown back from the object by means of a second, also movable deflector in the direction of at least one receiver is essentially characterized by the fact that the deflectors different rotational speeds are applied; that the location of the two Points in relation to one of the dimensions to be measured is determined, and that the dimensions relative to these points are based on a calculation known per se is derived.
Zweckmässigerweise erfolgt die Bestimmung der Positionen der Def lektoren zumindest in jedem Augenblick, da die von den genannten zwei Punkten zurückgeworfenen Strahlenbündel den bzw. die Empfänger sensibilisieren.The positions of the defectors are expediently determined at least at every moment, since those thrown back by the two points mentioned Sensitize the bundle of rays to the recipient (s).
Nach einer Abwandlung der Erfindung werden die vom Gegenstand zurückgeworfenen Bündel in Richtung auf zwei Empfänger gelenkt, von denen einer durch ein von einem der beiden eine zu. bestimmende Dimension abgrenzenden Punkte kommenden Bündel und der andere von dem vom zweiten Punkt zurückgeworfenen Bündel sensibilisiert werden.According to a modification of the invention, they are thrown back from the object Bundles directed towards two receivers, one of which by one of one of the two one too. determining dimension demarcating points coming bundle and the other will be sensitized by the bundle thrown back from the second point.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung liegen die Achsen des Strahlers und des Empfängers bzw. der Empfänger zweckmässigerweise in der gleichen Ebene. In solchen Fällen, wo die Abmessungen des Querschnitts eines Gegenstands bestimmt werden sollen, fällt die Ebene, in welcher sich die Achsen des Strahlers und des Empfängers bzw. der Empfänger befinden, mit der Ebene dieses Querschnitts zusammen.According to a second embodiment of the invention, the axes of the Emitter and the receiver or the receiver conveniently in the same Level. In such cases where the dimensions of the cross section of an object are to be determined, falls the plane in which the axes of the radiator are and the receiver or the receiver are located with the plane of this cross-section together.
Im Rahmen einer weiteren Abwandlung ist es zweckmässig, als Empfänger ein optisch-elektronisches Bauteil zu verwenden, dessen Sensibilisierung besonders hoch ist, damit das vom Gegenstand zurückgeworfene Bündel aufgefangen wird.As part of a further modification, it is useful as a recipient to use an optoelectronic component, which is particularly sensitive high to catch the bundle thrown back by the object.
Erfindungsgemäss kann dieser Empfänger ein einfaches optischelektronisches Bauteil sein wie beispielsweise ein Fotovervielfacher, eine Zener-Diode, eine Schottky-Sperrschicht-Fotodiode oder eine Silizium-Fotodlode.According to the invention, this receiver can be a simple optoelectronic Be a component such as a photomultiplier, a Zener diode, a Schottky barrier photodiode or a silicon photo diode.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, über Triangulierung die Winkelstellung des die Beweglichkeit der ausgesandten Strahlung bewirkenden Deflektors mit Hilfe eines aus einer Lichtquelle und einem Empfänger in Form einer Fotodiodenschaltung bestehenden Hilfssystems zu bestimmen.Another embodiment of the invention provides for triangulation the angular position of the effecting the mobility of the emitted radiation Deflector with the help of a light source and a receiver in the form of a To determine the photodiode circuit existing auxiliary system.
Erfindungsgemäss hat die dem Gegenstand, dessen Abmessung bestimmt werden soll, beaufschlagte Strahlung die Form eines gerichteten Bündels, beispielsweise eines Laserbündels, das vorzugsweise mittels einer Lochscheibe oder Blende in seinem Querschnitt begrenzt und auf den Gegenstand gerichtet wird.According to the invention, the has determined the dimensions of the object is to be acted upon radiation in the form of a directional beam, for example a laser beam, preferably by means of a perforated disc or Aperture is limited in its cross section and directed at the object.
Schliessiich ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung noch besonders zweckmässig, eine Mindestabtastzone zu bestimmen und einerseits die Abtastung auf die Grenzbereiche dieser Mindestzone sowie andererseits diese Mindestzone auf die Position des Gegenstandes einzupegeln.Finally, it is according to a further embodiment of the invention still particularly useful to determine a minimum scanning zone and on the one hand the Scanning on the border areas of this minimum zone and, on the other hand, this minimum zone to be leveled to the position of the object.
Die beiliegenden Zeichnungen, die lediglich als Beispiel anzusehen sind und keinerlei Einschränkung darstellen, sollen dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung dienen. Hierin beziehen sich Fig. 1 auf eine Vorrichtung mit einem Empfänger in Form einer Fotodiode, dessen optische Achse in der Ebene des Querschnitts des Gegenstandes liegt, dessen Abmessungen überwacht werden sollen, und Fig. 2 auf eine Vorrichtung mit einem Empfänger in Form von zwei Fotodioden, deren optische Achsen in der Ebene des Querschnitts des Gegenstandes liegt, dessen Abmessungen überwacht werden sollen.The accompanying drawings are to be regarded as examples only and are in no way intended to provide a better understanding of the serve the present invention. 1 relates to a device with a receiver in the form of a photodiode, the optical axis of which is in the plane the cross-section of the object, the dimensions of which are to be monitored, and FIG. 2 shows a device with a receiver in the form of two photodiodes, whose optical axes lie in the plane of the cross-section of the object whose Dimensions are to be monitored.
Gemäss Fig. 1 befindet sich das Profil (1), dessen Querschnitt und insbesondere Flanschbreite (2) bestimmt werden soll, auf einem Rollgang (5). Zum Zwecke dieser Bestimmung wird eine Messung der Abstände der Punkte (4) und (5) relativ zum Spiegel (10) durchgeführt, die zwischen den Projektionen dieser Abstände auf einer senkrecht zur Auflage verlaufenden Linie vorhandene Differenz errechnet und so die Flanschbreite (2) erhalten.According to Fig. 1 is the profile (1), its cross section and in particular flange width (2) is to be determined on a roller table (5). To the For the purpose of this determination, a measurement of the distances between points (4) and (5) will be relative to the mirror (10) carried out between the projections of these distances of a line perpendicular to the support is calculated and so get the flange width (2).
Erfindungsgemäss wird ein von der Vorrichtung (6) ausgestrahltes Laserbündel mittels eines Objektivs (7) auf eine Lochscheibe oder Blende (8) gegeben, die den Bündelquerschnitt deutlich eingrenzen soll, worauf mittels eines zweiten Objektivs (9) dieses Bündel auf den Querschnitt des Profils (1) gerichtet wird. Das Laserbündel erreicht zuerst einen drehbaren Spiegel (10), der um eine senkrecht zur Ebene der Figur verlaufende Achse dreht. Während der Drehung des Spiegels (10) tastet das von ihm reflektierte Laserbündel ein Winkelfeld (il) ab, in dem sich die Punkte (4) und (5), welche die Flanschbreite (2) eingrenzen, befinden. Der vom Querschnitt zurückgeworfene Teil des Bündels trifft auf einen zweiten Drehspiegel (12), der ebenfalls um eine senkrecht zur Ebene der Figur verlaufende Achse dreht. Von diesem Spiegel (12) aus geht das reflektierte Bündel in Richtung auf die Fotodiode (14), die es nach erfolgter Scharfeinstellung durch das Objektiv (1)) erreicht. Es sei darauf hingewiesen, dass die Achse des Strahlers (6) und die Achse des Empfängers (14) in der Ebene des Querschnitts des Profils (1) liegen. Ausserdem stehen die Drehachsen der Deflektoren (10) und (12) relativ zueinander fest.According to the invention, a laser beam emitted by the device (6) given by means of an objective (7) on a perforated disk or diaphragm (8), which the The cross-section of the bundle is intended to be clearly limited, followed by means of a second lens (9) this bundle is directed to the cross-section of the profile (1). The laser beam first reaches a rotatable mirror (10) which is rotated around a perpendicular to the plane of the Axis running through the figure rotates. While the mirror (10) is rotating, it will feel laser beam reflected from it an angular field (il) in which the points (4) and (5), which limit the flange width (2), are located. The one from the cross section thrown back part of the bundle hits a second rotating mirror (12), the also rotates about an axis perpendicular to the plane of the figure. Of this Mirror (12) from the reflected beam goes in the direction of the photodiode (14), which it reaches after focusing through the lens (1)). Be it noted that the axis of the radiator (6) and the axis of the receiver (14) lie in the plane of the cross section of the profile (1). In addition, the The axes of rotation of the deflectors (10) and (12) are fixed relative to one another.
Im Zuge einer Abtastung erreicht das Bündel zunächst den Punkt (4), sodann den Punkt (5) des Querschnitts, wobei die respektiven Positionen hintereinander vom Empfänger (14) angepeilt werden, so dass sich anschliessend die Flanschbreite (2) ableiten lässt.In the course of a scan, the bundle first reaches point (4), then point (5) of the cross-section, the respective positions one behind the other be targeted by the receiver (14) so that the flange width (2) can be derived.
Zur Bestimmung der Winkelstellung des Spiegels (9) gelangt ein aus einer Lichtquelle (16) und einem Empfänger in Form einer Fotodiodenschaltung bestehendes Hilfssystem zum Einsatz. Die von der Quelle (16) ausgesandte Strahlung wird vom Objektiv (18) auf den Empfänger (17) gebündelt, den sie nach dem Auftreffen auf den doppelseitigen Spiegel (10) erreicht. Durch Triangulierung lässt sich somit genauestens die flrinkelstellung des Spiegels (10) ermitteln.To determine the angular position of the mirror (9), a comes out a light source (16) and a receiver in the form of a photodiode circuit Auxiliary system used. The radiation emitted by the source (16) is from The lens (18) is focused on the receiver (17), which it after this Hit the double-sided mirror (10) reached. Lets through triangulation thus precisely determine the angular position of the mirror (10).
Die Bezugsziffern 1 bis 14 in Fig. 2 bezeichnen die gleichen Bauteile wie diese Bezugszeichen in Fig. 1. Fig. 2 enthält darüberhinaus noch die Bezugsziffer (15), die eine zweite Fotodiode bezeichnet.The reference numerals 1 to 14 in Fig. 2 denote the same components like these reference numbers in FIG. 1. FIG. 2 also contains the reference number (15), which denotes a second photodiode.
Im Zuge einer Abtastung erreicht das Bündel hintereinander die Punkte (4) und (5), deren Lagen vom Empfänger (14) für Punkt (4) und vom Empfänger (15) für Punkt (5) erfasst werden.In the course of a scan, the bundle reaches the points one after the other (4) and (5), their positions from the receiver (14) for point (4) and from the receiver (15) for point (5) are recorded.
Das Hilfssystem (16), (17) und (18) ist in Fig. 2 ebenfalls vorhanden und spielt hier die gleiche Rolle wie in Fig. 1, d.h. dient zur Erfassung der Winkelstellung des Spiegels (10).The auxiliary system (16), (17) and (18) is also present in FIG and plays the same role here as in Fig. 1, i.e. serves to detect the angular position of the mirror (10).
Das in Fig. 2 dargestellte System mit zwei Empfängern bietet gegenüber dem System mit nur einem Empfänger gemäss Fig. 1 gewisse Vorteile.The system shown in Fig. 2 with two receivers offers opposite the system with only one receiver according to FIG. 1 certain advantages.
Nachdem nämlich der Spiegel (12) langsamer dreht als der Spiegel (10), ergibt sich, dass zur Ermittlung der die Punkte (4) und (5) betreffenden Daten mehrere Abtastungen des Spiegels (10) während der langsamen Bewegung des Spiegels (12) von Position (4) in Position (5) bei Einsatz nur eines Empfängers unerlässlich sind.After the mirror (12) rotates slower than the mirror (10), it follows that, in order to determine the points (4) and (5), several data Scans of the mirror (10) during the slow movement of the mirror (12) from Position (4) in position (5) are essential when using only one receiver.
Bei Anordnung der beiden Empfänger (14) und (15) dagegen lassen sich die entsprechenden Informationen über die Position der Punkte (4) und (5) in nur einer Abtastung des Spiegels (10) ermitteln. Dieses Merkmal bietet also den Vorteil einer schnelleren Messung.When the two receivers (14) and (15) are arranged, however, the corresponding information on the position of points (4) and (5) in only determine a scan of the mirror (10). So this feature offers the advantage faster measurement.
Ausserdem besteht die Möglichkeit, dass sich das Profil während des unvermeidlichen Zeitabstandes zwischen der Abtastung von Punkt (4) und von Punkt (5) senkrecht verschiebt, was die Gefahr einer Veränderung der Messgenauigkeit mit sich bringen würde. Um dieses Risiko so klein wie nur eben mglich zu halten, besteht Veranlassung, den zeitlichen Abstand zwischen der Peilung der Punkte (4) und (5) möglichst klein zu halten: auch hier verstärkt sich das Interesse an einer solchen Erfassung im Zuge einer einzigen Abtastung, d.h. an einem System mit zwei Empfängern.There is also the possibility that the profile may change during the unavoidable time interval between the scanning of point (4) and point (5) Shifts vertically, which involves the risk of changing the measurement accuracy would bring itself. In order to keep this risk as small as possible, there is Cause the time interval between the bearing of points (4) and (5) to keep it as small as possible: here, too, the interest in one is growing Acquisition in the course of a single scan, i.e. on a system with two receivers.
Die Erfindung betrifft auch eine besonders vorteilhafte Variante, bei welcher die Strahler- und Empfängerelemente in einer besonderen Art und Weise relativ zueinander angeordnet sind.The invention also relates to a particularly advantageous variant, in which the emitter and receiver elements in a special way are arranged relative to each other.
Nach dieser Variante erfolgt während der Zeit, da der erste Deflektor einen der verschiedenen Teile der Kontur eines Gegenstandes abtastet, durch den anderen Deflektor eine vollständige Abtastung der Gesamtheit dieser verschiedenen Abschnitte der Objektumrisse, und werden die optischen Elemente relativ zueinander so angeordnet, dass die von einem der verschiedenen Abschnitte der Kontur des Gegenstandes zurückgeworfenen Bündel während der Abtastung dieses Teils des Umrisses weitgehend auf der gleichen Abszisse des linearen Empfängers bleiben.According to this variant takes place during the time since the first deflector scans one of the various parts of the contour of an object through which another deflector makes a complete scan of all of these different ones Sections of the object outlines, and are the optical elements relative to one another arranged so that that of one of the different sections of the contour of the object reflected bundle largely during the scanning of this part of the outline stay on the same abscissa of the linear receiver.
Nach einer ersten Ausgestaltung dieser Variante ist für den Fall der Bestimmung von Querschnittsabmessungen eines Gegenstandes vorgesehen, die Strahlung aus sendenden optischen Elemente in der Ebene des Querschnitts anzuordnen und empfängerseitig die Achse, um die herum die Abtastung vor sich geht, und die Richtungsachse des linearen Empfängers parallel zueinander und so vorzusehen, dass sie die Strahlerebene in zwei Punkten auf einer zur Ebene des Profilgurtes senkrechten Geraden schneiden.According to a first embodiment of this variant is for the case of Determination of cross-sectional dimensions of an object provided, the radiation to arrange from transmitting optical elements in the plane of the cross section and on the receiver side the axis around which the scan is taking place and the directional axis of the linear receivers parallel to each other and to be provided in such a way that they correspond to the radiator plane cut in two points on a straight line perpendicular to the plane of the profile flange.
Ein besonders zweckmässiges Merkmal besteht darin, dass die Gresse des Winkels zwischen der Strahlerebene und der von den Empfängerelementen gebildeten Ebene mit der Abtastachse sowie der Richtungsachse des linearen Empfängers 450 beträgt.A particularly useful feature is that the size the angle between the radiator plane and that formed by the receiver elements Plane with the scanning axis and the directional axis of the linear receiver 450 is.
Eine zweite Ausgestaltung dieser Variante beinhaltet die gleichzeitige Ausstrahlung von zwei Bündeln, deren Achsen zwischen sich einen bekannten Winkel bilden, und die Ausrichtung dieser beiden Bündel auf die für die zu bestimmenden Abmessungen infrage kommenden Punkte in der Weise, dass beim Auftreffen eines dieser beiden Bündel auf einen der beiden eine Dimension des Gegenstandes begrenzenden Punkte das zweite Bündel auf dem zweiten Punkt liegt.A second embodiment of this variant includes the simultaneous Radiation of two bundles with axes at a known angle between them form, and the alignment of these two bundles with those for which to be determined Dimensions of eligible points in such a way that when hitting one of these two bundles to one of the two delimiting a dimension of the object Points the second bundle lies on the second point.
Nach einer weiteren Ausgestaltung dieser Variante wird die Mindestabtastzone für jeden der verschiedenen Teile der Kontur des Gegenstandes, welche die die zu bestimmenden Abmessungen begrenzenden Punkte umfasst, bestimmt und einerseits die Abtastung auf die Grenzbereiche dieser Mindestzone und andererseits diese Mindestzone auf die Position des Gegenstandes einreguliert.According to a further embodiment of this variant, the minimum scanning zone for each of the different parts of the contour of the object which the the to includes defining dimensions limiting points, determined and on the one hand the Scanning of the border areas of this minimum zone and, on the other hand, this minimum zone adjusted to the position of the object.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung werden die Mindestabtastzonen so bestimmt, dass sie nebeneinander liegen.According to a further embodiment, the minimum scanning zones so determined that they are next to each other.
In solchen Fällen, wo das Objekt von seiner Normallage abweichende Stellungen einnehmen kann, erfolgt die Bestimmung der Lage des Gegenstandes durch Triangulierung unter Einsatz eines einen Empfänger und einen Deflektor umfassenden Hilfssystems.In cases where the object deviates from its normal position Can take positions, the position of the object is determined by Triangulation using one comprising a receiver and a deflector Auxiliary system.
Erfindungsgemäss handelt es sich bei dem Hilfsempfänger zweckmässigerweise um eine Fotodiodenschaltung, welche den Querschnitt des betreffenden Gegenstandes abbildet, wobei die Lage der Objektränder den Enddioden der belichteten Zone entspricht.According to the invention, the auxiliary recipient is expediently to a photodiode circuit, which the cross-section of the object in question images, whereby the position of the object edges corresponds to the end diodes of the exposed zone.
Die ausgesandte Strahlung hat zweckmässigerweise die Form gerichteter Bündel, beispielsweise von Laserbündeln, die vorzugsweise mit Hilfe einer Lochscheibe oder Blende querschnittsmässig begrenzt und mit Hilfe eines Objektivs auf den Gegenstand gelenkt werden, dessen Abmessungen bestimmt werden sollen.The emitted radiation expediently has the form of directed Bundles, for example from laser bundles, preferably with the help of a perforated disk or aperture limited in terms of cross-section and with the help of a lens on the object are steered, the dimensions of which are to be determined.
Die Ausrichtung des Bündels bzw. der Bündel auf den Gegenstand erfolgt über variable Entfernungen je nach Abstand zwischen den verschiedenen Teilen des Objektumrisses mit den die zu bestimmenden Abmessungen begrenzenden Punkten.The alignment of the bundle or bundles on the object takes place over variable distances depending on the distance between the different parts of the Object outline with the points delimiting the dimensions to be determined.
Die beiliegende Fig. 5 dient lediglich als Beispiel ohne jeden einschränkenden Charakter, um die Erfindung verständlich zu machen, und betrifft ein Profil, dessen Flanschbreite mittels eines Laserbündels gemessen werden soll.The enclosed FIG. 5 serves only as an example without being restrictive in any way Character to make the invention understandable and relates to a profile, its Flange width is to be measured by means of a laser beam.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, liegt das Profil (1), dessen Flanschbreite (2) gemessen werden soll, auf einer Unterlage (3). Die Flanschbreite (2) ist begrenzt durch einen Punkt (4) auf dem oberen Ende des Gurtes und durch einen Punkt (5) auf dem Steg des Profils (1). Kennt man auf einer Senkrechten zur Auflage ()) die Projektionen der Abstände der Punkte (4) und (5) relativ zu einem Bezugspunkt, so lässt sich die Flanschbreite (2) durch Abzug der Projektionen voneinander bestimmen.As can be seen from Fig. 5, the profile (1), the flange width (2) is to be measured on a base (3). The flange width (2) is limited through a point (4) on the upper end of the belt and through a point (5) the web of the profile (1). If you know the projections on a perpendicular to the support ()) the distances between points (4) and (5) relative to a reference point, then determine the flange width (2) by subtracting the projections from each other.
Vom Laserstrahler (6) aus wird ein Bündel auf ein Objektiv (7) gegeben, das dieses Bündel auf eine Lochscheibe oder Blende (8) richtet. Am Ausgang dieser Lochscheibe oder Blende wird das Bündel, dessen Querschnitt genau begrenzt ist, mittels eines Objektivs (9) auf den Punkt (4) gerichtet Das Auftreffen des Bündels auf diesen Punkt (4) wird durch einen Spiegel (10) sichergestellt, dessen Beweglichkeit dazu dazu dient, über das ausgesandte Strahlenbündel Ende des Flansches sowie einen den Punkt (5) einschliessenden Teil des Stegs abzutasten. Das vom Punkt (4) zurückgeworfene Bündel wird vom Spiegel (11) aufgefangen, der es auf die Fotodiodenschaltung (14-15) eines Empfängers (13) gibt, nachdem es ein Fokussierungsobjektiv (12) passiert hat.From the laser emitter (6) a bundle is placed on an objective (7), which directs this bundle onto a perforated disc or diaphragm (8). At the exit of this Perforated disk or diaphragm is the bundle, the cross-section of which is precisely defined, directed at point (4) by means of an objective (9) The impact of the bundle on this point (4) is ensured by a mirror (10), its mobility to serves over the emitted bundle of rays at the end of the flange and to scan a part of the web including point (5). That from the point (4) thrown back bundle is caught by the mirror (11), which directs it to the photodiode circuit (14-15) of a receiver (13) after it has passed a focusing lens (12) Has.
Während der Spiegel (10) das obere En.le des Gurts langsam abtastet, erfolgt durch den Spiegel (11) eine schnelle Abtastung der gleichen Zone und sind die- Emprängerelemente (11), (12), (15), (14-15) so angeordnet, dass die von diesem oberen Gurtende zurückgeworfenen Strahlenbündel weitgehend auf die gleiche Stelle (17) der Fotodiodenschaltung (14-15) fallen, so dass die Diode (17) stärker aufleuchtet als bei anderen Verfahren, da die Dioden (14-15) für gewöhnlich eine rechteckige Form aufweisen, deren gressere Seite senkrecht zur Achse (14-15) liegt.While the mirror (10) slowly scans the upper part of the belt, the mirror (11) quickly scans the same zone and are die-Emprängerelemente (11), (12), (15), (14-15) arranged so that the of this the upper end of the belt, the beam of rays thrown back largely to the same point (17) of the photodiode circuit (14-15) fall, so that the diode (17) lights up more intensely than with other methods, since the diodes (14-15) are usually rectangular Have a shape, the larger side of which is perpendicular to the axis (14-15).
Nach erfolgter Abtastung des oberen Gurtendes tastet das ausgesandte Strahlenbündel die den Punkt (5) einschliessende Zone des Stegs ab. In gleicher Weise wie für den Punkt (4) beschrieben fallen die von dem den Punkt (5) umfassenden Teil des Stegs zurückgeworfenen Bündel weitgehend auf die gleiche Stelle der Fotodiodenschaltung (14-15), so dass hier ein stärkeres Aufleuchten der Diode (16) bewirkt wird als bei anderen Verfahren.After the upper end of the belt has been scanned, the emitted scans The bundle of rays from the zone of the web enclosing the point (5). In the same As described for point (4), those that encompass point (5) fall Part of the web of the thrown back bundle largely to the same point of the photodiode circuit (14-15), so that the diode (16) lights up more strongly than in other procedures.
Sind die Positionen der Dioden (16) und (17) sowie der Spiegel (10) und (li) bekannt, so lässt sich im Wege der Triangulierung die Breite des Flansches (2) bestimmen.Are the positions of the diodes (16) and (17) and the mirror (10) and (li) are known, the width of the flange can be determined by triangulation (2) determine.
Ein linearer Empfänger im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Empfänger, dessen eine Abmessung, beispielsweise die Länge, gegenüber einer anderen, beispielsweise die Breite, gross ist.A linear receiver within the meaning of the present invention is a Receiver whose one dimension, for example the length, is compared to another, for example the width is large.
PATENTANSPRaCHE PATENT CLAIM
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