DE3034901A1

DE3034901A1 - Defect detector system automatic scanning beam positioner - has beam sensor next edge of moving web detecting laser beam position w.r.t. its scanning path

Info

Publication number: DE3034901A1
Application number: DE19803034901
Authority: DE
Inventors: Frank Arthur Norwalk Conn. Slaker
Original assignee: Intec Corp
Current assignee: Intec Corp
Priority date: 1979-09-17
Filing date: 1980-09-16
Publication date: 1981-04-30
Also published as: SE8006492L

Abstract

The positioner comprises a laser scanner, acting over a surface of a moving web for defects detection. The radiation, reflected from the web, is picked-up by a receiver. Next to an edge (21) of the web (20) is mounted a radiation sensor (40), detecting the position of the laser beam (12) relative to its scanning path over the web surface. A radiation deflector (16) adjusts the laser beam position in relation to the movement axis of the web. Between the sensor and the deflector is incorporated a drive (18), moving the deflector in response to the laser beam positioning on the web such that the laser beam is automatically held in alignment with the receiver (30) on its scanning path over the web surface. Pref. the radiation sensor is aligned on the receiver in orthogonal direction in relation to the laser beam scanning path. The sensor may comprise a linear photodiode.

Description

Automatische Taststrahlpositioniereinrichtung Automatic probe beam positioning device

Die Erfindung betrifft Laserstrahlinspektionssysteme zur Ermittlung von Defekten in einem bewegten, flächigen Material, Gewebe, Vlies oder dergl.; insbesondere betrifft die Erfindung Systeme dieser Art, welche der automatischen Positionierung der Taststrahlposition dienen, so daß jeweils die optimale geometrische Relation zwischen dem Taststrahl und dem Empfänger de s des Defektdetektorsystems erhaltenbleibt. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Taststrahlung im System optimal empfangen und verarbeitet wird.The invention relates to laser beam inspection systems for detection of defects in a moving, flat material, fabric, fleece or the like; in particular The invention relates to systems of this type which are used for automatic positioning serve the probe beam position, so that in each case the optimal geometric relation is maintained between the probe beam and the receiver of the defect detector system. This ensures that the tactile radiation is optimally received in the system and is processed.

Ein Beispiel eines solchen Systems ist in der US-PS 3 900 265 beschrieben sowie in der US-PA Serial Nr.061 451.An example of such a system is described in U.S. Patent 3,900,265 and in U.S. Patent Serial No. 061,451.

Bei den bekannten Systemen werden in dem zu untersuchenden Material auftretende Defekte dadurch erfaßt, daß man das Material wiederholt mit einem oder mehreren Taststrahlen in Form von Laserstrahlen, welche quer über das Material geführt werden, abtastet. Die Laserstrahlung wird vom Material reflektiert oder gestreut oder durch dieses hindurchgelassen, je nach den Charakteristika des Materials.In the known systems, in the material to be examined Occurring defects detected by repeating the material with an or several tactile beams in the form of laser beams going across the material being guided is scanned. The laser radiation is reflected by the material or scattered or transmitted through it, depending on the characteristics of the Materials.

Sie tritt dann vom Material in einen Empfänger ein, in dem sie gesammelt wird. Der Empfänger weist geeignete Detektoren auf, z.B. Photoelektronen-Vervielfacherröhren.It then enters a recipient from the material, in which it is collected will. The receiver has suitable detectors such as photoelectron multiplier tubes.

Zu jedem beliebigen Zeitpunkt während der Abtastung ändert sich das Detektorausgangssignal mit dem Reflexionsvermögen, der Durchlässigkeit oder dem Streuvermögen des jeweils beleuchteten Flecks des zu untersuchenden Materials, auf den der Laserstrahl fällt. Abweichungen des Signals von einem Normalcharakteristiksignal ohne Defekte zeigen an, daß an der beleuchteten Stelle ein Defekt existiert. Die Signale werden sodann in einer elektronischen Verarbeitungsschaltung verarbeitet. Diese identifiziert die Defekte in dem Material und stellt weitere Informationen in Bezug auf die Natur dieser Defekte zur Verfügung, und zwar insbesondere hinsichtlich der Position auf dem Material, der Größe, der Anzahl usw..This changes at any point during the scan Detector output with reflectivity, transmittance or the Scattering power of the respectively illuminated spot of the material to be examined that the laser beam falls. Deviations of the signal from a normal characteristic signal without defects indicate that there is a defect in the illuminated area. the Signals are then processed in an electronic processing circuit. This identifies the defects in the material and provides further information with respect to the nature of these defects available, in particular with regard to the position on the material, the size, the number, etc.

Das Lasertastinspektionssystem kann entweder in der Durchlaßbetriebsweise oder in der Reflexionsbetriebsweise arbeiten. Die gewählte Betriebsweise hängt ab von den Charakteristika des zu untersuchenden Materials und von dem Typ des zu erfassenden Defekts. Bei der Durchlaßbetriebsweise wird der Empfänger unterhalb des Materials angeordnet und fängt die Laserstrahlung auf, welche durch das Material hindurchfällt. In der Reflexionsbetriebsweise wird der Empfänger oberhalb des Materials angeordnet, d.h. auf der gleichen Seite des auffallenden Laserstrahls. Er empfängt nun die Laserstrahlung, welche von der Oberfläche des Materials reflektiert wird. In beiden Betriebsweisen erfordert das Inspektionssystem eine genaue räumliche Relation zwischen den von der Tasteinrichtung ausgesendeten Taststrahlen und der Eingangsblende des Empfangsgeräts, so daß der Empfänger stets die vom zu untersuchenden flächigen Material durchgelassene oder reflektierte Strahlung auffängt. Je breiter das flächige Material ist, umso größer ist auch der trennende Abstand zwischen dem Tastgerät und dem flächigen Material. Dies hat seinen Grund darin, daß die Oberfläche des flächigen Materials bequem vom Taststrahl erreichbar sein muß. Aus dem genannten Grund kann der trennende Abstand äußerst groß sein. In vielen Fällen ist die räumliche Relation zwischen der Tasteinrichtung und dem Empfänger eine axiale Fluchtung, wobei der Taststrahl direkt die Blende des Empfängers abtastet. Diese Betriebsweise eignet sich sowohl für die Durchlaßbetriebsweise wie auch für die Spiegelreflexionsbetriebsweise. In ausgewählten, speziellen Fällen kann eine Blende mit einer Schlitzöffnung über der Eingangspupille angeordnet sein, so daß die Blende die Pupillenöffnung verengt. In solchen Fällen wird ein richtiges Betriebsverhalten nur dann erzielt, wenn der Taststrahl direkt in den Schlitz der Blende fällt. Ein solches Erfordernis führt zu äußerst hohen Anforderungen, welche an das mechanische Halterungssystem sowohl der Tasteinrichtung als auch des Empfängers gestellt werden müssen, so daß stets eine Fluchtung gewährleistet ist. Hierdurch wird auch die Ausrichtstabilität des Laserstrahls und der zugeordneten Optik beeinflußt. Es soll z.B. angenommen werden, daß die Schlitzweite der Blende etwa 0,3 cm beträgt und daß der trennende Abstand des Empfängers zum Tastgerät etwa 3 m beträgt. Daher führt eine Winkelverschiebung des Tastgeräts um nur 1 mrad schon zu einer Verschiebung des Taststrahls (des Beleuchtungsflecks desselben) um 3 mm, und auch wenn der Strahl ursprünglich direkt auf die Schlitzöffnung der Blende gerichtet war, so liegt der Beleuchtungsfleck nun doch vollständig außerhalb des Beobachtungsfeldes des Empfängers. Eine Beeinträchtigung des Betriebsverhaltens tritt jedoch schon bei viel geringeren Winkelverschiebungen ein, da sodann nicht mehr der gesamte Strahl durch die Blendenöffnung fällt.The laser probe inspection system can either be in the pass-through mode or operate in the reflection mode. The selected operating mode depends on the characteristics of the material to be examined and on the type of that to be detected Defect. In the pass-through mode, the receiver is below the material arranged and catches the laser radiation which falls through the material. In the reflection mode, the receiver is placed above the material, i.e. on the same side of the incident laser beam. He now receives the laser radiation, which is reflected from the surface of the material. In both modes of operation the inspection system requires an exact spatial relationship between the from the scanning device emitted scanning beams and the entrance panel of the receiving device, so that the receiver always receives the area to be examined Material absorbs transmitted or reflected radiation. The wider the flat Material, the greater the separating distance between the sensing device and the flat material. The reason for this is that the surface of the flat material must be easily accessible from the probe beam. From the said Because of this, the separating distance can be extremely large. In many cases it is spatial Relation between the sensing device and the receiver an axial alignment, wherein the probe beam scans the aperture of the receiver directly. This mode of operation is suitable for both the transmission mode and the mirror reflection mode. In selected, special cases, a panel with a slotted opening can be used the entrance pupil so that the diaphragm narrows the pupil opening. In such cases, correct operating behavior is only achieved if the The probe beam falls directly into the slit of the diaphragm. Such a requirement leads to extremely high demands on the mechanical mounting system both the sensing device as well as the receiver must be provided so that always alignment is guaranteed. This also improves the alignment stability of the Affects the laser beam and the associated optics. It should be assumed, for example, that the slot width of the diaphragm is about 0.3 cm and that the separating distance of the receiver to the key device is approx. 3 m. Hence, an angular shift results of the probe device by only 1 mrad leads to a shift of the probe beam (the illumination spot same) by 3 mm, and even if the beam originally hit the slit opening directly the diaphragm was directed, the illumination spot is now completely outside the field of observation of the receiver. An impairment of the operating behavior however, occurs at much lower levels Angular displacements on, since then the entire beam no longer falls through the aperture.

Ferner sind Konfigurationen bekannt, bei denen der Taststrahl nahezu unter einem Tangentialwinkel auf das zu inspizierende Produkt fällt, falls z.B. das Produkt über eine Trommel oder Rolle geführt oder gewickelt wird und auf dieser inspiziert wird. Eine solche Winkelanordnung ist insbesondere empfindlich auf die Laserstrahlausrichtung.Furthermore, configurations are known in which the probe beam is almost falls at a tangential angle on the product to be inspected, if e.g. the product is guided or wound over a drum or roller and on this is inspected. Such an angular arrangement is particularly sensitive to the Laser beam alignment.

Schon Variationen in der Dicke des Produktes beeinflussen dabei die Winkelrelationen.Even variations in the thickness of the product influence this Angular relations.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Defekt-Inspektionssystem mit einem Tastlaserstrahl zu schaffen, welches für eine automatische Positionierung des Taststrahls in Bezug auf die Eingangspupille des Empfängers sorgt und stets eine optimale räumliche Relation aufrechterhält.It is therefore the object of the present invention to provide a new defect inspection system to create with a tactile laser beam, which for an automatic positioning of the probe beam in relation to the entrance pupil of the receiver and always maintains an optimal spatial relationship.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Defekt-Inspektionssystem mit Lasertaststrahl zu schaffen, welches stets eine optimale räumliche Relation zwischen dem Taststrahl und dem Empfänger aufrechterhält und welches für eine automatische Kompensation von Schwingungserscheinungen sowie Langzeitdrifterscheinungen sorgt.It is also an object of the invention to provide a new and improved defect inspection system to create with a laser scanning beam, which always has an optimal spatial relationship between the probe beam and the receiver is maintained and which for an automatic Compensation of vibration phenomena as well as long-term drift phenomena ensures.

Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, ein neues und verbessertes Lasertast-Inspektionssystem zu schaffen, welches für eine automatische Einstellung sorgt, ohne daß eine physische Einstellung der mechanischen Tragkonstruktion des Systems erforderlich ist. Ferner soll auch keine manuelle oder periodische Nachstellung verschiedener Optiken des Systems erforderlich sein.It is also an object of the invention to provide a new and improved laser probe inspection system to create, which ensures an automatic setting without a physical one Adjustment of the mechanical support structure of the system is required. Further should also no manual or periodic readjustment of different optics of the System may be required.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine automatische Taststrahlpositioniereinrichtung für ein Laserstrahl- Defekterfassungseinrichtung gelöst, bei der ein Strahlungssensor in Nachbarschaft zur Kante des bewegten, zu untersuchenden Materials, welches durch den Laserstrahl abgetastet wird, angeordnet ist. Dieser Sensor dient zur Erfassung der Position des Laserstrahls in Bezug auf den Abtastpfad über das Material. Es sind Strahlablenkeinrichtungen vorgesehen, welche der Einstellung der Position des Laserstrahls in der Achse der Bewegung des flächigen Materials dienen und auf das Ausgangssignal des Strahlungssensors ansprechen. Daher wird die Ablenkeinrichtung entsprechend der Position des Laserstrahls auf dem zu untersuchenden Material bewegt, und zwar dergestalt, daß der Pfad des Laserstrahls über das flächige Material automatisch in Fluchtung mit dem Empfänger bleibt.According to the invention, this object is achieved by an automatic probe beam positioning device for a laser beam Defect detection device solved in the a radiation sensor in the vicinity of the edge of the moving object to be examined Material, which is scanned by the laser beam, is arranged. This The sensor is used to detect the position of the laser beam in relation to the scanning path about the material. There are beam deflection devices provided, which the setting the position of the laser beam in the axis of movement of the sheet material serve and respond to the output signal of the radiation sensor. Hence the Deflection device according to the position of the laser beam on the subject to be examined Moves material, in such a way that the path of the laser beam over the flat Material automatically remains in alignment with the recipient.

Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, daß selbst bei einem großen Abstand zwischen Abtasteinrichtung und Empfänger von bis zu 3 m oder darüberhinaus der Halterungsaufbau nicht mechanisch geändert werden muß, um eine fehlerhafte Fluchtung zu justieren und um Langzeitdrifterscheinungen zu korrigieren.The present invention offers the advantage that even in one large distance between scanner and receiver of up to 3 m or more the mounting structure need not be mechanically altered to avoid misalignment to adjust and to correct long-term drift phenomena.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen automatischen Taststrahlpositioniereinrichtung für ein Laserstrahl-Defektinspektionssystem; Fig. 2 eine graphische Darstellung der Uberführungsfunktion, aufgetragen gegen eine Positionierachse, und zwar für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung; und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Ablenkeinrichtung zur Nachstellung oder Nachführung des Laserstrahls, wobei diese Einrichtung vor der Tasteinrichtung angeordnet ist.In the following the invention is explained in more detail with reference to drawings; 1 shows a schematic representation of an embodiment of the invention automatic probe beam positioning device for a laser beam defect inspection system; Fig. 2 is a graph of the transfer function plotted against a Positioning axis, specifically for one embodiment of the device according to the invention; and FIG. 3 shows a schematic representation of a modified embodiment of FIG Deflection device for readjusting or tracking the laser beam, these Device is arranged in front of the sensing device.

Im folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genommen, welche eine Abtasteinrichtung 10 zeigt. Ein Laserstrahl 12 tritt aus der Abtasteinrichtung 10 aus und wird durch einen Spiegel 14 umgelenkt und gelangt sodann zu einem weiteren Umlenkspiegel 16. Der erste Spiegel 14 ist stationär angeordnet, während der zweite Umlenkspiegel 16 hin- und herdrehbar angeordnet ist, und zwar mit Hilfe einer Spiegelantriebseinrichtung 18. Die Abtasteinrichtung 10 kann ein herkömmliches Polygon mit einer Vielzahl von verspiegelten Facettenflächen sein, wie in Fig. 2 gezeigt. Gemäß Fig. 2 sind zwölf Facetten vorgesehen. Es muß jedoch betont werden, daß die Abtasteinrichtung 10 eine beliebige Einrichtung sein kann, welche dazu geeignet ist, den Laserstrahl 12 über die Oberfläche des zu untersuchenden Materials 20 zu führen. Es kommen z.B. oszillierende Spiegel, rotierende Spiegel, Trommeln mit einer Vielzahl von Spiegelflächen oder andere geeignete Ablenkvorrichtungen in Frage.Reference is now made to Fig. 1, which shows a scanning device 10 shows. A laser beam 12 emerges from the scanning device 10 and is through deflects a mirror 14 and then arrives at a further deflection mirror 16. The first mirror 14 is arranged in a stationary manner, while the second deflecting mirror 16 is arranged to be rotatable back and forth, with the aid of a mirror drive device 18. The scanner 10 can be a conventional polygon having a variety of be mirrored facet surfaces, as shown in FIG. According to Fig. 2, there are twelve Facets provided. It must be emphasized, however, that the scanner 10 is a can be any device which is suitable for the laser beam 12 over to guide the surface of the material 20 to be examined. There are e.g. oscillating ones Mirrors, rotating mirrors, drums with a variety of mirror surfaces or other suitable deflection devices are possible.

Die Ablenkeinrichtung 10 führt den Laserstrahl 12 wiederholt über das flächige Material, Gewebe oder Vlies 20, welches untersucht werden soll und kontinuierlich in Richtung des Pfeils 26, d.h. in Maschinenrichtung oder in Richtung der Achse der Materialbewegung, bewegt wird. Gemäß Fig. 1 beschreibt der Beleuchtungsfleck 22 des Lasers eine Linie 24 quer über das Material 20 zwischen der linken Kante 21 und der rechten Kante 23. Eine Abtastung in orthogonaler Richtung wird automatisch erzielt durch Bewegung des flächigen Materials 20 in Maschinenrichtung gemäß Pfeil 26. Daher führt der Laserstrahl 12 eine Abtastung vom Rastertyp durch. Das durch das Gewebe 20 oder durch ein Vlies oder ein durchscheinendes oder durchsichtiges anderes Material fallende Licht, insbesondere Laserlicht, gelangt zu einem Empfänger 30, bei dem es gesammelt wird und in einer nicht dargestellten Weise erfaßt wird.The deflection device 10 transfers the laser beam 12 repeatedly the flat material, fabric or fleece 20 which is to be examined and continuously in the direction of arrow 26, i.e. in the machine direction or in the direction the axis of material movement. According to Fig. 1 describes the illumination spot 22 of the laser draws a line 24 across the material 20 between the left edge 21 and the right edge 23. A scan in the orthogonal direction becomes automatic achieved by moving the sheet material 20 in the machine direction as indicated by the arrow 26. Therefore, the laser beam 12 performs a raster type scan. That through the fabric 20 or by a fleece or a translucent or transparent Light falling from other material, in particular laser light, reaches a receiver 30, in which it is collected and detected in a manner not shown.

Man erhält dabei ein Signal, welches einer elektronischen Verarbeitungsschaltung (nicht gezeigt) zugeführt wird.A signal is obtained, which is an electronic one Processing circuit (not shown) is supplied.

Diese Schaltung dient der Bestimmung der Natur, des Ausmaßes und der Position des Defekts im untersuchten Material. Der Empfänger 30 ist typischerweise unter einer Haube 32 eingeschlossen, welche eine offene Eingangsblende 34 aufweist, durch die das vom Material kommende Laserstrahllicht einfällt. Der Empfänger kann eine Ausbildung haben, welche in dem oben erwähnten Patent beschrieben ist und eine Reihe von optischen Elementen zur Abbildung der Laserstrahlung vom Material auf einen herkömmlichen Detektor aufweist. Ferner kann die Empfangseinrichtung auch in Form eines die Strahlung leitenden Stabes vorgesehen sein, der ebenfalls in der obigen Anmeldung erwähnt ist. Unabhängig von der Art des Empfängers, ist es lediglich erforderlich, die Tasteinrichtung und den Empfänger derart in Fluchtung zu bringen, daß die Abtastlinie 24, welche durch den Beleuchtungsfleck 22 beschrieben wird, stets räumlich dem Empfangsorgan zugeordnet ist, so daß das austretende Licht stets vom Empfänger gesammelt wird.This circuit is used to determine the nature, the extent and the Position of the defect in the examined material. Receiver 30 is typical enclosed under a hood 32 which has an open entrance panel 34, through which the laser beam light coming from the material is incident. The recipient can have a design which is described in the above-mentioned patent and a Series of optical elements for imaging the laser radiation from the material comprises a conventional detector. Furthermore, the receiving device can also be provided in the form of a radiation-conducting rod, which is also in the above application is mentioned. Regardless of the type of recipient, it is purely necessary to align the sensing device and the receiver in such a way that that the scan line 24, which is described by the illumination spot 22, is always spatially assigned to the receiving organ, so that the emerging light is always is collected by the recipient.

Wie bereits erwähnt, kann die Eingangsblende 34 des Empfängers 30 in Form einer Sehfeldblende vorgesehen sein, die einen Schlitz aufweist. Die Abtastlinie muß daher über diesen Schlitz der Sehfeldblende geführt werden und mit ihm in Fluchtung stehen, damit das System richtig funktioniert.As already mentioned, the input panel 34 of the receiver 30 be provided in the form of a field stop which has a slot. The scan line must therefore be guided over this slot of the field diaphragm and in alignment with it stand so that the system works properly.

Eine geringe Verschiebung des Laserstrahls könnte in diesem Falle die Abtastlinie 24 vollständig außerhalb des Sehfeldes des Empfängers bringen.A slight shift of the laser beam could in this case bring the scan line 24 completely outside the field of view of the receiver.

Es wird daher dafür gesorgt, daß stets eine automatische Fluchtung zwischen dem Laserstrahl und der Empfängerblende 34 vorliegt, so daß der Laserstrahl stets auf diese Blende gerichtet ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Laserstrahlung stets vom Empfänger empfangen wird. Dies erfordert aber, daß der Empfänger mit einem Strahlungssensor ausgerüstet ist, dessen Position die Taststrahlposition auf der Oberfläche des Materials 20 definiert,und daß die Tasteinrichtung mit einer Strahlablenkeinrichtung ausgerüstes ist, welche dazu befähigt ist, den Strahl entlang der Achse des bewegten Materials, d.h. in Maschinenrichtung, abzulenken. Das vom Strahlungssensor erzeugte Signal kann entweder ein der Strahlposition (Plusbereich bis Minusbereich) proportionales Signal sein oder ein digitales Signal, wie es bei Zweipunktservoregelungen auftritt.It is therefore ensured that there is always an automatic alignment is present between the laser beam and the receiver aperture 34, so that the laser beam is always directed at this aperture. This ensures that the laser radiation is always received by the recipient. But this requires that the recipient with a Radiation sensor is equipped, the position of which is the probe beam position on the surface of the material 20 defined, and that the sensing device with a Beam deflector is equipped, which is capable of moving the beam along the axis of the material being moved, i.e. in the machine direction. That from The signal generated by the radiation sensor can either be one of the beam position (plus area to minus range) be a proportional signal or a digital signal, as in Two-point servo controls occurs.

Gemäß Fig. 1 ist ein Sensor 40 orthogonal in Bezug auf die Abtastlinie 34 angeordnet, und zwar außerhalb der linken Kante 21 des Materials 20, welches vom Laserstrahl 12 abgetastet wird. Eine Form des Sensors, welche für diesen Zweck in Frage kommt, ist eine Silicium-Photodiode mit einem linearen, diffundierten Übergang. Diese hat eine Übertragungsfunktion gemäß Fig. 2. Wie dort gezeigt, wird ein positives Signal an einer Seite des Detektors erzeugt, während ein negatives Signal auf der anderen Seite erzeugt wird, während die Mittelposition den Nullpunkt darstellt, so daß kein Signal erzeugt wird. Die Länge des Sensors 40 kann typischerweise 2,5 bis 5 cm betragen, und der Sensor ist am oder im Empfänger angeordnet, wie in Fig.1 gezeigt.Referring to Figure 1, a sensor 40 is orthogonal with respect to the scan line 34 arranged, outside the left edge 21 of the material 20, which is scanned by the laser beam 12. Some form of sensor which is used for this purpose one option is a silicon photodiode with a linear, diffused junction. This has a transfer function according to FIG. 2. As shown there, it becomes a positive one Signal generated on one side of the detector while a negative signal is generated on the is generated on the other side while the center position represents the zero point, so that no signal is generated. The length of the sensor 40 can typically be 2.5 to 5 cm, and the sensor is arranged on or in the receiver, as in Fig.1 shown.

Das Ausgangssignal des Sensors 40 gelangt zu einer Steuerelektronik 41, welche ein Positionseinstellpotentiometer 42 umfaßt. Dieses ist befähigt zur Verschiebung des Nullpunktes nach rechts oder links relativ zur Sensorüberführungsfunktion. Dies entspricht der Hin- und Herbewegung in Längsrichtung in Bezug auf die Maschinenrichtung. Daher kann der Beleuchtungsfleck 22 optimal entlang der Achse der Bewegung des Gewebes oder flächigen Materials oder der Maschinenrichtung 26 positioniert werden.The output signal of the sensor 40 reaches an electronic control unit 41 which includes a position adjustment potentiometer 42. This is capable of Shifting the zero point to the right or left relative to the sensor transfer function. This corresponds to the reciprocating movement in the longitudinal direction with respect to the machine direction. Therefore, the spot of illumination 22 can be optimally positioned along the axis of movement of the tissue or sheet material or machine direction 26.

Nachdem das Signal, welches die Taststrahlposition anzeigt, erzeugt wurde, wird es mit dem Strahlablenkorgan gekoppelt, welches dabei die Strahlposition in dem durch den Sensor 40 definierten Nullpunkt hält. Eine der möglichen Ablenkmethoden ist in Fig. 1 dargestellt. Dabei werden Signale gebildet, welche der Maschinenposition proportional sind. Sie werden in der Steuerelektronik 41 gebildet und gelangen zur Antriebseinrichtung 18 für das Ablenkorgan. Diese Antriebseinrichtung 18 ist mit dem schwenkbaren Spiegel 14 verbunden. Die Ablenkantriebseinrichtung 18 kann ein Gleichstrom-Getriebemotor sein oder ein Drehmomentmotor mit begrenztem Drehwinkel, z.B. ein Galvanometer. Das Signal der Steuerelektronik 41, welches der Position des Strahls in Maschinenrichtung entspricht, und zwar gemäß der Erfassung des Strahls durch den Sensor 40, gelangt zum Ablenkantrieb 18, welcher den Spiegel 16 in die Nullposition dreht. Das Steuersystem entspricht einem Servosystem vom Typ O (Regler) mit einer Überführungsfunktion, welche eine zweckentsprechende Verstärkung auSweist,und mit Kompensation, welche den Fehler vernachlässigbar hält, und mit einer Dämpfungscharakteris 'tik zur Erzielung einer dynamischen Bandbreite von nominell 20 Hz. Daher kann das System in seinem Betriebsverhalten bestimmte Schwingungseinflüsse auf die Ausrichtung aufnehmen sowie auch eine Langzeitdrift.After the signal that indicates the probe beam position is generated it is coupled with the beam deflector, which one holds the beam position in the zero point defined by the sensor 40. One of the possible deflection methods is shown in FIG. Signals are generated which are proportional to the machine position. You will be in control electronics 41 formed and arrive at the drive device 18 for the deflecting member. This drive device 18 is connected to the pivotable mirror 14. The deflection drive device 18 can be a DC geared motor or a limited torque motor Angle of rotation, e.g. a galvanometer. The signal from the control electronics 41, which the Corresponds to the position of the beam in the machine direction, according to the detection of the beam through the sensor 40, reaches the deflection drive 18, which the mirror 16 rotates to the zero position. The control system corresponds to a servo system from Type O (regulator) with a transfer function that provides an appropriate gain shows, and with compensation, which keeps the error negligible, and with a damping characteristic to achieve a dynamic bandwidth of nominal 20 Hz. The system can therefore have certain vibration influences in its operating behavior on alignment as well as long-term drift.

Die Spiegel 14 und 16 wurden in Fig. 1 in einer Position dargestellt, in der sie lediglich in dem optischen Pfad des Systems liegen. Sie können jedoch auch innerhalb der Tasteinrichtung vorgesehen sein oder in Form einer am Tastsystem befestigten Einrichtung vorgesehen sein, so daß die bereits in Betrieb befindlichen Tasteinrichtungen nicht modifiziert werden müssen.The mirrors 14 and 16 have been shown in Fig. 1 in a position in which they only lie in the optical path of the system. However, you can can also be provided within the probe device or in the form of a probe system fixed device may be provided so that the already in operation Sensing devices do not have to be modified.

Fig. 1 zeigt eine Servoablenkeinrichtung, welche bei der Erfindung verwendet werden kann. Dabei wird die Strahlposition eingestellt,sowie der Strahl aus der Tasteinrichtung austritt. Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform.Fig. 1 shows a servo deflector which in the invention can be used. The beam position is set as well as the beam from the tactile device exit. Fig. 3 shows a further embodiment.

Dabei wird der Laserstrahl abgelenkt,bevor er die Tasteinrichtung erreicht. Wie man aus Fig. 3 erkennt, erzeugt ein Laser 44 einen Laserstrahl 46, welcher zu einer optischen Bank 48 gelangt. Diese erfüllt die Funktion der Fokussierung des Laserstrahls 46. Die optische Bank 48 kann eine fokussierende Strahlexpansionseinrichtung aufweisen, welche eine planar-konkave, negative Linse 50 und eine doppelkonvexe Linse 52 umfaßt. Das negative Linsenelement 50 ist derart einstellbar, daß eine Steuerung der Beleuchtungsfleckgröße möglich ist. Die Linse 52 kann auf einer oszillierenden Halterung befestigt sein, und zwar zur Ausführung einer Schwingbewegung durch die Ablenkantriebseinrichtung 18, welche das Positionssignal der Steuerelektronik 41 gemäß Fig. 1 empfängt. Bei Neigung der Linse 52 wird die Strahlposition auf der Facette einer drehbaren, verspiegelten Facettentrommel 56 verändert, so daß somit die Richtung des Taststrahls in Maschinenrichtung gesteuert wird, und zwar ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1.The laser beam is deflected before it hits the sensing device achieved. As can be seen from Fig. 3, a laser 44 generates a laser beam 46, which arrives at an optical bench 48. This fulfills the function of focusing of the laser beam 46. The optical bench 48 may be a focusing beam expander have, which have a planar-concave negative lens 50 and a double convex Lens 52 includes. The negative lens element 50 is adjustable so that a Control of the illumination spot size is possible. The lens 52 can be on an oscillating basis Be attached bracket, namely to perform a swing motion through the Deflection drive device 18, which the position signal of the control electronics 41 according to FIG. 1 receives. When the lens 52 is tilted, the beam position is on the Facet of a rotatable, mirrored facet drum 56 changed so that thus the direction of the probe beam in the machine direction is controlled, similarly as in the embodiment according to FIG. 1.

Man erkennt, daß ein ähnliches Ergebnis erhalten werden kann, wenn man einen verschwenkbaren Spiegel verwendet, welcher den Ausgangsstrahl der optischen Bank 48 ablenkt und auf die Tasteinrichtung richtet.It will be seen that a similar result can be obtained if one uses a swiveling mirror, which the output beam of the optical Bank 48 deflects and aims at the tactile device.

Durch die automatische Strahltasteinrichtung des Inspektionssystems wird eine kontinuierliche, manuelle Justierung sowie eine Fluchtungsjustierung zwischen den weit entfernten Tasteinrichtungen und dem Empfänger überflüssig gemacht. Erfindungsgemäß wird der Taststrahl bzw. die von ihm beschriebene Tastlinie automatisch in Fluchtung zum Empfänger gebracht, so daß die Lichtspur auf dem abzutastenden Material stets voll auf den Empfänger fällt. Diese Anordnung ist einfach und kann mit geringfügigen Modifizierungen bei bereits vorhandenen Anlagen eingesetzt werden und natürlich auch bei neuen Anlagen verwendet werden. Das System hat ein ausreichend elastisches Betriebsverhalten, so daß es Schwingungseinflüsse sowie Langzeitdrifterscheinungen, welche diesen Systemen inhärent sind, aufnehmen kann. Darüberhinaus wird den Exaktheitsanforderungen der Sehfeldblenden Rechnung getragen, soweit diese Exaktheitsanforderungen angesichts der Besonderheiten der jeweiligen Anwendungen zur Prüfung spezifischer Arten von Materialien mit dem erfindungsgemäßen Inspektionsverfahren auftreten.By the automatic beam scanning device of the inspection system a continuous, manual adjustment as well as an alignment adjustment between made the remote sensing devices and the receiver superfluous. According to the invention the touch beam or the touch line it describes is automatically aligned brought to the receiver, so that the light trail on the material to be scanned is always falls fully on the receiver. This arrangement is simple and can be done with minor Modifications can be used in existing systems and can of course also be used in new systems. The system has a sufficient elastic operating behavior, so that there are vibration influences and long-term drift phenomena, which are inherent in these systems. In addition, the accuracy requirements the field diaphragms are taken into account, as far as these accuracy requirements are given the specifics of each application to test specific types of Materials occur with the inspection method according to the invention.

Claims

Claims 1. Automatic scanning beam positioning device for a defect detection system with a laser probe that sends a laser beam over the surface of a moving, flat material, fabric or fleece, which is to be examined, leads, and with a receiver for collecting and recording which emerges from the material when the material is scanned with the laser beam Radiation, g e -k e n n z e i c h n e t by a radiation sensor (40) next to an edge (21) of the moving sheet material (20), which is caused by the laser beam is scanned, the sensor (40) relative to the position of the laser beam (12) detected to its tactile path over the sheet material; and by a beam deflector (16,52) to adjust the position of the laser beam in relation to the axis of movement the moving, flat material; and a drive device (18) which between the radiation sensor (40) and the deflection device (16,52) are switched on and the deflection device (16,52) according to the positioning of the laser beam the sheet material moved in such a way that the laser beam on its scanning path automatically held in alignment with the receiver (30) via the flat material will.

2. Probe beam positioning device according to claim 1, characterized in that that the radiation sensor (40) on the receiver (30) in the orthogonal direction in relation is aligned with the scanning path of the laser beam over the flat material (20).

3. Automatic scanning beam positioning device according to one of the claims 1 or 2, characterized in that the radiation sensor (40) is a linear photodiode includes.

4. Automatic scanning beam positioning device according to one of the claims 1 or 2, characterized in that the beam deflection device (16) is a movable one Includes mirror on which the laser beam (12) of the laser (10) falls and which the Directs the laser beam (12) onto the moving, flat material (20).

5. Automatic scanning beam positioning device according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the beam deflection device (52) is a movable, optical element, which the laser beam (12) on the sensing device (56) directs.

6. Automatic scanning beam positioning device according to one of the claims 2 to 5, characterized in that the radiation sensor (40) has a linear transmission characteristic and that the radiation sensor 40 is coupled to a control device (41) which is used to set the zero point on the linear transfer characteristic serves.

7. Laser probe defect inspection system with an automatic probe beam positioning device, in which the scanning laser beam, which passes over the surface of a moving, flat material is automatically aligned with an entrance panel (34) of a receiver (30) is held, g e k e n n -z e i c h n e t by a Laser beam (12); a sensing device (10,56) for repeated scanning of the to examining, moving, flat material (20) in the transverse direction of the same; one Receiving device (30) with an input panel (34), which in relation to the moving, flat material (20) is arranged that the due to the scanning of the moving, flat material (20) with the laser beam (12) radiation emanating from the moving, flat material (20) is received; a Radiation sensor (40) on the entrance panel (34) of the receiver (30) next to the edge (21) of the moving, flat material (20) for the purpose of detecting the position of the laser beam in relation to the axis of movement of the moving, flat material (20); an optical deflection device (16, 52) for the laser beam (12) for adjustment the position of the laser beam (12) in relation to the axis of movement of the moved, sheet material (20); and means (41) for coupling the output of the Sensor (40) with the optical deflection device (16, 52) in the sense of a change the position of the laser beam, responsive to the sensor to ensure a automatic alignment between the laser beam and the entrance panel of the receiver.