DE3434332A1

DE3434332A1 - Vorrichtung zum erfassen der faerbung von sich bewegenden, flachgeformten koerpern

Info

Publication number: DE3434332A1
Application number: DE19843434332
Authority: DE
Inventors: Gianni Bologna Mantovani; Daniele Pasqui; Luciano Vignola Salda
Original assignee: MS Sistemi Automatici SRL
Current assignee: MS Sistemi Automatici SRL
Priority date: 1983-09-21
Filing date: 1984-09-19
Publication date: 1985-03-28
Also published as: US4624571A; ES8600538A1; IT8312625A0; ES536032A0; IT1172646B; IT8312625A1

Description

Vorrichtung zum Erfassen der Färbung von sich bewegenden, flachgeformten Körpern

Kurze Beschreibung der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zum Nachweisen oder Erfassen der Färbung von sich bewegenden flachgestalteten Körpern geeignet ist, selbst wenn die Färbung eine zusammengesetzte Formation hat, wobei mit der Vorrichtung elektrische Signale verarbeitet werden können, die sich im Falle einer beliebigen Veränderung zwischen der erfaßten Färbung und der Idealfärbung, welche die erfaßten Körper haben sollten, verändern. Bei einer möglichen industriellen Anwendung könnte die vorliegende Vorrichtung benutzt werden, um einen Strom oder Fluß von Keramikplatten in eine Vielzahl von Strömen zu unterteilen, die sich in der Qualität der Färbung der Fliesen unterscheiden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich durch ihren einfacheren Aufbau und größere Abhängigkeit von allen bekannten Vorrichtungen der-'selben Funktion.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Diese und andere Merkmale der Vorrichtung und die damit zusammenhängenden Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung, die in der einzigen Zeichnung dargestellt ist, in welcher ein Blockdiagram der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Man sieht, daß nach der Zeichnung die Fliese oder Platte M , die abgetastet werden soll, horizontal von einem Förderer T auf einem geradlinigen Laufweg überführt wird, so daß die Oberfläche der abzutastenden Platte nach oben gerichtet und dann ganz unbehindert ist, während eine oder

mehrere feste Lichtquellen A die Platte beleuchten. Die Bewegung der Platte wird von einer Codiereinrichtung E erfaßt, welche elektrische Impulse ausgibt, deren Folge proportional der Vorlaufgeschwindigkeit der Platte ist und auch proportional der Erfassung- bzw. Nachweiskraft der Vorrichtung (siehe unten) ist. Ein fester Sensor S ermittelt die Vorderseite und die Rückseite der Platte M. Neben der Platte und in einer Ebene zu dieser in einem geeigneten Abstand von ihr befindet sich ein stationärer, flach ausgestalteter Körper 1 mit einer zuvor eingerichteten Farbe, z.B. weiß, der von denselben Lichtquellen A, welche die Platte beleuchten, beleuchtet wird. Der Körper 1 tritt in das Gesichtsfeld der Vorrichtung gemäß der Erfindung ein und wird konstant erfaßt zusammen mit dem Teil der Platte, der nachfolgend von der Vorrichtung abgetastet wird. Die Funktion des Körpers 1 wird in der folgenden Beschreibung weiter dieskutiert.

Die Vorrichtung der Erfindung weist eine Linse 2 geeigneter Charakteristiken auf, die über der abzutastenden Anordnung M-I angeordnet und geeignet derart ausgestaltet ist, daß sie das Bild der Anordnung auf eine solche Größe verkleinert, daß ihre Erfassung oder ihr Nachweis durch eine Reihe von fotoelektrischen Sensoren ermöglicht wird, die unten beschrieben werden. Lichtstromabwärts von der Linse 2, die von einer geeigneten stationären, geschlossenen Stützeinrichtung (nicht gezeigt) getragen ist, ist ein Lichtfilter 3 vorgesehen, welches das Lichtspektrum der optischen Information ausgleichen soll, die von der Linse ausgegeben wird, und zwar entsprechend der kolorimetrischen Antwort des menschlichen Auges. Das Lichtspektrum des Lichtes vom Filter 3 wird gestreut oder ausgebreitet oder durch bekannte Separatoreinrichtungen 4 in drei primäre Farben entsprechend der trichromatischen Theorie gebrochen, nämlich rot, grün und blau. Die Separatoreinheit 4 wird beispielsweise durch Filter und dichroitische oder semitransparente bzw. halbdurchlässige Spiegel oder durch ein sogenanntes chromatisches Prisma gebildet. Die Licht-

informationen, welche den drei Primärfarben entsprechen, die von der Einheit 4 ausgegeben sind, erreichen entsprechende Reihen fotoelektrischer Sensoren 5-5'-5", die vorzugsweise durch sogenannte Solarzellen gebildet werden, geeignete Größe haben und in geeigneter Anzahl hintereinander angeordnet sind. Da die Verkleinerungskraft der optischen Anordnung, die in der Vorrichtung benutzt wird, etwa 1:10 ist und da man annehmen kann, daß die maximale Breite der abzutastenden Platten bis auf etwa 400 mm geht, wird jede Reihe von fotoelektrischen Sensoren durch sechzehn Solarzellen gebildet, die jede die Kontur eines Quadrates mit 2,5 mm auf jeder Seite hat. Neben jeder Reihe 5-5'-5" ist in geeignetem Abstand und in Flucht zu dieser mindestens eine weitere Solarzelle 105-105'-105" vorgesehen, die auf die Lichtinformation anspricht, die ebenso in Primärfarbe entsprechend dem stationären Körper 1 umgewandelt wird. Durch diese Anordnung ist der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht, denn sie vermeidet, daß irgendeine zu sehr ins Einzelne gehende oder unnütze Information entsprechend der Farbe der zu prüfenden Platten eingeführt wird.

Die unteren elektrischen Niveaus, die von den verschiedenen Sensoren emittiert werden, welche die fotoelektrischen Reihen bilden, werden durch entsprechende Verstärkereinrichtungen 6-106, β'-ΙΟβ¹, 6"-106" verarbeitet. Die Ausgänge der Reihen von Verstärker 6—6'— 6" werden mit den Eingängen von multiplexer Einheiten 7-7'-7" verbunden, welche Zeitgebersignale aufnehmen mit derselben Folge wie die Signale, die von der Codiereinrichtung E ausgegeben werden, und zwar von einem Mikroprozessor 8, der unten erörtert wird und mit dem die in der Beschreibungseinleitung erwähnten Vorrichtungen E und S betrieblich verbunden sind. Die Ausgänge aus den Einheiten 7-7'-7" werden auf eine der entsprechenden Vergleichs- oder Komparatoreinrichtungen 9-9'-9" geführt, deren zweite Eingänge mit entsprechenden Verstärkern 106-106'-106" verbunden sind. Die Lichtinformation, welche Plattenteilen entspricht, die etwa 2,5 cm breit sind, und die in drei primäre Farben wie oben

erwähnt gebrochen ist, wird deshalb zyklisch mit der Lichtinformation verglichen, die auch in drei primäre Farben gebrochen wird, aber dem stationären Körper 1 entspricht. Das Signal von den Vergleichseinrichtungen 9-9'-9" ist das Ergebnis der Teilung der Eingangssignale, wobei der Dividend das Signal aus den Verstärkereinrichtungen 106-106'-106" und der Divisor das Signal von den Multiplexer-Einrichtungen 7-7'-7" ist und das Ausgangssignal aus jedem der Reihenverstärker 6-6'-6" darstellt. Man versteht jetzt, daß dann, wenn die oben erwähnten elektronischen Bestandteile einem thermischen Abtrieb, einer Meßabweichung bzw. eines Wärmeabdrifts unterworfen wären oder wenn die Lichtintensität der Beleuchtungsquellen A Veränderungen unterworfen wären, das Licht von der Vergleichseinrichtung 9-9'— 9" durch diese Variablen nicht beeinträchtigt würde.

Die von den Komparatoren oder Vergleichseinrichtungen ausgegebenen Signale werden durch Blocks lO-lO'-lO" in Digitalsignale umgewandelt und zu dem Mikroprozessor 8 geführt, ^w° sie verarbeitet und mit elektrischen Signalen vergli-

chen werden, welche den Idealfarben ■ der verschiedenen erfaßten Bereiche einer Kachel entsprechen, wobei die Signale zuvor durch einen Programmiereingang 11 in die Einheit 8 eingeführt sind. Als Funktion der von dem Mikroprozessor 8 erfaßten Farbdifferenzen sendet letzterer auf einem oder mehreren Pfaden 12 Signale aus, die benutzt werden können, um wahlweise die Betätigung von Servosteuerungen zu veranlassen, die in der Lage sind, den Fluß der erfaßten Fliesen M in eine Mehrzahl von Flüsse aufzuteilen, die sich in der Qualität der Farbe der Fliesen unterscheiden. Die Programminformation kann mittels irgend eines geeigneten herkömmlichen Systems in den Mikroprozessor eingeführt werden. Einrichtungen, die dem Fachmann leicht verständlich sind, können beispielsweise vorgesehen sein, um es zu ermöglichen, die Programmierinformation, die zu Beginn jedes Betriebszyklus in den Mikroprozessor eingeführt werden soll, durch Betätigung eines geeigneten Schalters und dadurch zu ermöglichen, daß eine Fliese "erster Wahl" un-

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1 ter der Linse 2 hindurchläuft, um die von den A/D-Wandlern (analog /digital) 10-10'-1O" abgegebene Information zu speichern.

5 Die verschiedenen Bestandteile der Vorrichtung können in herkömmlicher Weise angeordnet werden, beispielsweise entsprechend der Technik, wie sie bei Fernsehkameras verwendet wird.

Claims

Patentansprüche

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Vorrichtung zum Erfassen der Färbung eines sich bewegenden Gegenstandes, selbst bei zusammengesetzter Formation der Färbung, wie z.B. von Keramikplatten oder anderem Material, zum Vergleichen der ermittelten Information mit einer codierten Information, welche der idealen Färbung entspricht, welche das abzutastende Objekt haben sollte, und deshalb mit der Eigenschaft, unterschiedliche Signale zu verarbeiten, und zwar je nach

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den nachgewiesenen Unterschieden, wobei diese Signale beispielsweise dazu benutzt werden können, die Aufteilung des Flusses von Fliesen in unterschiedliche Flüsse als Funktion der Qualität der Plattenfarbe zu veranlassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung folgende Bestandteile aufweist:

- eine Linse (2), die in geeigneter Weise zu dem abzutastenden Objekt hin ausgerichtet ist, welches richtig von einer Lichtquelle (A) beleuchtet und in die Nähe dieser Linse überführt ist;

- ein Lichtfilter (3), das lichtabstromseitig der Linse angeordnet ist, um entsprechend der kolorimetrischen Antwort des menschlichen Auges das nachgewiesene bzw. ermittelte Lichtspektrum auszugleichen;

- eine Separatoreinheit (4) mit einer Gruppe von Filtern und dichroitischen oder halbdurchlässigen Spiegeln oder einem chromatischen Prisma oder irgendeiner anderen geeigneten Einrichtung, um die von dem vorhergehenden Filter ausgegebene Lichtinformation in Primärfarben auszubreiten, beispielsweise in drei Farben, die nach der trichromatischen Theorie als Primärfarben angenommen werden, nämlich rot, grün und blau;

- einen stationären, flachgeformten Bezugskörper (1) einer vorgerichteten Farbe - beispielsweise weiß -, der neben dem abzutastenden Gegenstand, in gleicher Ebene zu diesem und in geeignetem Abstand von diesem, angeordnet ist, so daß er im Gesichtsfeld der Linse ist, wobei der Körper von denselben Lichtquellen (A) beleuchtet ist, welche die Kachelteile, die ermittelt werden sollen, beleuchten;

- drei Reihen von fotoelektrischen Sensoren (5-5'-5"), deren jeder von der aus der Separatoreinheit (4) aus-

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gegebenen monochromatischen Lichtinformation erreicht wird, wobei jede Reihe vorzugsweise aus einer geeigneten Anzahl von sogenannten Solarzellen besteht, die Seite an Seite und zur Bildung eines geradlinigen Aufbaues ausgerichtet sind, mindestens einer entsprechenden weiteren Solarzelle (105-105'-105"), die von der monochromatischen Lichtinformation erreicht ist, welche den weißen Bezugskörper (1) betrifft, der in einem geeigneten Abstand von der Anordnung und für jede Anordnung vorgesehen ist;

- Einrichtungen (6-106, 6'-106^l _f 6"-106") für die Verstärkung der niedrigen elektrischen Niveaus von den fotoelektrischen Sensoren, um sie geeignet zu gestalten, daß sie von der nachfolgenden Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden können;

- Einrichtungen (9-9'-9" und 7-7'-7") für den Vergleich der elektrischen Signale von den fotoelektrischen Sensoren, die auf die Lichtinformation von dem abzu-

tastenden Gegenstand ansprechen, mit dem elektrischen Signal von dem Sensor,.der durch die Lichtinformation vom Bezugskörper (1) erreicht wird, wobei die Anordnung so gewählt ist, daß das elektrische Ausgangssignal aus der Vergleichseinrichtung nur bei tatsächlicher Änderung der Farbe des abzutastenden Objektes variieren bzw. sich ändern kann und nicht infolge thermischen Weglaufens elektronischer Bestandteile der Leseeinheit oder Änderungen im Beleuchtungsniveau des Gegenstandes;

- Einrichtungen (10-10'-10") zum Umwandeln des analogen Ausgangssignals aus der Vergleichereinrichtung in ein entsprechendes Digitalsignal;

- einen Mikroprozessor (8), in welchem die Information gespeichert und codiert ist, welche die Färbung betrifft, die der abzutastende Gegenstand haben sollte

und die mit der verarbeiteten Information aus den Wandlern verglichen wird, wobei die Anordnung derart ist, daß je nach den nachgewiesenen Differenzen der Mikroprozessor unterschiedliche elektrische Signale aussendet, die dazu benutzt werden können, die Teilung des Flusses der gerade abgetasteten Gegenstände als Funktion der Qualität ihrer Färbung zu steuern;

- Einrichtungen (S) für den· Nachweis des Anfangs und Endes jedes abzutastenden Gegenstandes und Einrichtungen (E) für den Nachweis der Vorwärtsgeschwindigkeit des Gegenstandes und die elektrische Signale mit einer Folge in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit aussenden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Signale von den Einrichtungen den Mikroprozessor (8) erreichen werden, um ihn zyklisch zu aktivieren und den Vergleich der codierten Information mit der laufend den Mikroprozessor durch die Wandler erreichenden Information zu synchronisieren.
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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (2-3-4) mit einem Verhältnis von etwa 10:1 arbeitet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen, welche jede Reihe von fotoelektrischen Sensoren (5-5'-5") darstellen, einen quadratischen Umriß von 2,5 mm auf jeder Seite haben, sechzehn an der Zahl sind und Seite an Seite in einer gradlinigen Anordnung angeordnet sind, wobei mindestens eine Solarzelle (105-105'-105") mit denselben oben erwähnten Maßen in einem geeigneten Abstand von der Anordnung und richtig zu dieser ausgerichtet vorgesehen ist, um die Lichtinformation von dem Bezugskörper (1) zu erfassen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die codierte Information entsprechend der Idealfär-

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bung des gerade abgetasteten Gegenstandes zu Beginn jedes Betriebszyklus in den Mikroprozessor (8) eingeführt werden kann, wobei einer der abzutastenden Körper eine Färbung hat, die als Idealfärbung angesehen wird, und unter der Linse (2) hindurchlaufen gelassen wird, und daß die Information von den Wandlern dO-lO'-lO") zur Bildung des Betriebsprogramms des Mikroprozessors (8) gespeichert ist.