DE3701775C2 - Dickenmonitor - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
einen Dickenmonitor gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Vergangenheit wurden Röntgenstrahl-Dickenmonitore
zur Messung der Dicke einer Plattierschicht, wie zum Bei
spiel einer Goldplattierschicht auf Bauteilen, verwendet.
Die US-PS 39 84 679 offenbart einen solchen Dickenmonitor.
Die allgemeine Verfahrensweise, die bei solchen Röntgen
strahl-Dickenmonitoren zur Verwendung kommt, besteht darin,
ein Röntgenstrahlbündel kleinen Durchmessers auf
die zu messende Plattierschicht zu richten. Das auftref
fende Röntgenstrahlbündel ruft eine Röntgenfluoreszenz
emission hervor, die dann detektiert wird. Die Intensität
dieser sekundären Röntgenstrahlemission oder Röntgenstrahl
fluoreszenzstrahlung variiert in Abhängigkeit von der Dicke der
Plattierschicht.
Bei Beschreitung dieses Wegs zur Messung der Dicke der
Plattierschicht eines sich bewegenden Anschlußstreifens,
der aus einer Anordnung voneinander beabstandeter An
schlüsse gebildet ist, entstehen zwei wesentliche Probleme.
Das erste Problem besteht darin, daß die einzelnen Anschlüs
se durch einen freien Raum voneinander getrennt sind. Selbst
verständlich erzeugt dieser freie Raum keine
Röntgenfluoreszenzstrahlen, die für die Plattierschicht charakteri
stisch sind, und der Zählwert der Röntgenfluoreszenzstrah
len, die während eines Meßintervalls detektiert werden,
wird somit um das Verhältnis zwischen der Breite der
Anschlüsse und der Breite des zwischen den Anschlüssen vor
handenen freien Raums vermindert.
In der Vergangenheit wurde versucht, dieses Problem da
durch zu überwinden, daß man die Breite des freien Raums
zwischen benachbarten Anschlüssen auf einer periodischen
Basis mißt und man die gemessene Dicke in Abhängigkeit
von dem gespeicherten Verhältnis zwischen der Breite
der Anschlüsse und der Breite des zwischen den Anschlüssen
vorhandenen Abstands korrigiert. Es wurde jedoch festge
stellt, daß dieses Verhältnis zwischen Anschlüssen, die
mit verschiedenen Formeinrichtungen hergestellt worden
sind, und sogar zwischen Anschlüssen, die mit einer einzi
gen Formeinrichtung zu verschiedenen Zeiten hergestellt
worden sind, beträchtlich variiert. Außerdem kann dieser
Lösungsweg keinen intermittierenden Variationen bei dem
Messungs-Tastverhältnis Rechnung tragen, die zum Beispiel
durch fehlende Anschlüsse verursacht werden. Auf diese
Weise ist eine gelegentliche Messung des Verhältnisses
zwischen der Breite der Anschlüsse und der Trennung bzw.
Beabstandung zwischen benachbarten Anschlüssen nicht
vollständig zufriedenstellend.
Ein zweites wichtiges Problem bei Dickenmessungen der vor
stehend beschriebenen Art besteht in der korrekten Positio
nierung des Röntgenstrahlbündels auf den Anschlüssen. Bei
modernen Plattiervorgängen für elektrische Anschlüsse wer
den häufig Plattierschichten, wie zum Beispiel Goldschichten,
nur an gewünschten Bereichen des Anschlusses angebracht.
Wenn die Röntgenstrahl-Dickenmessung auf diesen Plattier
schichten nicht korrekt zentriert ist, ist die Dicken
messung natürlich ungenau. Da die Position der gewünschten
Messungsstelle in bezug auf den Trägerstreifen,
an dem die Anschlüsse angebracht sind, häufig nicht präzise
gesteuert ist, kann man nicht optimale Ergebnisse einfach
dadurch erzielen, daß man das Röntgenstrahlbündel in einem
vorbestimmten Abstand von dem Trägerstreifen positioniert.
Die Erfindung überwindet
solche Probleme mit einem
Dickenmonitor gemäß Anspruch
1 oder mit vorteilhaften
Weiterbildungen, wie
sie in den Unteransprüchen
angegeben sind.
Optische Sensoren mit
radiometrischen Sensoren
zusammenwirken zu
lassen, ist an sich bekannt
aus der US-PS 3 390 769
und der DE 29 13 879 C2.
Eine Einrichtung zum
Messen der Dicke eines
Materials einem Eichverfahren
zu unterziehen,
ist an sich bekannt aus
der DE-OS 28 04 454.
Bei dem im folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird ein Röntgenstrahl-Dickenmonitor zusammen
mit dem Sensor bewegt, und ds Röntgenstrahlbündel des
Monitors wird auf einem vorbestimmten Abstand
von dem Sensor gehalten. Dieser
Abstand ist derart gewählt, daß das Rückkopplungssysstem,
das den Sensor auf den ausgewählten Stellen
zentriert, das Röntgenstrahlbündel automatisch korrekt
über dem zu messenden Teil des Anschlusses positioniert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden
im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Ansicht von Bereichen des bevor
zugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 2 eine schematische Ansicht des Tastverhältnis-Sen
sors des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Frontansicht eines Röntgenstrahl-Dickenmoni
tors, in den das bevorzugte Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 integriert ist;
Fig. 4 eine Seitenansicht entlang der Linie 4-4 der Fig. 3;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 der Fig. 4;
Fig. 5A eine Schnittansicht entlang der Linie 5A-5A der
Fig. 5;
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 der Fig. 5;
Fig. 7 eine Draufsicht entlang der Linie 7-7 der Fig. 5;
Fig. 8 eine Ansicht entlang der Linie 8-8 der Fig. 7;
Fig. 9A bis 9C Blockdiagramme des Ausführungsbeispiels der
Fig. 1 bis 8;
Fig. 10A und 10B elektrische Schaltungsdiagramme eines
Dunkelzeitzählers, der in dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 bis 9 beinhaltet ist;
Fig. 11A und 11B elektrische Schaltungsdiagramme eines
Gesamtzeitzählers, der in dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 bis 9 beinhaltet ist; und
Fig. 12A bis 12E ein Ablaufdiagramm des Programms, das von
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 9 ausgeführt
wird.
Im folgenden wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen,
wobei Fig. 1 und 2 zur Erläuterung der allgemeinen Betriebs
prinzipien des derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung verwendet werden und die übrigen
Figuren und Flußdiagramme anschließend daran zur ausführ
licheren Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels verwendet
werden.
Wie in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt ist, ist das
derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zur Verwendung in einem System ausgelegt, das
die Dicke einer Plattierschicht auf einer Anordnung von An
schlüssen 14 mißt. Die Anschlüsse 14 sind an einem Ende
an einem Trägerstreifen 12 angebracht, so daß ein Anschluß
streifen 10 gebildet ist. Jeder der Anschlüsse 14 definiert
eine Schulter 16, und an dieser Schulterstelle ändert sich
die Breite des Anschlusses 14 gemessen in Richtung der
X-Achse abrupt. Außerdem weist jeder der Anschlüsse
14 eine Krone bzw. einen Gipfel 20 auf, die bzw. der mit einem
Material wie zum Beispiel Gold plattiert ist. Die einzelnen
Anschlüsse 14 sind durch zwischen ihnen befindliche freie
Räume oder Spalte 18 voneinander getrennt. Bei der nach
folgenden Erläuterung bezeichnet das Symbol D die Periode
bzw. den von einer Kante eines Anschlusses zur entsprechenden
Kante eines benachbarten Anschlusses vorhandenen
Abstand der Anschlüsse des
Anschlußstreifens 10, das Symbol W bezeichnet die Brei
te eines der Anschlüsse 14 an einer bestimmten Stelle
entlang seiner Länge, und das Symbol G bezeichnet die
Breite des Spalts 18 an dieser vorbestimmten Stelle
entlang der Länge des Anschlusses 14. In Fig. 1 sind
diese drei Symbole klar erläutert.
Das derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiel beinhaltet einen herkömm
lichen Röntgenstrahl-Dickenmonitor 30, der einen parallelen Röntgen
strahl 36 erzeugt und die Röntgenstrahlfluoreszenz detektiert, um die
Dicke der Plattierschicht auf der Krone 20 in herkömmlicher Weise zu messen.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, beinhaltet dieses Ausführungs
beispiel einen Tastverhältnis-Sensor 90 sowie einen Schul
terauffindungs-Sensor 120. Beide dieser Sensoren 90 und
120 arbeiten nach dem in Fig. 2 dargestellten allgemeinen
Prinzip. In Fig. 2 ist der Anschlußstreifen 10 auf seiner
Kante stehend dargestellt, und einzelne Anschlüsse 14
sind im Querschnitt dargestellt. Der Tastverhältnis-Sensor
90 beinhaltet eine Lampe 93, die einen parallelen Licht
strahl über ein Lichtleiterkabel 94 auf die Anschlüsse
14 richtet. Ein Detektor 96 ist auf der entgegengesetz
ten Seite des Anschlußstreifens 10 positioniert, und der
Detektor 96 detektiert das in ein Lichtleiterkabel 98
eintretende Licht. Der Anschlußstreifen 10 ist derart
positioniert, daß sich die einzelnen Anschlüsse 14 zwi
schen den beiden Lichtleiterkabeln 94, 98 bewegen. Somit
zeigt das Ausgangssignal des Detektors 96 für jede gege
bene Zeit an, ob einer der Anschlüsse 14 zwischen den
beiden Lichtleiterkabeln 94, 98 angeordnet ist. Da sich
der Trägerstreifen 10 in der X-Richtung bewegt, wird das
von der Lampe 93 und dem Lichtleiterkabel 94 ausgesandte
Licht abwechselnd durch einen der Anschlüsse 14 an einem
Erreichen des Detektors 96 gehindert sowie in die Lage
versetzt, den Detektor 96 zu erreichen. Der Schulterauf
findungs-Sensor 120 arbeitet in ähnlicher Weise.
Der Schulterauffindungs-Sensor 120, der Tastverhältnis-
Sensor 90 sowie der Röntgenstrahl-Dickenmonitor 30 sind
alle auf einem Y-Schlitten 42 montiert, der durch einen
Y-Motor 46 in Richtung der Y-Achse bewegbar ist. Der Tast
verhältnis-Sensor 90 ist mit dem Röntgenstrahl-Dicken
monitor 30 derart ausgerichtet, daß dieselben Bereiche
der Anschlüsse 14, die durch den Tastverhältnis-Sensor
90 gemessen werden, auch unter dem Röntgenstrahl 36
hindurchlaufen und durch den Röntgenstrahl-Dickenmonitor
30 gemessen werden. Der Tastverhältnis-Sensor 90 wird
zum Messen des Verhältnisses W/D während eines Meßinter
valls verwendet. Dieses Verhältnis, das in der vorliegen
den Beschreibung als Tastverhältnis bezeichnet
wird, zeigt den Bruchteil der Zeit an, in den der Röntgen
strahl 36 auf die Kronen 20 trifft.
Wenn der Röntgenstrahl 36 auf einen der Spalte 18 trifft,
werden wie vorstehend erläutert
keine Röntgenfluoreszenzstrahlen emittiert, die für die
Plattierschicht auf der Krone 20 charakteristisch sind.
Aus diesem Grund ist die unkorrigierte Dickenmessung
um einen Faktor, der dem Tastverhältnis W/D gleich ist,
geringer als die tatsächliche Dicke der Plattierschicht.
Durch Multiplizieren der gemessenen Plattierdicke, die
durch den Röntgenstrahl-Dickenmonitor 30 festgestellt
wurde, mit dem umgekehrten Tastverhältnis W/D, läßt sich
die gemessene Plattierdicke derart korrigieren, daß die
Dickenmessung von der Breite der Spalte 18 unabhängig
ist.
Der Schulterauffindungs-Sensor 120 ist mit den Schultern
16 ausgerichtet. Das durch den Schulterauffindungs-Sensor
120 gemessene Tastverhältnis W/D ist stark abhängig von
der Position des Schulterauffindungs-Sensors 120 entlang
der Y-Achse. Wenn dieser von dem Trägerstreifen 12 weg
bewegt wird, steigt das Tastverhältnis W/D an der Schul
ter 16 abrupt an. Das im folgenden beschriebene bevorzug
te Ausführungsbeispiel beinhaltet Einrichtungen zum Ver
gleichen der mit dem Schulterauffindungs-Sensor 120 er
zielten Tastverhältnismessung mit einem vorbestimmten
Zielwert sowie zum Steuern des Y-Motors 46 in einer der
artigen Weise, daß sich das gemessene Tastverhältnis bei
dem Zielwert beibehalten läßt. Sobald die korrekte Ver
setzung zwischen dem Schulterauffindungs-Sensor 120 und
dem Röntgenstrahl 36 gewählt ist, läßt sich der Röntgen
strahl 36 korrekt über der Krone 20 positionieren, indem
man sicherstellt, daß der Schulterauffindungs-Sensor 120
korrekt über der Schulter 16 positioniert ist.
Die Versetzung zwischen der Schulter 16 und der Krone 20
variiert natürlich in Abhängigkeit von der speziellen
Ausbildung des Anschlußstreifens 10. Für jede einzelne
Ausbildung des Anschlußstreifens 10 wird diese Versetzung
bei der Herstellung jedoch präzise gesteuert. Aus diesem
Grund stellt die Schulter 16 einen ausgezeichneten Bezugs
punkt zum korrekten Positionieren des Röntgenstrahls 36
dar. Aus diesem Grund arbeitet das im folgenden beschrie
bene bevorzugte Ausführungsbeispiel automatisch, und zwar
sowohl zum Korrigieren der Dickenmessung in bezug auf
Schwankungen bei dem Spalt 18 zwischen benachbarten An
schlüssen, als auch zum Positionieren des Röntgenstrahls
in korrekter Weise auf der zu messenden Krone 20.
Nun wird auf die Fig. 3 bis 8 Bezug genommen, in denen
der mechanische Aufbau des bevorzugten Ausführungsbei
spiels der Fig. 1 und 2 ausführlicher beschrieben wird.
Wie in den Fig. 3 bis 6 gezeigt ist, beinhaltet der
Röntgenstrahl-Dickenmonitor 30 ein Außengehäuse 32. Ein
Röntgenstrahlkollimator 34 ragt aus dem Gehäuse 32 heraus,
und der Röntgenstrahl 36 tritt in der in Fig. 6 gezeigten
Weise aus dem Kollimator 34 aus. An dem Gehäuse 32 ist
ein Mikroskop 38 montiert, um es einer Bedienungsperson
zu ermöglichen, die Lage des Röntgenstrahls 36 visuell
festzustellen. Geeignete Röntgenstrahl-Dickenmonitore
sind dem Fachmann allgemein bekannt, und die Ausbildung,
der Aufbau und der Betrieb des Dickenmonitors 30 bilden
keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung. Ein Dicken
monitor, der sich für die Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung geeignet erwiesen hat, ist zum Beispiel der
von der Firma Daini Seikosha Company Limited unter der
Bezeichnung Seiko Model SFT-156 vertriebene Dickenmoni
tor.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, beinhaltet dieses bevorzugte
Ausführungsbeispiel einen Rahmen 40, der eine Y-Achsen
führung 44 trägt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist
die Y-Achse horizontal ausgerichtet, und zwar senkrecht
zu der Kante 22 des Trägerstreifens 12. Der Y-Schlitten
42 ist auf der Y-Führung 44 derart montiert, daß der
Y-Schlitten 42 bei der Translationsbewegung entlang der
Y-Achse geführt ist. Ein Schrittmotor 46 ist an dem
Rahmen 40 montiert, um den Y-Schlitten 42 in der Y-Füh
rung 44 zu bewegen. Der Rahmen 40 beinhaltet Seitenwände
50, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, die sich nach oben
um die Y-Achsenführung 44 erstreckt. Ein Paar oberer
Flansche 48 ist in der in Fig. 6 gezeigten Weise an dem
Y-Schlitten 42 montiert, um eine Gleitdichtung zwischen
dem Y-Schlitten 42 und den Seitenwänden 50 zu schaffen,
und zwar ohne eine störende Beeinträchtigung der Gleit
bewegung des Y-Schlittens 42. Ein Paar Grenzschalter
52 ist an dem Rahmen 40 montiert, um die Bewegung des
Y-Schlittens 42 zu begrenzen. Eine Strebe 54 wird ver
wendet, um die Vibration des Röntgenstrahl-Dickenmoni
tors 30 auf dem Y-Schlitten 42 auf einem Minimum zu hal
ten. Nicht gezeigte Verriegelungsschalter werden verwen
det, um sicherzustellen, daß der Röntgenstrahl abgeschal
tet wird, wo immer irgendein Teil des Gehäuses 32 oder
des Rahmens 40 entfernt wird, das Zugang zu dem Röntgen
strahl gestatten würde.
Eine Führungsrollenanordnung 60 ist an dem Rahmen 40 mon
tiert, um den Anschlußstreifen 10 bei seiner Bewegung un
ter dem Röntgenstrahl 36 zu führen. Diese Führungsrollen
anordnung 60 ist am besten in den Fig. 5, 5A und 6 zu
sehen und beinhaltet eine horizontal ausgerichtete Trage
stange 62, die drei parallele Achsen 64 trägt. Jede der
Achsen 64 trägt eine entsprechende Rolle 70 über Nadel
lager 72. Zwei voneinander beabstandete Kragen 66 sind
an jeder der Achsen 64 befestigt, um die Position der
Rollen 70 längs der Achsen 64 festzulegen. Drucklager
68 reduzieren die Reibung zwischen den Rollen 70 und
den Kragen 66 auf ein Minimum. Die beiden äußeren Rol
len 70 sind aus einem massiven Metall, wie zum Beispiel
Aluminium, gebildet. Die mittlere Rolle 70, die mit
dem Röntgenstrahlkollimator 34 ausgerichtet ist, ist
aus einem zentralen metallischen Kern 74 gebildet, der
von einer Hülse 76 umgeben ist. Die Hülse 76 ist vorzugs
weise aus einem Material mit geringer Dichte gebildet,
das die Röntgenstrahl-Fluoreszenz oder -streuung auf ein
Minimum reduziert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbei
spiel ist die Hülse 76 aus einem Kunststoff gebildet.
Jede der Rollen 70 definiert einen ent
sprechenden Flansch 78 sowie eine entsprechende abge
schrägte Fläche 80. Die abgeschrägten Flächen 80 veran
lassen den Anschlußstreifen 10, sich fest gegen die
Flansche 78 zu setzen, und zwar derart, daß sich die
Kante 22 in festem Kontakt mit den Flanschen 78 befin
det. Auf diese Weise ist der Anschlußstreifen 10 in zu
verlässiger und reproduzierbarer Weise in bezug auf den
Röntgenstrahlkollimator 34 positioniert. Stellschrauben
82 werden zum Positionieren der Kragen 66 und der
Hülse 76 verwendet. Da der Anschlußstreifen 10 in der
X-Richtung durch außerhalb des beschriebenen Ausführungs
beispiels befindliche Einrichtungen bewegt wird, kann
sich jede der Rollen 70 frei auf der ihr zugeordneten
Achse 64 drehen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 ist zu sehen, daß
der Tastverhältnis-Sensor 90 eine Gabel 92 beinhaltet. Die
Lampe 93 und das Lichtleiterkabel 94 sind auf der einen
Seite der Gabel 92 montiert, und der Detektor 96 und das
Lichtleiterkabel 98 sind auf der anderen Seite der Gabel
92 montiert. Falls es erwünscht ist, kann der Detektor
96 in einem Konstanttemperaturofen 100 plaziert werden,
um durch Temperaturschwankungen verursachte Variationen
bei der Detektorempfindlichkeit zu reduzieren. Bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugen die Lampe 93
und das Lichtleiterkabel 94 einen Erfassungsstrahl bzw.
Sensorstrahl mit einem Querschnittsdurchmesser von 0,02
Inch (ca. 0,05 cm), und der Abstand zwischen den frei
liegenden Enden der Lichtleiterkabel 94, 98 beträgt ca.
1/4 Inch (ca. 0,64 cm). Die Gabel 92 ist an einer Y-
Achsen-Translationsstufe 102 montiert, die durch ein
Mikrometer 103 von Hand gesteuert wird. Die Y-Achsen-
Translationsstufe 102 ist wiederum an einer Z-Achsen-
Translationsstufe 104 montiert, die über ein Mikrometer
105 ebenfalls von Hand gesteuert wird. Die Z-Achsen-
Translationsstufe 104 ist über Befestigungsplatten 106,
108 an dem Y-Schlitten bzw. Y-Achsen-Schlitten 42 mon
tiert. Die Mikrometer 103, 105 werden zum korrekten
Positionieren der Gabel 92 verwendet, und zwar derart,
daß sich der Anschlußstreifen 10 zwischen den freilie
genden Enden der beiden Lichtleiterkabel 94, 98 hindurch
bewegt; außerdem dienen die Mikrometer zum Sicherstellen,
daß der Tastverhältnis-Sensor 90 denselben Bereich des
Kontakts 20 überwacht, der auch unter dem Röntgenstrahl
36 passiert. Sobald der Tastverhältnis-Sensor 90 korrekt
positioniert ist, bleibt er an dem Y-Schlitten 42 in Aus
richtung mit dem Röntgenstrahl 36 fixiert.
Der Schulterauffindungs-Sensor 120 ist dem Tastverhältnis-
Sensor 90 in vielerlei Hinsicht ähnlich. Der Schulter
auffindungs-Sensor 120 beinhaltet eine Gabel 122, eine
Lampe 123, einen Detektor 126 sowie Lichtleiterkabel
124, 128, wobei diese Elemente den vorstehend beschrie
benen Elementen ähnlich sind. Die Gabel 122 ist an einer
Z-Achsen-Translationsstufe 130 montiert, die ein von Hand
betätigbares Mikrometer 132 beinhaltet, das sich zum Zen
trieren der Gabel 122 an dem Anschlußstreifen 10 verwen
den läßt. Die Z-Achsen-Translationsstufe 130 ist wieder
um an einer Y-Achsen-Translationsstufe 134 montiert. Die
Position der Y-Achsen-Translationsstufe 134 wird durch
ein Mikrometer 136 gesteuert, und eine Riemenscheibe 138
ist an dem äußeren Ende des Mikrometers 136 montiert. Die
Y-Achsen-Translationsstufe 134 ist über eine Befestigungs
platte 140 an der Befestigungsplatte 108 derart montiert,
daß sich die Y-Achsen-Translationsstufe 134 zusammen mit
dem Tastverhältnis-Sensor 90 und dem Röntgenstrahl-Dicken
monitor 30 auf dem Y-Schlitten 42 bewegt. Ein Schritt
motor 142 ist an der Befestigungsplatte 108 montiert,
und der Schrittmotor 142 treibt eine Antriebsriemen
scheibe 144 rotationsmäßig an. Ein Zahnriemen 146
verbindet die Antriebsriemenscheibe 144 und die Riemen
scheibe 138 derart, daß eine Rotation des Schrittmotors
142 eine Rotationsbewegung des Mikrometers 136 hervorruft.
Wie im folgenden noch ausführlich erläutert wird, wird der
Schrittmotor 142 gesteuert, um den in der Y-Richtung vor
handenen Abstand zwischen dem Schulterauffindungs-Sensor
120 und dem Röntgenstrahl 36 einzustellen. Grenzschalter
148 sind an der Befestigungsplatte 140 montiert, und
eine verstellbare Stellschraube 150 ist derart montiert,
daß sie sich zusammen mit der Y-Achsen-Translationsstufe
134 bewegt. Die Grenzschalter 148 wirken derart mit der
Stellschraube 150 zusammen, daß sie die Bewegungsgrenzen
der Y-Achsen-Translationsstufe 134 sowie die Nullstellung
oder Bezugsstellung für die Y-Achsen-Translationsstufe
134 definieren.
Nun wird auf die Fig. 5 und 6 Bezug genommen; dieses Aus
führungsbeispiel beinhaltet einen Norm- bzw. Standard
schlitten 160, der über eine X-Achsen-Führung 162 an dem
Rahmen 40 montiert ist. Die X-Achsen-Führung 162 ist
parallel zu der X-Achse bzw. Transportachse ausgerichtet,
entlang derer sich der Anschlußstreifen 10 bewegt. Die
Position des Normschlittens 160 in der X-Achsen-Führung
162 wird durch einen Schrittmotor 164 gesteuert. Grenz
schalter 168 definieren die Bewegungsgrenzen des Norm
schlittens 160 sowie auch die Null- bzw. Bezugsstellung
des Normschlittens 160. Der Normschlitten 160 trägt eine
Anzahl von Standards, die bei der Kalibrierung des
Röntgenstrahl-Monitors 30 verwendet werden.
Bei Fig. 9, die die Fig. 9A bis 9C umfaßt, handelt
es sich um ein Blockdiagramm, in dem Funktionskomponenten
des bevorzugten Ausführungsbeispiels veranschaulicht sind.
Wie in diesen Figuren gezeigt ist, umfaßt dieses Ausfüh
rungsbeispiel einen Computer 200, wie zum Beispiel einen
Hewlett Packard HP85-Computer. Der Computer 200 ist
mit dem Röntgenstrahl-Dickenmonitor 30 über eine her
kömmliche RS232-Schnittstelle 202 verbunden, um es dem
Computer 200 zu ermöglichen, Dickenmessungsdaten von dem
Dickenmonitor 30 zu empfangen. Außerdem sendet der Compu
ter 200 Signale an eine Eingangs-Ausgangs-Schnittstellen
einheit 204 und empfängt Signale von dieser Eingangs-
Ausgangs-Schnittstelleneinheit 204, bei der es sich zum
Beispiel um eine Hewlett Packard HP8940 handelt. Diese
Schnittstelleneinheit 204 beinhaltet zwei 8-Bit-Eingangs
anschlüsse 400 und 401 sowie zwei 8-Bit-
Ausgangsanschlüsse 404 und 405. Der Ein
gangsanschluß 400 wird zum Empfangen von Zählstandinforma
tion von im folgenden zu beschreibenden Zählern 222, 224
verwendet. Der Eingangsanschluß 401 wird zum Empfangen von
Statussignalen verwendet, die den Status des Dickenmoni
tors 30 und der mehreren vorstehend beschriebenen Grenz
schalter kennzeichnen. Der Ausgangsanschluß 400 wird zum
Steuern von zwei Ausgangsmultiplexern 216 verwendet. Die
se Multiplexer 216 dekodieren die acht parallelen Aus
gangsbits in dem Anschluß 404 in einunddreißig binäre Aus
gangsleitungen. Eine Anzahl dieser binären Ausgangs
leitungen wird zum Steuern des Röntgenstrahl-Dickenmoni
tors über eine Tastaturschnittstelleneinheit 217 verwen
det. Der Ausgangsanschluß 405 schließlich wird zum Abgeben
von Motorpositionsbefehlen an den Y-Motor bzw. Y-Achsen
motor 46, den Schulterauffindungsmotor 142 sowie den X-
Motor bzw. X-Achsen-Motor 164 verwendet.
Die von dem Tastverhältnis-Sensor 90 und dem Schulter
auffindungs-Sensor 120 erzeugten Sensorsignale werden
parallel zu einem Schalter 218 geleitet, der von dem
Computer 200 derart gesteuert wird, daß eines der beiden
Sensorsignale bei der Steuerung des Dunkel
zeitzählers 224 verwendet wird. Sowohl der Dunkelzeit
zähler 224 als auch der Gesamtzeitzähler 222 erhalten
Taktimpulse von einem Oszillator 220. Der Gesamtzeitzähler
zählt diese Tastimpulse während eines von dem Computer 200
festgelegten Meßintervalls, und der Dunkelzeitzähler 224
zählt diese Tastimpulse nur dann, wenn das ausgewählte
Sensorsignal das Vorhandensein eines Anschlusses während
der Meßperiode anzeigt. Somit ist das Verhältnis des in
dem Dunkelzeitzähler 224 gespeicherten Zählwerts zu dem
in dem Gesamtzeitzähler 222 gespeicherten Zählwert ein
Maß für das vorstehend erläuterte Tastverhältnis W/D.
Diese Zählwerte werden über den Eingangsanschluß 400 unter
Computersteuerung von dem Computer 200 gelesen. Eine
Stroboskoplampe 226 spricht auf das von dem Tastver
hältnis-Sensor 90 erzeugte Sensorsignal derart an, daß
die Stroboskoplampe 226 einen Lichtblitz mit den sich be
wegenden Anschlüssen synchronisiert.
Die Motorpositionsbefehle von dem Ausgangsanschluß 405 werden als
Eingänge an eine X-Motor-Karte 230 und eine Y-Motor-Karte
232 gegeben. Die X-Motor-Karte formatiert die Positions
befehle für den X-Motor 164 und überträgt diese Befehle
über einen Adapter 238 an einen Motortreiber 236, der
den Betrieb des X-Motors 164 direkt steuert. In gleich
artiger Weise formatiert die Y-Motor-Karte 232 die Po
sitionsbefehle von dem Anschluß 405 und führt diese über
einen Schalter 234 zu einem von zwei Adaptern 238. Diese
beiden Adapter 238 steuern jeweils einen Motortreiber 236,
die mit dem Schulterauffindungsmotor 142 bzw. dem Y-Motor
46 verbunden sind. Der Schalter 234 hat gleiche Funktion wie Schalter
218 und wird zur Reduzierung der erforderlichen
Hardware verwendet. In der Praxis werden der Y-Motor 46
und der Schulterauffindungsmotor 142 niemals gleichzeitig
betrieben, und der Schalter 234 ermöglicht es der einzi
gen Y-Motor-Karte 232, beide Motoren 142, 46 zu steuern.
Fig. 10, die die Fig. 10A und 10B umfaßt, zeigt ein de
tailliertes schematisches Diagramm des Dunkelzeitzählers
224. Wie in diesen Figuren gezeigt ist, wird das Sensor
signal von dem Detektor des ausgewählten Sensors der bei
den Sensoren 90, 120 als Eingang auf einen Verstärker 240
gegeben. Der Verstärker 240 ist mit einem variablen Wider
stand 241 verbunden, der eine variable Verstärkung für
den Verstärker 240 schafft. Eine verstärkte Beleuchtung
des ausgewählten Detektors führt dazu, daß das Ausgangs
signal des Verstärkers 240 negativer wird. Dieses Aus
gangssignal wird über einen Analogschalter 242 auf den
nicht invertierenden Eingang eines zweiten Verstärkers
244 gegeben. Ein Kondensator 246 ist zwischen diesen nicht
invertierenden Eingang des Verstärkers 244 und Erde ge
schaltet, und ein Widerstand 248 schafft einen Entladungsweg
zur Masse für den Kondensator 246.
Das auf den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers
244 gegebene Signal wird auch auf den nicht invertieren
den Eingang eines Komparators 250 gegeben. Der invertie
rende Eingang dieses Komparators 250 ist mit dem von dem
Verstärker 240 erzeugten Ausgangssignal verbunden. Der
Ausgang des Komparators 250 dient zur Steuerung des Ana
logschalters 242 in einer derartigen Weise, daß der Schal
ter 242 geschlossen wird, wenn das von dem Verstärker
240 erzeugte Signal negativer als das Signal ist, das
als Eingangssignal auf den nicht invertierenden Anschluß
des Verstärkers 244 gegeben wird.
In der Praxis veranlaßt dies den Kondensator 246 dazu,
den von dem Verstärker 240 erzeugten negativen Spitzen
wert zu speichern. Der Widerstand 248 schafft einen Entladungs
weg zur Erde, um sicherzustellen, daß die Spannung über dem
Kondensator 246 das von dem Verstärker 240
zuletzt erzeugte negative Spitzensignal anzeigt. Das
Ausgangssignal des Verstärkers 244 wird auf ein Potentio
meter 252 gegeben, das vorzugsweise derart eingestellt ist,
daß das auf den nicht invertierenden Eingang des Komparators
254 gegebene Signal ungefähr 50% des an dem Kondensator 246
gespeicherten negativen Spitzenwerts beträgt. Das auf den
nicht invertierenden Eingang des Komparators 254 gegebene
Signal setzt die Schwelle für den Komparator 254. Der in
vertierende Eingang des Komparators 254
empfängt das von dem Verstärker 240 erzeugte Signal.
Die Elemente 240 bis 252
bilden eine Spitzendetektionsschaltung, die die Schwelle
für den Komparator 254 auf den halben Wert des von dem Ver
stärker 240 erzeugten negativen Spitzenwerts setzt, um da
durch sicherzustellen, daß der Komparator 254 an derselben
Stelle in der durch den ausgewählten Sensor 90, 120 erzeug
ten Wellenform umschaltet, und zwar unabhängig von der mo
mentan vorherrschenden Spitzenamplitude des Sensorsignals.
Auf diese Weise ist der Betrieb des Dunkelzeitzählers 224
beträchtlich weniger empfindlich für Schwankungen bei der
Spitzenamplitude des Sensorsignals.
Das von dem Komparator 254 erzeugte Ausgangssignal wird
auf ein Gatter 256 gegeben, und der Ausgang des Gatters
256 ist mit dem Takteingang eines ersten 4-Bit-Zählers 258
verbunden. Das Gatter 256 erhält als zweiten Eingang das
Taktsignal von dem Oszillator 220,
so daß der Zähler 258 nur dann getaktet wird, wenn ein
Taktimpuls von dem Oszillator 220 während einer Zeit
ankommt,
zu der sich der entsprechende Detektor im Schatten eines An
schlusses befindet. Der Zähler 258 ist mit Zählern 260,
262 und 264 verbunden, die zur Bildung eines 16-Bit-Zäh
lers zusammenwirken. Die Ausgangssignale der Zähler 258,
260 werden als Eingänge auf eine erste 8-Bit-Halteschal
tung 266 gegeben, und die Ausgangssignale der Zähler 262,
264 werden als Eingänge auf eine zweite 8-Bit-Halteschal
tung 268 gegeben. Die Halteschaltungen 266, 268 werden
durch entsprechende Leitungen von dem Ausgangsmultiplexer
216 derart gesteuert, daß der Computer 200 die Inhalte
der Halteschaltung 266 oder der Halteschaltung 268 auf den
Eingangsanschluß 400 geben kann. Außerdem kann der Computer
die Zähler 258 bis 264 über ein auf das Gatter 269 gege
benes Signal rücksetzen.
Fig. 11, die die Fig. 11A und 11B umfaßt, zeigt ein
detailliertes schematisches Diagramm des Gesamtzeitzählers
222 und des Oszillators 220. Wie in diesen Figuren gezeigt
ist, erzeugt der Oszillator 220 bei diesem Ausführungs
beispiel ein Taktsignal mit 6 KHz. Dieses Taktsignal
wird als Eingang auf eine Impulsformungsschaltung 270 ge
geben, die eine Reihe von Impulsen mit einer Breite von
ca. 10 Mikrosekunden erzeugt. Diese geformten
Impulse bilden die Taktsignale, welche als Eingangs
signale auf den Dunkelzeitzähler 224 sowie auf den Takt
eingang eines Zählers 272 gegeben werden. Der Zähler 272
ist mit Zählern 274, 276 und 278 gekoppelt, um einen
16-Bit-Zähler zu bilden. Die von den Zählern 272 und 274
erzeugten Ausgangssignale werden als Eingang auf eine
erste Halteschaltung 280 gegeben, und die von den Zählern
276, 278 erzeugten Ausgangssignale werden als Eingang auf
eine zweite Halteschaltung 282 gegeben. Die Halteschal
tungen 280, 282 werden von dem Computer 200 in einer Weise
gesteuert, die der vorstehend in Verbindung mit dem
Dunkelzeitzähler 224 beschriebenen Weise entspricht, um
die jeweiligen in den Halteschaltungen befindlichen Sig
nale unter Computersteuerung auf den Eingangsanschluß 400 zu
geben.
Der Computer erzeugt auch ein Rücksetzsignal an dem Aus
gang 6 des Ausgangsmultiplexers 216, und dieses Rücksetz
signal wird auf eine Impulsformungsschaltung 284 gegeben.
Der geformte Rücksetzimpuls wird auf den Rücksetzeingang
jedes Zählers 272 bis 278 gegeben und auf den Dunkel
zeitzähler 224 übertragen, um die Zähler 258 bis 264 zu
rückzusetzen.
Zur Durchführung einer Taktverhältnismessung stellt der
Computer sowohl die in dem Gesamtzeitzähler 222 als auch
in dem Dunkelzeitzähler 224 enthaltenen Zähler zuerst
zurück. Das geeignete Sensorsignal wird über den Schalter
218 ausgewählt, und danach wird der Takt 220 für eine
Meßperiode freigegeben. Während der Meßperiode zählt der
Gesamtzeitzähler 222 jeden der Taktimpulse und der Dunkel
zeitzähler 224 zählt jeden derjenigen Taktimpulse, die
während der Zeit auftreten, wenn der Detektor des jewei
ligen Sensors durch einen der Anschlüsse verdeckt ist
bzw. sich im Schatten eines Anschlusses befindet.
Die Fig. 12A bis 12E zeigen ein Ablaufdiagramm des von
dem Computer 200 ausgeführten Programms. Nachdem das
Programm den Dickenmonitor 30 initialisiert hat, tritt
das Programm in einen Abschnitt 300 ein, der den Dicken
monitor 30 kalibriert. Wie in Fig. 12A ge
zeigt ist, steuert das Programm zuerst die X- und Y-
Motoren 164, 46, um den Kollimator 34 über einen Rein
silber-Standard zu positionieren, der auf dem
Standardschlitten 160 montiert ist.
Dazu werden die X- und Y-Motoren
an ihre jeweiligen Nullstellungen positioniert,
die durch die jeweiligen Grenzschalter definiert
sind. Der Dickenmonitor wird dann in der D-Korrektur-
Betriebsweise gestartet, und das DCORR-Signal wird von
dem Dickenmonitor über die RS232-Schnittstelle gelesen.
Ein Korrekturfaktor X wird dann nach folgender Formel
berechnet:
X = (DCORR - 1) × 10.
Der Dickenmonitor beinhaltet eine herkömmliche Einrichtung
zum Auswerten der von dem Röntgenfluoreszenzstrahldetektor
erzeugten Spannungsimpulse sowie zum Erzeugen des Signals
DCORR als Funktion der gemessenen Spannung der Impulse.
Der Korrekturfaktor X wird zum Ausgleichen von Variationen
bei der Detektorempfindlichkeit verwendet, die in erster
Linie durch Temperaturschwankungen verursacht werden.
Der Dickenmonitor 30 tritt dann in die X-Korrektur-Betriebs
weise ein, die zum Überprüfen der Intensität des Röntgen
strahls verwendet wird. Das Programm steuert den X-Motor
164 derart, daß er den Standardschlitten 160 derart bewegt,
daß eine Standardprobe, die
eine bekannte Dicke einer Goldplattierung aufweist, in
Ausrichtung mit dem Röntgenstrahlkollimator 34 positioniert.
Der Dickenmonitor 30 wird dann gestartet, und der durch
den Dickenmonitor 30 erzielte Wert der Dickenmessung wird
mit einem bekannten Standardwert verglichen.
Falls der Meßwert nicht innerhalb von 6% des Standardwerts
liegt, wird die Kalibrierungsmessung wiederholt. Falls
die gemessene Dicke bei einem zweiten Durchlauf der be
kannten Dicke wiederum nicht entspricht und mehr als 6%
von dieser abweicht, wird ein Fehlerzustand angezeigt,
und der Überwachungsvorgang wird gestoppt.
Es sei nun angenommen, daß die gemessene Dicke für den
Goldstandard weniger als 6% von der bekannten Dicke abweicht;
das Programm führt dann eine Rücksetzung eines in dem
Computer 200 beinhalteten Echtzeittakts bzw. Echtzeit
gebers aus und tritt in einen Abschnitt 310 des Programms
ein, in dem der Schulterauffindungs-Sensor 120 exakt über
den Schultern 16 der Anschlüsse 14 positioniert wird. In
dem Abschnitt 310 besteht der erste Schritt darin, sicher
zustellen, daß die erforderlichen Parameter, die für den
Anschlußstreifen 10 charakteristisch sind, empfangen wor
den sind. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bein
halten diese Parameter den nominalen Abstand zwischen der
Kante 22 des Trägerstreifens 12 und der Schulter 16,
den Abstand zwischen der Schulter 16 und der Krone 20, den
Zielwert T für das für die Schulter 16 charakteristische
Verhältnis W/D, den theoretischen Wert für das Tastver
hältnis an der Krone 20 sowie die von dem Dickenmonitor
30 zu verwendende Eichkurve. Vorzugsweise ist der Ziel
wert T so eingestellt, daß er dem Tastverhältnis des
breiteren Bereichs der Schulter multipliziert mit dem
Faktor 0,903 gleich ist.
Sobald diese Parameter empfangen worden sind, positioniert
das Programm die X-, Y- sowie die Schulterauffindungs-
Motoren auf Null und bewegt dann den Y-Motor eine vorbe
stimmte Anzahl von Schritten weiter, um den Tastverhält
nis-Sensor 90 ungefähr über der Krone 20 zu plazieren.
Diese vorbestimmte Anzahl von Schritten ist gleich der
Summe des zuvor empfangenen Abstands zwischen der Kante
22 und der Krone 20 und einer gespeicherten Nullkorrektur.
Danach wird der Schulterauffindungs-Sensor 120 über eine
Distanz bewegt, die dem Abstand zwischen der Schulter 16
und der Krone 20 gleich ist, um dadurch den Schulter
auffindungs-Sensor 120 ungefähr über der Schulter 16 zu
plazieren. Nachdem diese Bewegungen ausgeführt worden
sind, sind sowohl der Röntgenstrahl 36 als auch der Takt
verhältnis-Sensor 90 zum Abtasten der Krone 20 positio
niert, und der Schulterauffindungs-Sensor 120 ist zum
Abtasten der Schulter 16 positioniert.
Der Schalter 218 wird dann derart gesteuert, daß er den
Dunkelzeitzähler 224 dazu veranlaßt, auf den Schulterauffindungs-Sensor
120 anzusprechen, und der Gesamtzeitzähler
sowie der Dunkelzeitzähler werden zurückgesetzt.
Der Oszillator 220 wird dann gestartet und für eine Zeitdauer
von 1,5 Sekunden in Betrieb gehalten, bevor er gestoppt
wird. Der in dem Gesamtzeitzähler 222 gespeicherte
Gesamtzeit-Zählstand CT und der in dem Dunkelzeitzähler
224 gespeicherte Dunkelzeit-Zählstand CD werden dann
gelesen, und das Schulterauffindungs-Verhältnis CD/CT
wird berechnet. Falls dieses Verhältnis CD/CT kleiner
als 0,1 oder größer als 0,975 ist, zeigt das Programm
die Botschaft "Fertigungsbahn gestoppt" an und kehrt zur Messung
des Verhältnisses CD/CT zurück. Ansonsten wird das
gemessene Verhältnis CD/CT angezeigt, und ein Fehlerprozentsatz
E zwischen CD/CT und dem Zielwert T wird
nach folgender Formel berechnet:
E = (T - CD/CT) × 100 × 1/T.
Falls der Fehlerprozentsatz E innerhalb eines Bereichs von
+ oder - 5 liegt, wird der Schulterauffindungs-Sensor 120
als korrekt auf der Schulter 16 zentriert betrachtet. Falls
das Verhältnis E außerhalb dieses Bereichs liegt, berech
net das Programm die Anzahl der Schritte, die zum Bewegen
des Y-Schlittens 42 erforderlich sind, um das gemessene
Verhältnis CD/CT dem Zielwert T gleich zu machen. Bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel veranlaßt ein Schritt des
Y-Motors 46 den Y-Schlitten 42 zu einer Bewegung von 0,001
Inch (ca. 0,0254 mm), ein Schritt des X-Motors 146 veran
laßt den Standardschlitten 160 zu einer Bewegung von 0,001
Inch (ca. 0,0254 mm), und acht Schritte des Schulterauffindungs-Motors
142 veranlassen den Schulterauffindungs-
Motor-Sensor 120 zu einer Bewegung von 0,001 Inch (ca.
0,0254 mm). Es wurde festgestellt, daß durch Bewegen des
Y-Motors 46 um eine Anzahl von 0,2×E Schritten
das gemessene Verhältnis CD/CT an der Schulter
16 sich dem Zielwert T annähert.
Sobald der Schulterauffindungs-Sensor 120 korrekt über der
Schulter 16 positioniert ist, tritt das Programm dann in
einen Abschnitt 320 ein, in dem das Tastverhältnis an der
Krone 20 gemessen und zur Korrektur der mit dem Dicken
monitor 30 erzielten Dickenmessung verwendet wird. In
dem Abschnitt 320 wird die Meßanzeige beleuchtet. Der
Dunkelzeit- und der Gesamtzeitzähler 222, 224 werden zu
rückgesetzt, der Dickenmonitor 30 wird zur Ausführung
einer Dickenmessung in Betrieb gesetzt, und der Oszillator
220 wird gestartet. Nach einem Zeitintervall von 15
Sekunden, das typischerweise geringer ist als die von
dem Dickenmonitor 30 zur vollständigen Ausführung einer
Dickenmessung benötigte Zeit, wird der Oszillator
220 gestoppt. Während diesem Zeitintervall von 15 Sekun
den spricht der Dunkelzeitzähler 224 auf den Tastver
hältnis-Sensor 90 an. Die gemessene Dicke wird dann von
dem Dickenmonitor 30 gelesen, und der Gesamtzeit-Zählstand
CT sowie der Dunkelzeit-Zählstand CD werden von dem je
weiligen Zähler 222, 224 abgelesen. Das Tastverhältnis
wird dann gleich dem errechneten Verhältnis CD/CT ein
gestellt, und das Tastverhältnis wird mit einem theore
tischen Wert verglichen, der für die Krone 20 charakte
ristisch ist. Falls das gemessene Tastverhältnis um mehr
als 5% von dem theoretischen Wert abweicht, wird das
Tastverhältnis derart eingestellt, daß es dem theoreti
schen Wert entspricht, und außerdem wird eine Fehlerbot
schaft angezeigt.
Der Abschnitt 310 des Programms wird dann nochmals ausge
führt, um die Schulterposition zu überprüfen, und danach
wird der gemessene Dickenwert unter Verwendung des Tast
verhältnisses und des zuvor bestimmten Korrekturfaktors
X korrigiert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
die korrigierte Dicke derart eingestellt, daß sie der
Summe aus der durch das Tastverhältnis dividierten gemes
senen Dicke und dem Korrekturfaktor X gleich ist. Da, wie
vorstehend erläutert wurde, die Spalte 18 zwischen den
Kronen 20 die durch den Dickenmonitor 30 gemessene Röntgen
strahlintensität reduzieren, ist die gemessene Dicke um
einen zu dem Tastverhältnis proportionalen Faktor geringer
als die tatsächliche Dicke der Plattierschicht auf der
Krone 20. Durch Dividieren der gemessenen Dicke durch das
Tastverhältnis wird die korrigierte Dicke von der Größe
der Spalte 18 unabhängig gemacht. Die verstrichene Zeit
wird dann überprüft, und falls sie mehr als 30 Minuten
beträgt, wird wieder der Kalibrierungs
programmabschnitt 300 ausgeführt. Ansonsten fährt das
Programm fort, das Schulterpositions-Tastverhältnis an
der Krone 20 sowie die Dicke in der vorstehend beschrie
benen Weise zu überwachen.
Bei Verwendung von optischen Sensoren läßt sich die
Wellenlänge des Sensorstrahls so wählen, daß sie für den
speziellen Anwendungsfall geeignet ist, und die Wellen
länge kann ultraviolette, infrarote sowie sichtbare
Sensorstrahlen beinhalten. Außerdem ist es nicht bei allen
Ausführungsbeispielen notwendig, daß der Anschlußstreifen
zwischen der Lichtquelle und dem Detektor hindurch läuft,
und in manchen Anwendungsfällen kann es zu bevorzugen
sein, den von der Lampe kommenden Sensorstrahl von dem
Anschlußstreifen weg auf den Detektor zu reflektieren.
Selbstverständlich können die vorstehend erläuterten
Lichtleiteranordnungen durch Linsensysteme oder Laser
strahlen ersetzt werden. In einigen Anwendungsfällen
kann es sogar zu bevorzugen sein, einen Röntgenstrahl
sensor zum Erfassen des Röntgenstrahls 36 zu verwenden,
um die Breite der Spalte zwischen den Anschlüssen zu
messen. Außerdem können die zur Festlegung des Tastver
hältnisses verwendeten speziellen Verhältnisse bei ande
ren Anwendungsfällen ohne weiteres variiert werden. An
statt des vorstehend erläuterten Verhältnisses W/D kann
auch das Verhältnis W/G oder D/W oder irgendein anderes
diesbezügliches Verhältnis für bestimmte Anwendungs
fälle geeigneter sein.
Claims (6)
1. Dickenmonitor mit einer Einrichtung zum Befördern einer
Anordnung voneinander beabstandeter Elemente (14), die durch Spalte
(18) voneinander getrennt sind, entlang einer Transportachse, mit einer
Einrichtung (30) zum Erzeugen eines Röntgen-Strahlungsbündels (36),
das derart ausgerichtet ist, daß es auf die Elemente (14) bei deren
Bewegung entlang der Transportachse trifft, und
zum Detektieren von Röntgenfluoreszenz-Strahlung, die von den Elementen (14)
ansprechend auf das Röntgen-Strahlungsbündel (36) emittiert wird, und
zum Erzeugen eines Detektionssignals ansprechend darauf,
dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Sensoreinrichtung (90) eine
Lichtquelle (93) zum Richten eines Lichtstrahls auf die
Elemente (14) an einer ausgewählten Stelle sowie einen Lichtdetektor
(96) zum Erfassen des Lichtstrahls in dem durch die Elemente
(14) modulierten Zustand aufweist und in der Nähe der Transportachse
positioniert ist zur Erzeugung eines Sensorsignals, das in einem ersten
Zustand ist, wenn sich eines der Elemente (14) an der ausgewählten
Stelle entlang der Transportachse befindet, und das in einem
zweiten Zustand ist, wenn sich keines der Elemente (14) an der ausgewählten
Stelle befindet, und daß eine auf das Sensorsignal ansprechende
Einrichtung eine Einrichtung zum Messen eines Tastverhältnisfaktors,
der die Proportion der Zeit angibt, während der sich das
Sensorsignal während eines Meßintervalls in dem ersten Zustand befindet,
und eine Einrichtung zum Korrigieren des Detektionssignals um den
Tastverhältnisfaktor aufweist und ein korrigiertes Detektionssignal
erzeugt,
das unabhängig ist von der Breite (G) der Spalte (18) zwischen den benachbarten Elementen (14) entlang der Transportachse.
2. Dickenmonitor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Messen des Tastverhältnisfaktors
aufweist:
einen Oszillator (220), der eine Reihe von Taktimpulsen erzeugt,
eine Einrichtung (222) zum Zählen der Taktimpulse während des Meßintervalls zur Bestimmung eines ersten Zählwerts,
eine Einrichtung (224) zum Zählen der Taktimpulse während des Meßintervalls, wenn sich das Sensorsignal in dem ersten Zustand befindet, zur Bestimmung eines zweiten Zählwerts, und
eine Einrichtung zum Festsetzen des Tastverhältnisfaktors als Funktion des Verhältnisses des zweiten Zählwerts zu dem ersten Zählwert.
einen Oszillator (220), der eine Reihe von Taktimpulsen erzeugt,
eine Einrichtung (222) zum Zählen der Taktimpulse während des Meßintervalls zur Bestimmung eines ersten Zählwerts,
eine Einrichtung (224) zum Zählen der Taktimpulse während des Meßintervalls, wenn sich das Sensorsignal in dem ersten Zustand befindet, zur Bestimmung eines zweiten Zählwerts, und
eine Einrichtung zum Festsetzen des Tastverhältnisfaktors als Funktion des Verhältnisses des zweiten Zählwerts zu dem ersten Zählwert.
3. Dickenmonitor nach Anspruch
1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine zweite Sensoreinrichtung (120) ein Sensorsignal erzeugt, das eine gemessene Breite der Elemente (14) in einer aus gewählten Richtung an einer Erfassungsstelle angibt,
daß eine Einrichtung das Sensorsignal mit einem gespeicher ten Signal vergleicht, das eine Zielbreite angibt, und an sprechend auf den Vergleich ein Steuersignal erzeugt,
daß eine erste Einrichtung (130) die Erfassungsstelle an sprechend auf das Steuersignal derart entlang der Elemente (14) bewegt, daß die gemessene Breite der Zielbreite entspricht, und dadurch die Erfassungsstelle automatisch an einer ersten ausgewählten Stelle (16) an den Elementen (14) gehalten wird, und
daß eine zweite Einrichtung die Überwachungsstelle derart bewegt, daß ein vorbestimmter Abstand zwischen der Über wachungsstelle und der Erfassungsstelle beibehalten wird, wodurch die Überwachungsstelle automatisch an einer zwei ten ausgewählten Stelle (20) an den Elementen (14) gehal ten wird.
daß eine zweite Sensoreinrichtung (120) ein Sensorsignal erzeugt, das eine gemessene Breite der Elemente (14) in einer aus gewählten Richtung an einer Erfassungsstelle angibt,
daß eine Einrichtung das Sensorsignal mit einem gespeicher ten Signal vergleicht, das eine Zielbreite angibt, und an sprechend auf den Vergleich ein Steuersignal erzeugt,
daß eine erste Einrichtung (130) die Erfassungsstelle an sprechend auf das Steuersignal derart entlang der Elemente (14) bewegt, daß die gemessene Breite der Zielbreite entspricht, und dadurch die Erfassungsstelle automatisch an einer ersten ausgewählten Stelle (16) an den Elementen (14) gehalten wird, und
daß eine zweite Einrichtung die Überwachungsstelle derart bewegt, daß ein vorbestimmter Abstand zwischen der Über wachungsstelle und der Erfassungsstelle beibehalten wird, wodurch die Überwachungsstelle automatisch an einer zwei ten ausgewählten Stelle (20) an den Elementen (14) gehal ten wird.
4. Dickenmonitor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Sensoreinrichtung (120) und die Überwachungsein
richtung (30) in einem Schlitten (42) montiert sind, der
zur Ausführung einer Bewegung parallel zur Längsabmessung
der Elemente (14)
geführt ist und sich nahe bei der Transportachse befindet.
5. Dickenmonitor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungseinrichtung (30) außerdem aufweist:
eine Kalibrier-Einrichtung zum periodischen und automatischen Aus richten des Röntgenstrahlbündels (36) auf Standardproben zur Erzeugung eines Dickenmeßwerts,
eine Einrichtung zum Speichern eines Standardwerts,
eine Einrichtung zum automatischen Vergleichen des gemesse nen Dickenwerts mit dem gespeicherten Standardwert sowie zum Erzeugen eines Vergleichssignals, das das Vergleichsergebnis angibt, und
eine Einrichtung zum Anzeigen eines Fehlerzustands in dem Fall, daß das Vergleichssignal eine übermäßige Diskrepanz zwischen dem gemessenen Dickenwert und dem gespeicherten Standardwert anzeigt.
eine Kalibrier-Einrichtung zum periodischen und automatischen Aus richten des Röntgenstrahlbündels (36) auf Standardproben zur Erzeugung eines Dickenmeßwerts,
eine Einrichtung zum Speichern eines Standardwerts,
eine Einrichtung zum automatischen Vergleichen des gemesse nen Dickenwerts mit dem gespeicherten Standardwert sowie zum Erzeugen eines Vergleichssignals, das das Vergleichsergebnis angibt, und
eine Einrichtung zum Anzeigen eines Fehlerzustands in dem Fall, daß das Vergleichssignal eine übermäßige Diskrepanz zwischen dem gemessenen Dickenwert und dem gespeicherten Standardwert anzeigt.
6. Dickenmonitor nach einem
der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß entlang der Transportachse eine Rolleneinrichtung (70) posi
tioniert ist, die zum Positionieren einer Kante
eines die Elemente (14) tragenden
Streifenelements (12)
an einer exakten Stelle in bezug auf die Über
wachungseinrichtung (30) ausgelegt ist, und daß die Rollen
einrichtung (70) wenigstens eine Rolle beinhaltet, die eine
abgeschrägte Fläche (80) und einen Flansch (78) an dem
obersten Rand der abgeschrägten Fläche (80) aufweist, wo
durch die Kante des Streifenelements dazu veranlaßt wird,
sich fest anliegend gegen den Flansch (78) zu setzen und
dadurch eine zuverlässige und reproduzierbare Bezugsfläche
für die Überwachungseinrichtung (30) geschaffen ist.
Applications Claiming Priority (1)
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