DE3908862A1 - Oberflaechenpruefeinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberflächenprüfeinrichtung zum Querabtasten der Oberfläche eines Bandmaterials, das sich kontinuierlich in Längsrichtung bewegt, um Oberflächenfehler des Band- oder Bahnmaterials zu erfassen, um hierdurch den Oberflächenzustand des Band- bzw. Bahnmaterials zu qualifizieren oder einzuschätzen.

Verschiedene Einrichtungen und Geräte sind bekannt, um eine Oberfläche eines sich kontinuierlich bewegenden Band- oder Bahnmaterials, wie z. B. Filme, Papierbahnen, dünne Folien oder dgl. zu erfassen, mit einem Abtaststrahl in Richtung der Breite des Bahnmaterials, um Oberflächenfehler des Bahnmaterials für eine Einschätzung oder Qualifizierung des Bahnmaterials zu erfassen. Einige dieser Oberflächenabtasteinrichtungen verwenden einen fotoelektrischen Detektor, der Licht erfaßt, das durch Oberflächenfehler des Bahnmaterials moduliert bzw. verändert wird, um Oberflächenfehlersignale zu erzeugen. Auf der Grundlage solcher Oberflächenfehlersignale wird eine Entscheidung getroffen, ob das Bahnmaterial unzulässige Oberflächenfehler aufweist. Da sie berührungslos arbeiten und eine Hochgeschwindigkeits-Oberflächenfehlererfassung gestatten, können diese Oberflächenprüf- oder Untersuchungseinrichtungen bzw. -geräte im Rahmen einer Bandmaterial- oder Bahnmaterial-Produktionslinie in weitem Umfang angewandt werden.

Eine dieser Oberflächenprüfeinrichtungen verwendet einen Filterschaltkreis zum Ausfiltern des Rauschens, das in erfaßten Oberflächensignalen enthalten ist, wobei die gefilterten Oberflächensignale an einen Binärsignal-Erzeugerschaltkreis gelegt werden. Der Binärsignal-Erzeugerschaltkreis vergleicht das Oberflächensignal mit einem bestimmten Grenzwertniveau (THLD), um es in ein binäres Signal umzuwandeln.

Oberflächensignale, die durch ein Bahnmaterial moduliert bzw. bestimmt sind, das ein ungleichmäßiges oder regelmäßig strukturiertes Oberflächenmuster in Querrichtung des Band- oder Bahnmaterials aufweist, weisen häufig unübliches Rauschen auf, das regelmäßig während wiederholter Querabtastungen erzeugt wird. Daher sollte der Grenzwert höher sein als ein Maximalwert bzw. -niveau solchen regelmäßig erzeugten, unüblichen Rauschens, das verhältnismäßig hoch ist. Daher können nur solche Oberflächenfehler erfaßt werden, die Fehlersignale hervorrufen, deren Signalniveau höher ist als das Grenzwertniveau.

Es ist daher ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Oberflächenprüfeinrichtung zu schaffen, die Oberflächenfehler von Band- oder Bahnmaterial, das sich kontinuierlich in Längsrichtung des Band- oder Bahnmaterials bewegt, mit einem gewünschten Prüfniveau erfassen kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Oberflächenprüfeinrichtung zu schaffen, die Oberflächenfehler eines Band- oder Bahnmaterials erfassen kann, das sich kontinuierlich in Längsrichtung des Band- oder Bahnmaterials bewegt, welches ein Oberflächenmuster aufweist, das gleichmäßig in Längsrichtung des Bahnmaterials, jedoch regelmäßig strukturiert in Querrichtung desselben ist.

Die vorbeschriebenen Ziele der vorliegenden Erfindung werden bei einer Oberflächenprüfeinrichtung zum Inspizieren bzw. Prüfen einer Oberfläche eines Band- oder Bahnmaterials, das in Längsrichtung sich bewegt, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Oberfläche in Richtung der Breite des Band- oder Bahnmaterials mit einem Lichtstrahl, wie z. B. einem Laserstrahl, wiederholt abgetastet ist, wobei die Oberfläche den Lichtstrahl moduliert. Die Oberflächenprüfeinrichtung umfaßt erfindungsgemäß eine Oberflächensignal-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des modulierten Lichtes von dem Bahnmaterial als Oberflächensignale, eine Teilungseinrichtung zum Unterteilen der Breite des Bahnmaterials in eine Mehrzahl von Querabschnitten für jede Querabtastung, um so eine Mehrzahl von Längsgebieten oder Längsbahnen zu bilden bzw. zu begrenzen, die die Querabschnitte jeweils bilden, eine Kennzeichnungseinrichtung zum Spezifizieren zumindest einer der Längsflächen oder Bahnen, die geprüft bzw. untersucht werden sollen und eine Prüfeinrichtung zum Trennen der Oberflächensignale von den spezifizierten Längsflächen oder Bahnen von den (übrigen) Oberflächensignalen von der Oberflächensignal-Erfassungseinrichtung, um die separierten bzw. abgetrennten oder ausgesonderten Oberflächensignale zur Qualifizierung der Oberfläche des Bahnmaterials zu bewerten.

In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Oberflächenprüfeinrichtung eine Binärsignal-Erzeugungseinrichtung auf. Die Binärsignal-Erzeugungseinrichtung wandelt die separierten bzw. ausgewählten oder abgetrennten Oberflächensignale in Binärsignale um, indem sie diese mit einem bestimmten Grenzwert vergleicht, der je nach dem Prüfniveau variabel ist. Das Qualifizieren bzw. Bewerten der Oberfläche der Bahn wird durch Bewerten der binären Oberflächensignale ausgeführt.

Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Oberflächenprüfeinrichtung zumindest zwei Prüfeinheiten auf. Jede Prüfeinheit enthält eine Binärsignal-Erzeugungseinrichtung. Die Grenzwerte für die beiden Binärsignal-Erzeugungseinrichtungen unterscheiden sich voneinander.

Die Oberfläche des Band- oder Bahnmaterials wird in eine Mehrzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Flächen oder Bahnen eingeteilt. Eine Bahn oder Bahnen mit regelmäßigem Oberflächenmuster bzw. -mustern, die sich in Längsrichtung erstrecken, werden für die Bahnoberflächenprüfung oder -qualifizierung ausgeschlossen. Mit anderen Worten, zumindest eine Bahn wird wirksam einer Prüfung für die Oberflächenbestimmung bzw. Qualifikation der Oberfläche unterworfen. Die Bahn-Kennzeichnung oder Bahn-Ausschließung gestattet es, falsche Oberflächenfehlersignale, erzeugt durch das regelmäßige bzw. regelmäßig strukturierte Oberflächenmuster zum Zwecke einer exakten Oberflächeninspektion bzw. Oberflächenprüfung zu vermeiden.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Oberflächen­ prüfeinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 Wellenformen der Signale, die von den verschie­ denen Elementen nach Fig. 1 erzeugt werden,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Oberflächen­ prüfeinrichtung nach einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Teildraufsicht, die eine Oberfläche eines Band- oder Bahnmaterials mit einem regelmäßigen Oberflächenmuster bzw. einer regelmäßig struk­ turierten Oberfläche zeigt, die abgetastet wer­ den soll,

Fig. 5 Wellenformen der Signale, die von den verschie­ denen Elementen nach Fig. 3 erzeugt werden,

Fig. 6A und 6B Teildraufsichten, die Oberflächen von Band- oder Bahnmaterialien mit regelmäßigem bzw. regelmäßig strukturiertem Oberflächen­ muster zeigen, die abgetastet werden sollen,

Fig. 7A und 7B Wellenformen der Signale, erzeugt durch die Oberfläche, die in Fig. 6A gezeigt ist und herrührend von den verschiedenen Elementen nach Fig. 3, und

Fig. 8A und 8B Wellenformen von Signalen, die durch die Oberfläche, gezeigt in Fig. 6B, erzeugt werden und die von den verschiedenen Elementen nach Fig. 3 herrühren.

Bevor die vorliegende Erfindung im einzelnen erläutert wird, wird auf die Fig. 6A, 6B, 7 und 8 Bezug genommen, um kurz den Hintergrund der vorliegenden Erfindung zu erläutern, wodurch ein besseres Verständnis für die Oberflächensignale, die durch Bahn- bzw. Bandmaterialien (nachfolgend Bahnmaterialien genannt) mit im wesentlichen regelmäßigen Oberflächenmustern erzeugt werden. Bezug nehmend auf Fig. 6A ist eine Oberfläche eines Bahnmaterials, die geprüft werden soll, gezeigt, mit einem Oberflächenmuster, welches Bereiche einschließt, die sich kontinuierlich in Längsrichtung, in der Bahnmaterial zur Oberflächenprüfung bewegt wird, erstrecken. Abtastlicht, reflektiert und moduliert durch eine derartige Oberfläche, wird als fotoelektrisches Ausgangssignal erhalten, wie es in Fig. 7A dargestellt ist. Das fotoelektrische Ausgangssignal wird gefiltert, wodurch Oberflächensignale erzeugt werden, wie sie in Fig. 7B gezeigt sind.

Fig. 6B zeigt eine Oberfläche eines anderen Bahnmaterials mit einer unebenen Oberfläche, deren Muster sich regelmäßig in Längsrichtung oder Bahnlaufrichtung erstreckt. In vergleichbarer Weise wird das durch eine derartige Oberfläche reflektierte und modulierte Abtastlicht als fotoelektrisches Ausgangssignal empfangen, das in Fig. 8A dargestellt ist und das fotoelektrische Ausgangssignal wird gefiltert, um Oberflächensignale zu erhalten, wie sie in Fig. 8B gezeigt sind.

In jedem Fall enthalten die Oberflächensignale regelmäßig nicht übliche Rauschsignale, hier als "unübliches Rauschen" bezeichnet, das in Abhängigkeit von dem Oberflächenmuster erzeugt wird. Um solches unübliches Rauschen für die Oberflächenprüfung auszuschalten, sollte ein Schwellwertniveau oder Grenzwertniveau bzw. Wert zur Bewertung der Oberflächensignale auf ein Niveau festgesetzt werden, das höher liegt als das maximale Niveau des unüblichen Rauschens, wie dies durch die unterbrochene Linie in Fig. 7B oder 8B gezeigt ist. Daher können nur diejenigen Oberflächensignale, erzeugt durch Oberflächenfehler, die höher sind als das Schwellwertniveau bzw. der Grenzwert, wirksam für die Oberflächenbewertung verwendet werden, wodurch das Niveau oder die Genauigkeit der Oberflächenprüfung beträchtlich herabgesetzt wird.

Bezug nehmend nunmehr auf Fig. 1 ist eine Oberflächenprüfeinrichtung bzw. Oberflächenprüfgerät- oder -Apparat nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei ein Bahnmaterial 1 A, das einer Oberflächenfehlerprüfung unterzogen wird, kontinuierlich in Längsrichtung bewegt oder transportiert wird oder in eine Richtung bewegt wird, die durch einen Pfeil 2 angegeben ist und diese Bewegung erfolgt mit konstanter Bewegungsgeschwindigkeit. Während sich das Bahnmaterial 1 A in Längsrichtung bewegt, tastet ein Laserstrahl 3 die obere Oberseite bzw. obere Oberfläche des Bahnmaterials 1 A in Querrichtung bzw. in Richtung der Breite des Bahnmaterials 1 A von rechts nach links in Fig. 1 ab. Der Laserstrahl 3, der durch eine Laserstrahlquelle 4 abgestrahlt wird, wird durch eine der Spiegelflächen eines polyetrischen bzw. vielflächigen Spiegels 6, der sich im Gegenuhrzeigersinn mit konstanter Geschwindigkeit dreht, reflektiert und auf die obere Oberseite bzw. obere Oberfläche des Bahnmaterials 1 A durch ein Fokussierobjektiv 5 fokussiert. Der Laserstrahl 3 bewegt sich entlang einer Querlinie 3 A des Bahnmaterials 1 A im Ergebnis der Rotation des vielflächigen Spiegels 6 im Gegenuhrzeigersinn, die durch eine Antriebsquelle 9 veranlaßt wird.

Ein Fotodetektor 10 ist oberhalb (overhead) des Bahnmaterials 1 A angeordnet und rechtwinklig zur Längsrichtung des Bahnmaterials 1 A orientiert, um den Laserstrahl 3, in seiner Intensität durch die obere Oberseite bzw. obere Oberfläche des Bahnmaterials 1 A moduliert und reflektiert und auf zunehmen und gibt elektrische Ausgangssignale als Oberflächensignale ab. Das Oberflächensausgangssignal des Fotodetektors 10 ist in seinem Niveau proportional der Intensität des reflektierten Laserstrahls 3, der hierdurch aufgenommen wird und wird an eine Filterschaltung 11 gelegt, um Gleichstrom-Rauschkomponenten aus diesem auszufiltern, um somit ein geeignetes Oberflächensignal D 2 zu schaffen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Das Oberflächensignal D 2 wird anschließend zu einem Binärsignal-Erzeugungsschaltkreis 12 zum Bilden eines binären Oberflächensignals D 3 vom "H"-Niveau übertragen, wobei nur dann das Vorhandensein eines kritischen Oberflächenfehlers in der Oberfläche des Bahnmaterials 1 A auf diese Weise erfaßt bzw. angezeigt wird, wenn das Oberflächensignal D 2 größer ist als ein bestimmtes Schwellwertniveau bzw. ein bestimmter Grenzwert THLD. Das Schwellwertniveau (nachfolgend als Grenzwert bezeichnet) THLD kann in geeigneter Weise durch eine Einstelltaste 19 a einer Tastatur 19 verändert werden.

Wenn das Bahnmaterial 1 A ein Oberflächenmuster aufweist, das sich in seiner Bewegungsrichtung nicht ändert, wie es in Fig. 6A gezeigt ist, sollte es erforderlich sein, die Oberfläche des Bahnmaterials 1 A, die abgetastet werden soll, für jede Querabtastung des Bahnmaterials 1 A in verschiedene Oberflächenabschnitte oder Bahnen, z. B. Oberflächenbahnen Nr. 1 bis Nr. 7, wie in Fig. 2 gezeigt, zu unterteilen. Wenn kein unregelmäßiges Rauschen für die Oberflächenbahn Nr. 1, Nr. 3, Nr. 5 und Nr. 7 während einer einzigen Querabtastung des Bahnmaterials 1 A auftritt, werden alle Ausgangssignale von dem Fotodetektor 10 für die Oberflächenbahnen Nr. 1, Nr. 2, Nr. 5 und Nr. 7 wirksam verwendet, um die Oberfläche des Bahnmaterials 1 A einzuschätzen bzw. zu bewerten. Die Oberflächenbahnen, deren Oberflächensignale wirksam verwendet werden können, um den Oberflächenzustand des Bahnmaterials 1 A zu bewerten, werden durch Zahlentasten 19 b der Tastatur 19 bezeichnet.

In gleicher Weise werden dann, wenn das Bahnmaterial 1 A eine nicht ebene Oberfläche in Richtung seiner Breite aufweist, jedoch keine Oberflächenänderung in seiner Bewegungsrichtung aufweist, wie dies in Fig. 6B gezeigt ist, die Oberflächenbahnen, deren Oberflächensignale wirksam verwendet werden können, um den Oberflächenzustand des Bahnmaterials 1 A zu bewerten, durch Zahlentasten 19 b der Tastatur 19 bezeichnet.

Ein Fotodetektor 16 ist außerhalb des Bewegungsweges des Bahnmaterials 1 A angeordnet, um den Laserstrahl 3 in einer Vergleichsstartlage zu erfassen, von der aus eine Querabtastung beginnt. Wenn der Fotodetektor 16 den Laserstrahl 3 erfaßt, erzeugt er ein Triggersignal S, gezeigt in Fig. 2, das nach Ablauf einer besimmten Zeitspanne von der Erzeugung des Triggersignals S an einen Bahnsignal-Erzeugerschaltkreis 18 betätigt. Die Verzögerungszeit bzw. der bestimmte Zeitablauf wird entsprechend der Zeit bestimmt und festgelegt, die der Laserstrahl 3 benötigt, um zwischen dem Fotodetektor 16 und der Seitenkante des Bahnmaterials 1 A zu laufen bzw. sich zu bewegen. Die Bahnsignal-Erzeugerschaltung 18 erzeugt ein die Oberflächenbahn repräsentierendes Signal D 1 in Übereinstimmung mit der Rotation des vielflächigen Spiegels 6, das seinerseits an eine Oberflächensignal-Auswahlschaltung 15 gelegt wird. Das die Oberflächenbahn bezeichnende Signal D 1 umfaßt, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Signal in Form eines Rechteckimpulses bestimmter Höhe bzw. eines bestimmten Höhenniveaus "H", um die bezeichneten Bahnoberflächenabschnitte des Bahnmaterials 1 A zu definieren und die Bahnoberflächenabschnitte zu bezeichnen, die wirksam abgetastet werden können, um Oberflächenfehler zu erfassen.

Der Oberflächensignal-Auswahlschaltkreis 15 verarbeitet die binären Oberflächensignale D 3 von der Binärsignal-Erzeugerschaltung 12 nur während der Anwesenheit des Oberflächenbahn-Bezeichnungssignals D 1 mit hohem Niveau "H" von der Oberflächenunterteilungs-Signalerzeugungsschaltung 18. Das heißt, wenn das binäre Oberflächensignal D 3, erzeugt von der Binärsignal-Erzeugerschaltung 12, das hohe Niveau "H" aufweist, versorgt der Oberflächensignal-Auswahlschaltkreis 15 entsprechend einen Computer 8 mit einem Bewertungssignal D 4 von hohem Niveau (H).

Der Computer 8 bewertet die Verteilung der Oberflächenfehler der bezeichneten oder ausgewählten Oberflächenbahnen durch Verwenden der Bewertungssignale D 4 von dem Oberflächensignal-Auswahlschaltkreis 15.

Eine Kodiereinrichtung 50 (encoder), angeordnet unterhalb des Bewegungsweges des Bahnmaterials 1 A, erzeugt Bahngeschwindigkeitsimpulse (line speed pulses), die die Bewegungslänge des Bahnmaterials 1 A in Längsbewegungsrichtung 2 angeben und die an den Computer 8 gegeben werden. In bezug auf diese Bahngeschwindigkeitsimpulse erfaßt der Computer 8 eine bestimmte Anzahl von Datenzellen, nämlich eine bestimmte Bewegungslängeneinheit des Bahnmaterials 1 A, das untersucht werden soll. Die Ergebnisse dieser Oberflächenfehlerbewertung und Daten bezüglich der Lage der Datenzellen, d. h. der Bewertungsbereiche des Bahnmaterials 1 A, werden durch einen Drucker 40 ausgedruckt.

Die Arbeitsweise des so aufgebauten Oberflächenprüfapparates wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Wenn das Bahnmaterial 1 A eine streifenförmig gemusterte Oberfläche aufweist, wie sie in Fig. 6A gezeigt ist, wird das Bahnmaterial 1 A in, in diesem Ausführungsbeispiel sieben Oberflächenbahnen, d. h. die Oberflächenbahnen Nr. 1 bis Nr. 7 eingeteilt bzw. unterteilt und Oberflächensignale für die Oberflächenbahnen Nr. 1, Nr. 3, Nr. 5 und Nr. 7 werden wirksam verwendet. Befehle zur Unterteilung des Bahnmaterials 1 A und zur ausgewählten Bewertung der Oberflächenbahnen Nr. 1, Nr. 3, Nr. 5 und Nr. 7 werden über die Tastatur 19 eingegeben und durch den Computer 8 an die Bahnsignal-Erzeugerschaltung 18 gegeben. Diese Befehle werden in einem Speicher in dem Bahnsignal-Erzeugerschaltkreis 18 gespeichert.

Die Anriebseinrichtung 9 veranlaßt die Drehung des vielflächigen Spiegels 6 und die Laserstrahlquelle 4 wird angeregt und beginnt mit der Querabtastung der oberen Oberseite bzw. oberen Oberfläche des Bahnmaterials 1 A. Wenn der Fotodetektor 16 den Laserstrahl 3 in der Vergleichsstartlage erfaßt, versorgt er den Bahnsignal-Erzeugerschaltkreis 18 mit dem Triggersignal S. Nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne vom Empfang des Triggersignals S an liefert der Bahnsignal-Erzeugerschaltkreis 18 die Bahnbezeichnungssignale D 1 an den Oberflächensignal-Auswahlschaltkreis 15 entsprechend den Befehlen, die von dem Computer 8 gegeben und in dessen Speicher gespeichert worden sind.

Der Laserstrahl 3 wird durch die obere Oberseite bzw. obere Oberfläche des Bahnmaterials 1 A, das sich in Längsrichtung mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, moduliert und reflektiert und der reflektierte Laserstrahl 3 wird durch den Fotodetektor 10 erfaßt. Der Fotodetektor 10 erzeugt ein fotoelektrisches Signal als Oberflächensignal, dessen Signalniveau proportional der Intensität des modulierten Laserstrahls, reflektiert durch die Oberseite des Bahnmaterials 1 A, ist. Der Filterschaltkreis 11 filtert das Rauschen bzw. die Rauschsignale aus den Oberflächensignalen des Fotodetektors 10 aus und die gefilterten Oberflächensignale D 2 werden in den Binärsignalgenerator 12 gelegt. Wenn das Oberflächensignal D 2 höher ist als das bestimmte Schwellwertniveau bzw. der Grenzwert THLD, gibt der Binärsignalgenerator 12 ein binäres Oberflächenfehlersignal D 3 vom "H"-Niveau an die Oberflächensignal-Auswahlschaltung 15.

Wenn das binäre Oberflächensignal D 3 das "H"-Niveau aufweist, während ein Oberflächenbahn-Bezeichnungssignal D 1 vom "H"-Niveau kontinuierlich anliegt, gibt der Oberflächensignal-Auswahlschaltkreis 15 ein Oberflächenbewertungssignal D 4 vom "H"-Niveau aus und gibt dieses an den Computer 8.

Auf der Grundlage der Oberflächenbewertungssignale D 4 vom "H"-Niveau für mehrere Querabtastungen, bewertet der Computer 8 die Verteilung der Oberflächenfehler der ausgewählten Oberflächenbahn bzw. der ausgewählten Oberflächenbahnen. Das Ergebnis dieser Einschätzung bzw. Bewertung und die Positionsdaten der abgetasteten Datenzelle werden mit dem Drucker 40 ausgedruckt. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Niveau der Oberflächenfehlerprüfung durch Verändern des Schwellwertniveaus bzw. Grenzwertes THLD durch eine Einstelltaste 19 a der Tastatur 19 verändert werden kann. Ein Teil des Band- oder Bahnmaterials 1 A, das der Datenzelle oder den Datenzellen entspricht, bei denen Oberflächenfehler festgestellt wurden, werden als unter dem Standardqualitätsniveau liegend festgestellt.

Bezug nehmend auf die Fig. 3 bis 5 ist eine Oberflächenprüfeinrichtung bzw. ein Oberflächenprüfapparat nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt, mit einem weiteren Binärsignal-Erzeugerschaltkreis 22 und einem weiteren Oberflächensignal-Auswahlschaltkreis 25. Dieses Ausführungsbeispiel wird bevorzugt und vorteilhaft verwendet, um Band- bzw. Bahnmaterial 1 B zu prüfen, das ein Oberflächenmuster aufweist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, wobei die Oberseite bzw. die obere Oberfläche des Bahnmaterials 1 B eine Mehrzahl von Oberflächenbereichen aufweist, die in Querrichtung verhältnismäßig breit sind. Das heißt, die Oberseite des Bahnmaterials 1 B besitzt einen Oberflächenbereich B und und Oberflächenbereiche A an beiden Seiten des Oberflächenbereichs B. Die Oberflächengebiete A und B unterscheiden sich in ihrem normalen Oberflächenzustand.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, enthalten die gefilterten Oberflächensignale D 14 aus der Filterschaltung 11 Rauschen, jeweils moduliert durch die Oberflächengebiete A und B mit unterschiedlichem Oberflächenzustand, wobei dieses Rauschen nicht stets auf dem gleichen Niveau liegt. Um Fehler der Oberflächenbereiche A und B voneinander zu unterscheiden, sollten die optimalen Schwellwertniveaus bzw. Grenzwerte zwischen den Oberflächenbereichen A und B unterschiedlich sein. Da außerdem unübliches Rauschen regelmäßig an jeder Grenze zwischen den Oberflächenbereichen A und B für jede einzelne Querabtastung erzeugt wird, ist es zusätzlich und außerdem erforderlich, Oberflächensignale zu verwenden, die durch eine ausgewählte Oberflächenbahn oder -bahnen in gleicher Weise moduliert sind, wie dies für das Bahnmaterial 1 A mit einer streifenförmig gemusterten Oberfläche der Fall ist. Aus diesem Grund sollte die Oberfläche bzw. obere Oberseite des Bahnmaterials 1 B in z. B. fünf Bahnen, d. h. die Bahnen Nr. 1 bis Nr. 5 für jede einzelne Querabtastung durch Verwenden der Bahnbezeichnungssignale D 11 und D 12, erzeugt durch den Bahnsignal-Erzeugerschaltkreis 18, gezeigt in Fig. 15, entsprechend dem Oberflächenmuster, das in Fig. 4 für das Bahnmaterial 1 B gezeigt ist, unterteilt werden. Die Spezifizierung bzw. Auswahl oder Bezeichnung der Oberflächenbahn wird durch die numerische Tastatur bzw. Zahlentasten 19 b der Tastatur 19 ausgeführt. Außerdem werden zusätzlich zur Spezifizierung der Oberflächenbahn Befehle eingegeben, um die Oberflächensignale für die Oberflächenbahnen Nr. 1 und Nr. 5 für die Oberflächenbereiche A unter Ausschluß der Grenzen und die Oberflächenfehlersignale der Oberflächenbahn Nr. 3 für den Oberflächenbereich B unter Ausschluß der Grenzen zu verwenden. Die optimalen Grenzwerte bzw. Schwellwerte THLD-A und THLD-B für die Oberflächenbereiche A und B können jeweils in geeigneter Weise unabhängig voneinander durch eine Einstelltaste 19 c der Tastatur 19 verändert werden.

Die gefilterten Oberflächensignale D 14 aus der Filterschaltung 11 werden an den Binärsignal-Erzeugerschaltkreis gelegt, um mit dem Grenzwert THLD-A verglichen zu werden und binäre Oberflächensignale von "H"-Niveau D 15 bereitzustellen, wenn die gefilterten Oberflächensignale D 14 größer sind als das Grenzwertniveau THLD-A. Die gefilterten Oberflächensignale D 14 werden auch an den Binärsignal-Erzeugerschaltkreis 12 gelegt, um mit dem Grenzwertniveau THLD-B verglichen zu werden, um binäre Oberflächensignale vom "H"-Niveau D 16 bereitzustellen, wenn sie höher sind als der Grenzwert THLD-B. Die binären Oberflächensignale D 15 und D 16 werden anschließend jeweils an die Oberflächensignal-Auswahlschaltkreise 15 und 25 gelegt. Der Bahnsignal-Erzeugerschaltkreis 18 versorgt den Oberflächensignal-Auswahlschaltkreis 15 mit den die Bahnen Nr. 1 und Nr. 5 spezifizierenden Bahnbezeichnungssignalen vom "H"-Niveau D 11, um wahlweise die binären Oberflächensignale D 15 der Oberflächenbereiche A des Bahnmaterials 1 B ausgenommen der Grenzen als Bewertungssignale D 17 auszugeben. In vergleichbarer Weise versieht der Bahnsignal-Erzeugerschaltkreis 18 den Oberflächensignal-Auswahlschaltkreis 15 mit einem die Bahn Nr. 3 spezifizierenden Signal D 12 vom "H"-Niveau, um wahlweise die binären Oberflächensignale D 16 des Oberflächenbereiches B des Bahnmaterials 1 B mit Ausnahme der Grenzen als Bewertungssignale D 18 bereitzustellen.

Der Computer 8 prüft die Bewertungssignale D 17 und D 18, um die Verteilung der Oberflächenfehler jeder der ausgewählten Oberflächenbereiche A oder B für eine Qualifizierung der Oberfläche zu bewerten bzw. einzuschätzen.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert wurde, ist für den Fachmann offensichtlich, daß verschiedenartigste Abweichungen und Modifikationen vorgenommen werden können. Daher sind sämtliche derartigen Veränderungen, soweit sie nicht ausdrücklich ausgenommen sind, vorzugsweise im Rahmen der Ansprüche vom Umfang der Erfindung umfaßt.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Prüfen der Oberfläche eines Bahnmaterials, das sich in Längsrichtung mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, durch Abtasten der Oberfläche in Richtung der Breite der Oberfläche mit einem Lichtstrahl. Der Abtastungslichtstrahl, moduliert durch die Oberfläche, wird empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das in Teilungssignale unterteilt wird, die die Längsbereiche der Oberfläche repräsentieren. Zumindest einer der Längsbereiche oder Bahnen, in die die Oberfläche unterteilt ist, wird als der Oberflächenprüfung unterworfen spezifiziert bzw. gekennzeichnet. Oberflächensignale der spezifizierten Längsbereiche oder Bahnen werden von den Oberflächensignalen getrennt und bewertet, um die Oberfläche des Bahnmaterials zu qualifizieren.

Claims (5)

1. Einrichtung zum Prüfen einer Oberfläche eines kontinuierlich sich bewegenden Bahnmaterials durch wiederholtes Abtasten der Oberfläche in Richtung der Breite des Bahnmaterials mit einem Lichtstrahl, wobei der Lichtstrahl durch die Oberfläche moduliert wird, gekennzeichnet durch
eine Oberflächensignal-Erfassungseinrichtung (10) zum Erfassen modulierten Lichtes von dem Bahnmaterial (1 A, 1 B) als Oberflächensignale,
eine Unterteilungseinrichtung (18) zum Unterteilen der Breite des Bahnmaterials (1 A, 1 B) in eine Mehrzahl von Querabschnitten für jede Querabtastung, um so eine Mehrzahl von Längsbereichen zu definieren, die jeweils diese Querschnitte aufweisen,
eine Spezifizierungs- bzw. Kennzeichnungseinrichtung zum Spezifizieren zumindest eines der Längsbereiche, der der Prüfung unterzogen werden soll, und
eine Prüfeinrichtung zum Trennen von lediglich diesem spezifizierten Oberflächenbereich zugehörigen Oberflächensignalen von den übrigen Oberflächensignalen von der Oberflächensignal-Erfassungseinrichtung (10), um die abgetrennten Oberflächensignale zu bewerten, um die Oberfläche des Bahnmaterials (1 A, 1 B) zu bewerten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung aufweist: eine Binärsignal-Erzeugereinrichtung (12) zum Umwandeln der abgetrennten Oberflächensignale in binäre Signale durch Verwenden eines bestimmten Schwellwertes (THLD), um die binären Oberflächensignale für eine Oberflächeneinschätzung zu bewerten.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert (THLD) veränderlich ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei dieser Prüfeinrichtungen (12, 22; 15, 25) vorgesehen sind, die jeweils eine Binärsignal-Erzeugereinrichtung (12, 22) zum Umwandeln der abgetrennten Oberflächensignale in binäre Signale durch Verwenden unterschiedlicher, vorgegebener Schwellwerte (THLD-A, THLD-B) zur Bewertung des binären Oberflächensignals für die Oberflächenqualifizierung bzw. -bewertung aufweisen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Schwellwerte (THLD-A, THLD-B) unabhängig voneinander veränderbar sind.