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DIPLOM-INGENIEUR
Europ. Patentanmeldung 82400257.0 Anm.: Cie Electro Mecanique
C.E.M. L-ml 196-02
28. Dezember 1982 Patentansprüche
Verfahren zur Untersuchung von transparenten Folienmaterialien während des Bandlaufs, um die Fehlstellen des Materials aufzudecken
und um einerseits die Fehler und andererseits die auf der genannten transparenten Folie abgelagerten Fremdkörper
zu unterscheiden, dadurch gekennzein e t, daß eine der Seiten der genannten transparenten Folie (1)
mittels einer Lichtquelle (6) mit schmaler öffnung und mit geringer Stärke beleuchtet wird, die ein diffuses Licht ausstrahlt;
daß man mittels eines geeigneten konvergenten optischen Systems (2), das jenseits der anderen Seite der betrachteten
transparenten Folie und auf einer zu ihrer Ebene senkrechten Achse angeordnet ist, das reelle scharfe Bild der Lichtquelle (6)
in einer imaginären Ebene, die sich vor dem Photodetektor (3) befindet, -abbildet; daß man den Photodetektor (3) an der
Stelle aufstellt, wo sich mittels desselben optischen Systems (2) das reelle scharfe Bild der Oberfläche der betrachteten
Folie (1) in der Weise bildet, daß seine optische Achse sich von der Lichtquelle (6) in einer Entfernung (x) befindet, so daß er
ständig einen Streifen des reellen ·. Bildes der genannten
Lichtquelle bekommt, das sich in der vorgelagerten Ebene scharf und auf seiner Höhe unscharf abbildet; daß man die Stärke der
Lichtquelle (6) genügend schwach regelt, damit die konstante Lichtmenge, "Lichtschwelle" genannt, die vom'Photodetektor (3)
empfangen wird, auf dem sich der Streifen des reellen, unscharfen Bildes der Lichtquelle (6) abbildet, immer unter
der Reizschwelle, "Fehlerschwelle" genannt, für das Auslösen des Analysensystems bleibt, das die vom Photodetektor (3)
ausgestrahlten Signale empfängt und verarbeitet/ wobei die genannte "Fehlerschwelle" erreicht und überschritten wird,
wenn ein Fehler auf dem beobachteten Material vorbeizieht, der ein Abweichen des Strahlenbündels durch Brechung hervorruft;
daher Bildung eines hellen scharfen Bildes des genannten Fehlers auf dem Photodetektor (3) oberhalb des unscharfen,
von ihm ständig teilweise empfangenen Bildes, was die Abgabe eines Signals hervorruft, das von den entsprechenden
Geräten aufgenommen und weiterverarbeitet wird, und wobei
das Vorbeiziehen eines lxchtundurchlässigen Gegenstandes, der lediglich auf der transparenten beobachteten Folie abgelagert
ist, durch seine Lichtundurchlässigkext selbst nur ein Verblassen des reellen Bildes hervorruft, das teilweise vom
Photodetektor ständig empfangen wird, dessen Erregung in diesem Fall unter der konstanten "Lichtschwelle" bleibt, wodurch ermöglicht
wird, ihn entweder nicht oder ihn als solchen zu bemerken, wobei die Wahrnehmung der Fehler einerseits und des
Schmutzes andererseits mittels eines einzigen Photodetektors gewährleistet ist, der eine einmalige Stellung einnimmt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die optimale Stellung der Lichtquelle (6) in bezug auf die optische Achse des Photodetektor-Systems (3)
so ist, daß in diesem Punkt die optische Verstärkung, dargestellt
durch Go * optimal ist, wobei A die Amplitude des vom
Detektorgerät (3) ausgestrahlten Signals ist und (x) die Entfernung der.Lichtquelle (6) von der optischen Achse des
Detektorsystems. (3) darstellt, und wobei die genannte
Stellung des Detektors in bezug auf die Lichtquelle definiert wird als der Bereich des "Mischfeldes" zwischen dem sogenannten Bereich des "hellen Feldes", das ein Maximum an
Beleuchtung aufweist, und dem sogenannten Bereich des "schwarzen Feldes", das dadurch gekennzeichnet ist, daß die lichtundurchlässigen Körper, die einer Lichtausstrahlung ausgesetzt
sind, die Wirkung der Beugung hervorrufen, die von dem vorliegenden Verfahren ausgeschlossen ist.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß allen vorangegangenen
Ansprüchen, dadurch gekennzeichn
e t, daß die Lichtquelle (6),die sich unter der zu kontrollierenden
transparenten Fläche, die vorbeiläuft, befindet, schwach und linear ist, in bezug auf die Richtung des Vorbeilaufens
der genannten Fläche in einem Winkel von 45° steht, parallel zur Horizontalebene der genannten Fläche und gleichzeitig
parallel zur Vertikalebene, die die optische Achse des konvergenten Systems (2) und das lineare Netz der Photodioden
(3) enthält, das das lichtempfangende Element darstellt, und sich letztlich in bezug auf diese Vertikalebene in einer
Entfernung (x) befindet, so daß das genannte Detektornetz das berührt, was als der äußerste Streifen des reellen unscharfen
Bildes betrachtet werden kann, das von dem optischen System (2) in der Ebene des Photodiodennetzes (3) wiedergegeben wird,
das selbst in der Horizontalebene angeordnet ist, auf die das reelle scharfe Bild der zu kontrollierenden transparenten
Fläche und jeden Fehlers, den sie aufweisen kann, projiziert wird; wobei die reziproken Längen und Stellungen der Lichtquelle (6) und des Photodiodennetzes so sind, daß das reelle
unscharfe Bild, das das optische System (2) von der Licht-
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quelle (6) auf die Ebene des Netzes (3) wiedergibt, die Länge des genannten Netzes abdeckt; das zyklische Abtasten
der gesamten Oberfläche des Glases geschieht, ohne daß zwischen der Lichtquelle (6) und dem Photodiodennetz
(3) ein bewegliches mechanisches Gerät eingesetzt würde, da ihr elektronisch eine Abtastfrequenz durch das
Steuerelement auferlegt wird, wobei das Netz selbst eine eigene Testperiode von Diode zu Diode aufweist.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß, damit die Entfernung (x), in der sich die Lichtquelle von der Vertikalebene befinden muß, ,
in der sich die optische Achse des konvergenten Systems (2) und das lineare Netz der Photodioden (3) befinden, mit
äußerster Präzision unverändert sowie die Parallelität der Lichtquelle (6) und dieser Vertikalebene vollkommen bleiben,
um die optische Leistung auf der ganzen Länge des Detektornetzes optimal zu halten trotz der Änderungen, die in der
Natur der zu kontrollierenden transparenten Fläche liegen, oder der räumlichen Abweichungen, die mit der Zeit in dem
Gestell des Apparates selbst auftauchen können, das lineare Netz der Photodioden (3) auf einer Platte angebracht wird,
die mit zwei kreisförmigen Zahnsegmenten (10) versehen ist, die sich diametral entgegengesetzt auf beiden Seiten des
Netzes befinden und entweder gleichzeitig oder voneinander getrennt mit gleichen oder verschiedenen Geschwindigkeiten
und in der gleichen Richtung oder entgegengesetzt mittels Förderschnecken (VT)/ die wiederum von jeder geeigneten
irreversiblen Vorrichtung angetrieben werden können, beauf-
schlagt werden, und zwar schrittweise, durch zwei Motore (12), die unabhängig voneinander gemäß der von
jeder der Photodioden erhaltenen Lichtmenge gesteuert werden, derart, daß das genannte Netz automatisch parallel
zu sich selbst oder im Winkel verschoben werden und sogar die beiden Bewegungen gleichzeitig ausführen kann, so daß
es sich gemäß ihrer Resultierenden mit einem Maximalwert (kx) verschiebt, wobei k der Verkleinerungskoeffizient
des optischen Systems ist.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das auf das Photodiodennetz (3)
projizierte reelle scharfe Bild der Breite der transparenten Fläche größer als dieses Netz ist, mehrere Detektoreinheiten
nebeneinandergestellt werden, die jede auf beiden Seiten der transparenten Fläche (1) eine Lichtquelle (6), ein
optisches System (2) und ein Detektornetz (3) haben, wobei jede in einem Winkel von 45° in bezug auf die Laufrichtung
der transparenten Fläche steht und wobei der gegenseitige Standort jeder dieser Einheiten bzw. Geräte an den gemeinsamen
Grenzen einen Bereich der Überlappung ihrer Lichtprojektion hat, um jede Unterbrechung zwischen ihnen zu vermeiden.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Geschwindigkeitsmesser (16), der
die Information bezüglich der Geschwindigkeit des Vorbeiziehens der zu kontrollierenden transparenten Fläche liefert,
es erlaubt, die Koordinaten des eventuell entdeckten Fehlers festzustellen, wobei die Nummer der erregten Photodiode die
Abzissen und der Geschwindigkeitsmesser die Ordinaten liefert,
wobei es die gleiche Information außerdem erlaubt, die Frequenz des Abtastens der Photodiodennetze festzulegen,
die notwendig sind, um die ganze Fläche des Bands (1) auf die gleiche Art zu kontrollieren, egal wie groß die Durchlaufgeschwindigkeit
ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Markierungselement (17) , das durch die so gelieferten Koordinaten-Informationen gesteuert wird
und das die materielle Feststellung der Lage des Fehlers auf der so kontrollierten Fläche sicherstellt, aus einem Wagen
besteht, der sich auf einem Führungselement befindet, das die ganze Breite des kontrollierten Bands einnimmt, wobei
seine Verschiebung durch einen Motor mit verstärktem Anlauf- und Bremsmoment gesteuert wird, der die Abzisseninformationen
durch die Nummer der Diode erhält, die von dem entsprechenden Fehler erregt wurde, wobei die Auslösung der Markierung selbst
gemäß den Ordinaten geschieht, die durch die Informationen, die der Geschwindigkeitsmesser liefert, festgelegt sind, wobei
diese beiden Informationen im Moment der Feststellung des Fehlers gespeichert werden, und wobei die Geschwindigkeitsinformation des Auslösen im Moment des Vorbeiziehens des
Fehlers unter dem Markierungsgerät ermöglicht, das einen festen Körper aufweist, der eine sichtbare Markierung auf der kontrollierten
Fläche hinterlassen kann, derart, daß das oder die so beschaffenen Markierungsgeräte sich senken, bis sie die
Fläche (1) im für die Markierung festgelegten Moment berühren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch ge ken nz
e i c h η e t, daß die gradlinige Öffnung jedes Behälters,
der jede Lichtquelle (6) enthält, einem Druckluftgebläse ausgesetzt
ist, das die Verstaubung jeder dieser Quellen verhindern
- 7 soll.
9. Vorrichtung nach sämtlichen vorhergehenden Ansprüchen,
dad ü r c h g e k en η ζ e i c hne t, daß die
elektrischen Signale, die von jeder der Photodioden des Detektornetzes (3) ausgehen, nach Verstärkung einem
Komparator (2 6) weitergegeben werden, der übrigens getrennt
davon die Information der Lichtschwelle und die der Fehlerschwelle
erhält, wodurch es möglich wird, Lichtwerte und Fehlerwerte zu erhalten, die getrennt gespeichert und von
einem Rechner analysiert werden können, der lebende oder tote Speicher, aufnehmende Datenverarbeitungsanlage genannt,
beinhaltet, welche, abhängig von Außeninformationen, die von jeder Ein- und Ausgabemaschine (27) erhalten werden,
Resultate liefert, die, von jeder Störung durch ein Sende-Empfangsgerät
(31) gefiltert, das auch die Information des Geschwindigkeitsmessers erhält, zur Entscheidungs-Datenverarbeitungsanlage
(21) weitergeleitet werden, die die entsprechenden Befehle an jedes Maschinenelement weitergibt,
wie an den Leistungsverstärker (32), um die Beleuchtungsstärke der Lichtquellen (6) zu regeln, damit die Beständigkeit
der "Lichtschwelle" an den elektronischen Regeleinrichtungen für die Frequenz des Abtastens der Breite des Bildes durch die
Photodioden, das dieselben abhängig von der vom Geschwindigkeitsmesser (16) gelieferten Geschwindigkeitsinformation kontrollieren, und
an der Markierungseinrichtung gemäß den Koordinaten des eventuellen Fehlers, sichergestellt ist, wobei die Schrittmotor© (12),
die die Entfernung (kx) des Photodiodennetzes (3) in bezug auf das Bild der Lichtquelle sowie seine Parallelität in bezug auf
diese aufrecht erhalten sollen, von der empfangenden Datenverarbeitungsanlage gesteuert werden.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekenn-
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zeichnet, daß eine elektronische Abdeckmaske vorgesehen wird, um die Photodioden automatisch blind werden
zu lassen, die einer Bildbreite entspricht, die von beiden
Seiten des kontrollierten Bands (1) festgelegt ist, egal um welche Breite es sich handelt } so daß weder das Bild
des Bandrandes selbst, der nicht immer gradlinig ist, als Fehler gewertet wird noch die Spuren der Antriebsräder, die
die Ränder aufweisen.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn eine überlappungs.fläche (13) zwischen den von mehreren Lichtquellen beleuchteten Flächen
existiert, das eventuelle Fehlersignal, das das erste erreichte
Netz abgibt, gespeichert wird und die Erregung der entsprechenden Diode oder der entsprechenden Dioden des
zweiten Netzes in Richtung des Abspulens, das der gleichen
Überlappungsfläche entspricht, verhindert wird bis zu dem Moment, wo der gleiche Fehler in der Höhe der Diode oder der
Dioden vorüberzieht, damit dieses zweite Signal gegenüber dem ersten Signal, das schon wegen desselben Fehlers abgegeben
worden ist, nicht überflüssig wird.
12. Vorrichtung gemäß allen vorhergehenden Ansprüchen, d adurch
gekennzeichnet, daß die Lichtquelle oder die Lichtquellen (3) aus soviel Leuchtröhren besteht
bzw. bestehen, deren Versorgung unter 25 Khz liegt, daß eine vollkommene Kontinuität des Vorgangs aufgrund der
geringen Remanenz der Leuchtröhre gewährleistet ist.
13. Vorrichtung' gemäß Msprüch 12, d a d'u roh g e k e η η~
zeichnet, daß für die besondere Kontrolle von ge-
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schnittenen Glasbändern, die insbesondere für die Herstellung von z. B. Windschutzscheiben,laminiert oder ge™
härtet, vorgesehen sind, diese Kontrolle sich nicht auf Fehler, selbst kleinste, beschränken darf, die die Kontrolle
unter "Mischfeid" erlaubt, sondern bis zur Entdeckung von Schmutz, der trotz der vorherigen Wäsche übrigbleiben konnte,
getrieben werden muß, damit die Folie bei der Laminierung oder Härtung von jedem Fehler oder Schmutz befreit ist; die
gesamte Beleuchtung "Mischfeid", die insbesondere für die Kontrolle der Fehler bestimmt ist, wird durch eine intensive
Beleuchtung (37) vervollständigt, die unter dem Glasband angebracht ist, und durch eine oberhalb gelegene Beleuchtung (39),
die diese Kontrolle durch Reflexion vervollständigt; diese zwei Ergänzungsbeleuchtungen sind selbst sowohl zur Horizontalebene des zu kontrollierenden Glases als auch zur Vertikalebene parallel, die die optische Achse und das Photodiodennetz
enthält, und ihre jeweiligen Entfernungen (x1) und (x11) zu
dieser letzten Ebene sind derart, daß alle beide sich an den unteren Grenzen des "Mischfeldes" befinden.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Geschwindigkeitsmesser (16) in diesem Fall mit einer Tragrolle für das zu kontrollierende
Glasband fest verbunden ist.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der geschliffene Rand des Glasbandes (38), der vom Photodiodennetz als Fehler betrachtet wird, es ermöglicht,
die Länge des genannten Bands genau zn bestimmen,
demnach in bezug auf seine Fläche und unter Berücksichtigung der Informationen des Geschwindigkeitsmessers die genauen
- 10 -
Koordinaten des eventuellen Fehlers oder Schmutzes im Bereich der Oberfläche der kontrollierten Folie festzulegen
sowie eine periphere Zone zu schaffen, die abgedeckt werden kann, falls es sich als nützlich erweisen
sollte, auf ihrer Fläche keine Fehlererkennung durchzuführen .