FI74147C - Anordning foer optisk kontroll av objekt. - Google Patents

Description

1 74147

Laite esineiden optista tarkistusta varten - Anordning för optisk kontroll av objekt

Keksinnön kohteena on laite esineiden optista tarkistusta varten, jolloin ainakin yhden valolähteen valo osuu ainakin yhteen valoherkkään tuntoelimeen, jolloin valolähteen ja tunto-elimen väliin on järjestetty tarkistettava esine ja tuntoelimen ja esineen väliin on sijoitettu maski, ja jolloin jokainen tuntoelin on suuripintainen.

Mitä erilaisimpien valmisteiden valmistus- ja pakkausvaiheiden aikana on tunnettua todeta optisesti halutun rakenteen poikkeamat. Tällöin esimerkiksi tarkistettava kohde eli esine heijastaa valon lähteestä peräisin olevia valon säteitä, jotka saapuvat valokennoihin, toisioelektronimoninkertaistimiin tai muihin rekisteröimislaitteisiin, jolloin seuraavien laitteiden tehtävänä on ilmaista todetut poikkeamat ja mahdollisesti ohjata niitä laitteita, jotka erottavat pois virheelliseksi todetun esineen valmistuksen tai pakkauksen kulutusta. Näiden tunnettujen laitteiden puutteena on se, että ne ovat rakenteeltaan verraten monimutkaisia sekä kalliita ja niissä käytetään suurta lukumäärää yksittäisosia tuntoeliminä, niin että tarkistettavien : pienten esineiden kysymyksessä ollessa, esimerkiksi tablettien tarkistuksessa, häiriöiden esiintyessä yksittäisissä tuntoelimissä monimutkainen ja aikaa viepä korjaus oli välttämätön.

Tämän keksinnön tehtävänä on aikaansaada yksinkertaistettu, mutta samalla entistä luotettavammin toimiva optinen tarkistus-laite, joka mahdollistaa pienen rakennuskorkeuden, ei tarvitse mitään monimutkaista elektroniikkaa ja/tai optiikkaa sekä ilmaisee esineiden virheet entistä tarkemmin ja luotettavammin.

Tämä tehtävä ratkaistaan edellä mainitunlaisella laitteella, jolle on tunnusomaista se, että kutakin reikää kohden käytetään tuntoelimenä yhtä aurinkokennoa, että maski on reikäpeite, 2 74147 jonka reikien ääriviivat on tarkkaan sovitettu tarkistettavan esineen ääriviivan mukaan, ja että reikäpeitteessä olevat reikien muodostamat pinnat tulevat aurinkokennojen avulla peitetyiksi vähintään siten, että esinettä kohden muodostuu ainoastaan yksi mittausarvo.

Edullisesti valon lähteenä on hajasäteilyn lähde, jolloin tarkistettavan esineen ja säteilyn lähteen väliin on sovitettu esineen mukaan sopeutettu valon kaihdin. Eräässä edullisessa sovellutusmuodossa valon lähteenä on valoa säteilevä diodi (LED) ja/tai infrapunavalon lähde.

Eräässä toisessa edullisessa sovellutusmuodossa valon lähde aikaansaa yhden tai useamman suunnatun sädekimpun, joka on sopeutettavissa esineiden lukumäärän ja ääriviivan mukaan.

Tässä sovellutusmuodossa valon lähteenä voidaan käyttää myöskin yhtä tai useampaa valonjohtokuitukimppua.

Suurerrman lohkotarkkuuden saavuttamiseksi on suurennettu valoken-nojen lukumärää alueessa, jossa halutaan suurennettu tarkkuus ja että jokaiseen valokennoon on liitetty erillinen vahvistin. Sopivimmin valokenno tai -kennot on sovitettu kannatuslevyn päälle, joka jousen avulla, jotka nojaavat laitteen alaosaa vasten, on painettu kiinteään asemaan kehykseen nojaavaa lasilevyä vasten. Edullisesti yksi tai useampi valokenno on yhdistetty tarkistettavien esineiden mukaan sopeutetun reikäpeitteen ja sekä siihen kuuluvien kannatus- ja kiinnityselimien kanssa yhdeksi kappaleeksi. Valokenno (valokennot) toimittaa (toimittavat) jännitemerkin vahvistimeen, joka toisaalta ohjaa virheen-ilmaisulaitetta ja toisaalta koneen ohjauslaitetta.

Keksinnön mukainen laite soveltuu tablettien, kapseleiden ja rakeiden tarkistukseen, jotka sijaitsevat tavallisesti syvä-vedettyjen kalvojen välissä. Sitä voidaan käyttää myöskin yhtä hyvin monien muiden kohteiden, kuten konditoriatavaroiden, metallitavaroiden, tekstiileiden ja muiden tavaroiden tarkis- 3 74147 tykseen, jotka ovat sen laatuisia, että virheet niiden morfologiassa voidaan todeta sellaisella säteilyllä, joka vaikuttaa valokennoihin.

Tässä mainituilla suuripintaisilla valokennoilla tarkoitetaan sellaisia valokennoja, jotka päinvastoin kuin aikaisemmin tunnetut, tarkistustarkoituksiin käytetyt pistemäiset säteilyn tuntoelimet, peittävät ainakin reikäpeitteen aukkoja vastaavat alat tai pinnat. Tämä tuo mukanaan sen huomattavan edun, että verraten suuripintaisten esineiden virheet voidaan todeta yhdellä ainoalla mittausarvolla, nimittäin jännitteen muutoksella, kun taas tunnetuissa tarkistuslaitteissa täytyy tarkistaa ja käsitellä elektronisesti suurehkoja pintoja lukuisissa tarkistuskohdissa.

Lisäksi keksinnön mukaisella tarkistuslaitteella aikaisemmin tunnettuihin laitteisiin verrattuna on se etu, että esineiden virheellisyys, joilla on erilainen ulkomuoto, voidaan tutkia vaihtamalla samaan laitteeseen sopiva reikäpeite ja mahdollisesti valon kaihdin.

Virheet, jotka voidaan todeta tällä tavalla kappaleen morfologiassa, ovat esimerkiksi ääriviiva- tai muotovirheitä, kerrospaksuuden virheitä, kun jäännöskerros on vielä säteilyä läpäisevä ja virheitä, jotka johtuvat säteilyn läpäisevyyttä vähentävien epäpuhtauksien sulkemista.

Keksinnön mukaisen laitteen teho ei myöskään huonone, vaikka tarkistettavat tabletit, kapselit, rakeet jne ovat saman kalvon sisällä.

Koska tarkistettavat esineet on sijoitettu samaan tasoon, mikä on tavallista tablettien, kapseleiden, rakeiden jne tuotannon tuotevalvonnassa, myöskin tämän keksinnön mukaisen tarkistus-laitteen suuripintaiset valokennot on sovitettu sopivimmin yhteen tasoon.

4 74147

Keksinnön mukaan valokennoryhmiä voidaan yhdistää myöskin keskenään siten, että ne toteavat tarkistettavien esineiden kolmiulotteisen muodon, ts. yksi valokennoryhmä voi olla sovitettu esimerkiksi esineen alapuolelle, toinen esineen viereen ja mahdollisesti kolmas esineen taakse, niin että esineen sivulle ja taakse sopitettujen valokennoryhmien tasot muodostavat kulman noin 90° esineen alapuolelle sovitetun valokennoryhmän tasoon nähden ja kulman noin 90° keskenään.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin eräänä sovellutusesimerkkinä viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää leikkausta keksinnön mukaisesta laitteesta, jona tässä tapauksessa on valokennoryhmä, kuvio 2 esittää lohkokaaviota, jolla laitteen ilmottama merkki käsitellään ja ilmaistaan.

Kuvion 1 mukaan useita valokennoja 4 on sovitettu samaan tasoon kannatuslevyn 3 päälle. Yksittäinen valokenno vie ainakin saman alan, joka on reikälevyn tai -peitteen 5 aukolla. Reikäpeitteen 5 aukon läpimitta on tavallisesti vähän pienempi kuin tarkistettavan kohteen eli esineen 12 läpimitta. Esillä olevassa tapauksessa kohteena on tavallinen tabletti, joka sijaitsee syvävedetyssä kalvossa. Valokennot 4 on suojattu tavallisesti ohuella lasilevyllä. Sen päällä on reikäpeite 5, joka sopivimmin on vaihdettavissa. Sen päällä on sopivimmin lasilevy 6. Jouset 2, jotka nojaavat laitteen alaosaa 1 vasten, painavat koko selitetyn rakenteen kiinteään asemaan ohjainta tai kehystä 7 vasten. Tässä esitetyssä esimerkissä jokaisen esineen yläpuolella on valon lähde 11. Näitä valon lähteitä 11 kannattaa kannatin 10, joka nojaa välikkeen 9 välityksellä säteilyn kaihtimeen 8. Tämä säteilyn kaihdin 8 voi päästää valon lähteen 11 säteilemän valon ainoastaan tarkistettavan esineen 12 kohdalla esineeseen. Säteilyn kaihdin 8 suojaa näin tarkistuskohteen sivuilta tulevalta hajavalolta tai haja-säteilyltä.

5 74147

Jos hajavalon lähteen sijasta käytetään suunnattuja säde-kimppuja/ jotka on sovitettu tarkistettavien esineiden lukumäärän ja ääriviivan mukaan, niin ei tarvita mitään säteilyn kaihdinta 8* Tämä voidaan saavuttaa yksinkertaisesti siten, että hajavalon lähteen 11 sijasta tarkistettavien kohteiden 12 yläpuolelle sijoitetaan esimerkiksi valonjohtokuitukimppuja.

Valon lähteen tai luminointilähteen sijasta voidaan käyttää infrapunasäteilyn lähteitä, koska tämä säteily vaikuttaa vielä valokennoihin.

Kun säteilyn lähteen 11 lähettämä valo tai säteily osuu esineeseen 12, joka esittämättä jätetyllä syöttölaitteella on tuotu tarkistuspaikalle, ja esine on ääriviivaltaan ja morfologialtaan sellainen, että se ei peitä täydellisesti reikä-peitteen 5 aukkoa eikä läpäise säteilyä, niin käytännöllisesti katsoen yhtään valoa tai säteilyä ei pääse reikäpeitteen 5 alapuolelle sovitettuun valokennoon 4 eikä kuviossa 2 viitenumerolla 14 merkitty vahvistin ota vastaan valokennosta mitään jännitemerkkiä. Tämä merkitsee sitä, että tarkistettu esine on virheetön eikä sitä eroteta pois.

Jos esineessä on ääriviivavirhe, niin valo pääsee esineen 12 virhekohdan ohi suuripintaiseen valokennoon 4, ja vahvistin 14 kuviossa 2 ottaa vastaan tässä tapauksessa jännitemerkin valokennosta. Valokenno havahtuu myöskin silloin, kun esineen ääriviiva ei ole rikkonainen, mutta sen morfologia on häiriin-tynyt niin paljon, että tulevan säteilyn tietty osa pääsee esineen läpi valokennoon. Tämä tapaus esiintyy esimerkiksi silloin, kun tabletilla profektiossa reikäpeitteellä 5 on edellä selitetty ääriviiva, mutta sillä ei kuitenkaan ole edellä mainittua kerrospaksuutta.

Kun kuviossa 2 esitetty vahvistin 14 saa jännitemerkin valokennosta 4, niin se antaa ohjausmerkin virheen ilmaisimeen 15, jolloin esine ilmoitetaan virheelliseksi. Samanaikaisesti vahvistin toimittaa ohjauskytkentään 16 merkin, joka sen jälkeen 74147 6 ohjaa valmistus- tai pakkauskonetta siten, että virheellinen esine erotetaan pois. Sekä vahvistimeen 14, koneen ohjauslaitteeseen 16 että säteilyn lähteisiin 11 syötetään jännitettä stabiloidun verkon 17 välityksellä.

Vahvistin 14, joka käsittelee valokennon merkin, voi toimia differentiaalivahvistimena ja Schmitt-laukaisimena.

Valon lähteenä 11 voidaan käyttää valinnaisesti hehkulamppua tai infrapunavaloa lähdettävää diodia (LED) tai jotakin muuta sopivaa valon lähdettä. Hehkulamput ja valoa lähdettävät diodit ovat nk. hajavalon lähteitä. Käytettäessä tällaisia hajavalon säteilijöitä säteilyn lähteinä on suositeltavaa sijoittaa säteilyn kaihdin 8 tarkistettavan esineen yläpuolelle. Jos käytetään suunnattua valoa tai valonjohtokuituja, niin voidaan luopua kaihtimesta. Valonjohtokuiduilla säteilyn lähteinä on se etu, että ne voidaan sovittaa helposti valo-kennoryhmässä olevien tarkistettavien esineiden ääriviivan ja lukumäärän mukaan.

Vaihtamalla reikäpeite 5 ja mahdollisesti säteilyn kaihdin 8 keksinnön mukainen tarkistuslaite voidaan muuttaa mitä yksinkertaisimmin muun muotoisten esineiden tarkistukseen.

Kun keksinnön mukaista laitetta käytetään esimerkiksi syvä-vedettyihin kalvoihin sijoitettujen tablettien tarkistukseen, niin valokennojen yläpuolella olevan reikäpeitteen 5 aukot vastaavat tarkalleen tarkistettavien tablettien muotoa, ja reikäpeitteen jokaisen aukon alapuolelle, ts. jokaisen tabletin alapuolelle on sovitettu sopivimmin koko aukkoa täysin vastaava valokenno. Kun kysymyksessä ovat 12 kappaleen pakkaukset, ts.

12 tabletin kalvot, jolloin yhteen pakkausyksikköön on liitetty neljän peräkkäisen tabletin kolme riviä, niin reikäpeite 5 vastaa myöskin tätä 12 kappaleen pakkausta, ts. neljä tabletin kokoista aukkoa on tehty peräkkäin kolmeen riviin. Tällöin sopivimmin reikäpeitteen aukkojen alapuolelle on sovitettu myöskin 12 valokennoa. Kun sen jälkeen tällä laitteella täytyy [ 7 74147 tarkistaa kapseleita, niin tablefcti-reikäpeite vaihdetaan kapseli-reikäpeitteeseen ja kone voi toimia edelleen. Samoin yksinkertaista on muutos puikkiloiden, rakeiden jne tarkistukseen. Kun täytyy huomioida ainoastaan puuttuvat esineet, tarkistus kennojen ja yksinkertaisten hehkulamppujen avulla on erittäin huokeaa. Jos kuitenkin tarvitaan suurta tarkkuutta, niin ainoastaan harvoja kohteita ryhmitetään yhtä valokennoa kohti, ja jokainen valokenno saa erityisen vahvistimen.

Niinpä on mahdollista esimerkiksi tablettien kysymyksessä ollessa, jotka ovat valoa läpäiseviä, erottaa pois sellaiset, jotka ovat haljenneet (litistyneet) vaakatasossa. Siten on myöskin mahdollista rajoitettu paksuuden mittaus. Silloin valon lähteenä voidaan käyttää sopivimmin infrapunalähetin-diodeja.

Koska tarkistettavan esineen alapuoli on aivan tasapintainen, tarvitaan ainoastaan yksi merkki (jännitemerkki) esinettä kohti täydellistä tarkistusta varten. Sitä vastoin tunnetuissa optis-sähköisissä tarkistuslaitteissa, joissa käytetään kohteen pistemäistä tarkistusta, jo pienen kohteen kysymyksessä ollessa käistellään sadoista tuhansiin merkkejä, mikä vaatii vastaavasti laajaa ja kallista elektroniikkaa. Keksinnön mukainen laite on siten huomattavasti yksinkertaisempi, halvempi ja luotettavampi kuin tunnetut tarkistus-laitteet. Sitä paitsi se ei tarvitse mitään optiikkaa ja voidaan sen vuoksi valmistaa rakennekorkeudeltaan hyvin pieneksi.

Claims (9)

1. Laite esineiden optista tarkistusta varten, jolloin ainakin yhden valolähteen valo osuu ainakin yhteen valoherkkään tunto-elimeen, jolloin valolähteen ja tuntoelimen väliin on järjestetty tarkistettava esine ja tuntoelimen (4) ja esineen väliin on sijoitettu maski, ja jolloin jokainen tuntoelin on suuri-pintainen, tunnettu siitä, että kutakin reikää kohden käytetään tuntoelimenä (4) yhtä aurinkokennoa, että maski on reikäpeite (5), jonka reikien ääriviivat on tarkkaan sovitettu tarkistettavan esineen ääriviivan mukaan, ja että reikäpeit-teessä olevat reikien muodostamat pinnat tulevat aurinkokennojen avulla peitetyiksi vähintään siten, että esinettä kohden muodostuu ainoastaan yksi mittausarvo.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että valon lähteenä (11) on hajasätellyn lähde ja että tarkistettavan esineen ja säteilyn lähteen välillä on sovitettu esineen mukaan sopeutettu säteilyn kaihdin (8).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että valon lähteenä (11) on valoa säteilevä diodi (LED) ja/tai infrapunavalon lähde.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että valon lähde (11) aikaansaa yhden tai useamman suunnatun sädekimpun, joka on sopeutettavissa esineiden lukumäärän ja ääriviivan mukaan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että valon lähteen (11) muodostaa yksi tai useampi valon j ohtokui tukimppu. 9 74147

6. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että suuremman lohkotarkkuuden saavuttamiseksi on suurennettu valokennojen lukumäärää alueessa, jossa halutaan suurennettu tarkkuus ja että jokaiseen valo-kennoon on liitetty erillinen vahvistin.

7. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että valokenno tai -kennot on sovitettu kannatuslevyn (3) päälle, joka jousien (2) avulla, jotka nojaavat laitteen alaosaa (1) vasten, on painettu kiinteään asemaan kehykseen (7) nojaavaa lasilevyä (6) vasten.

8. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että yksi tai useampi valokenno (4) on yhdistetty tarkistettavien esineiden mukaan sopeutetun reikäpeitteen (5) ja sekä siihen kuuluvien kannatus- ja kiinnityselimien kanssa yhdeksi kappaleeksi.

9. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että valokenno (valokennot) toimittaa (toimittavat) jännitemerkin vahvistimeen (4), joka toisaalta ohjaa virheenilmaisulaitetta (15) ja toisaalta koneen ohjauslaitetta (16). 1° 74147