NL8301528A - Optisch elektronische meetinrichting. - Google Patents

Description

-1- VO 4752

Titel: Optisch elektronische meetinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een optisch elektronische meting en een inrichting voor hetmeten van materiaal vervorming in een verwerkingsmachine, in het bijzonder de buighoek bij een materiaal-buigpers.

5 Bij de bekende optische elektronische meting voor het zonder aanraken meten van produkten in een produktieproces, is, volgens het artikel Meten en Onderzoeken, gepubliceerd in Automatik van mei 1981, blz. 290, de lichtbron loodrecht op het te meten vlak en de fotodetec-tor met een scherpe hoek van het te belichten vlak gericht- Daarbij 10 wordt de projektie van de verandering op de afstand (AB) van het meet-object door een lensenstelsel in de detektor afgebeeld. De projektie is daarbij kleiner dan feitelijke afstandsverandering AB. Door de verkleinde'projektie kunnen onnauwkeurigheden in de meting, in het bijzonder door materiaalverontreinigingen en dergelijke de lichtreflec-15 tie veranderende eigenschappen van het belichte materiaal-oppervlak ontstaan.

Bij een buigproces op een bewerkingsmachine zoals een vorm-buigpers kan men een dergelijke meting niet toepassen. Hier voeren verspreidingen van de materiaaleigenschappen of de dikte van het blik - 20 tot een grote verspreiding van de buighoek, ook wanneer door het besturen van de omzetmachine, hetonderste omkeerpunt van de buigwang (buigstempel) exact aangevoerd kan worden.

Uit het Duitse octrooischrift 2044199 is bekend, dat door meting van de buighoek en door een daarbij behorende besturing van de 25 machine over een regelkring, een bepaalde gewenste waarde van de hoek is te verkrijgen. Eveneens kan men ook de terugvering naar ontlasting meten. Mechanische metingen hebben evenwel het nadeel, dat door de toepassing van een. voeler het buigproces ongunstig beïnvloed kan worden.

Het doel van de uitvinding is te voorzien in een meting, die 30 onafhankelijk is vancfe verandering van het belichte materiaaloppervlak, geen nadelige invloed uitoefent tijdens het buigproces, en onder alle belichtingsomstandigheden een betrouwbaarder meting levert.

Het doel wordt bereikt doordat volgens de uitvinding op het 8301528 f Λ -2- zich vervormende vlak zoals het buigbeen van een blikplaat door tenminste één in een scherpe hoek op de uitgangspositie van het vlak en in een scherpe hoek t.o.v. de buiglijn gerichte lichtbron, zoals een laserstraal, infraroodemiterende diode of dergelijke één, hoogstens twee lichtpunten opgewekt worden en de lichtpunten door één ongeveer loodrecht 5 daarvan verwijderd opgestelde fotodetector, bijvoorbeeld een diodenlijncamera, die de door het lichtpunt terug af gelegde weg of zijn configuratie respectievelijk de afstand van de lichtpunten van elkaar opgenomen en de gemeten waarde in een microprocessor met de gewenste waarde vergeleken wordt, en door een aktor regelend in het verwerkingsproces, 10 bijvoorbeeld door besturing van de dompeldiepte van de buigstempel, ingegrepen wordt.

In een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt een kegelvormige lichtstraal slechts zover gebundeld, dat deze één zich met toenemende buiging verlengende ellips vormt, waarbij de verandering 15 van de ellips een maat is voor de positie van het meetobject, bijvoorbeeld van het buigbeen.

Bij een andere uitvoeringsvorm volgens de. uitvinding worden twee scherp gebundelde lichtpunten van twee naast elkaar aangebrachte lichtbronnen met elkaar kruisende of met uit elkaar gaande stralenassen 20 opgewekt, waarbij de zich veranderende afstand van de lichtpunten een maat is voor de vervorming van het materiaal. Voor het uitvoeren van de meting volgens de uitvinding bij een materiaalbuigpers is onder de matrijs in tether élk van zijn kopzijde tenminste één lichtbron zodanig aangebracht, dat zijn lichtstraal ongeveer in het midden van de matrijs 25 van onder tegen de daarop aangebrachte blikplaat op esn geringe afstand zijdelings van de buitenkant van de matrijs optreedt en een fotodetector zijdelings ten opzichte van het midden van de matrijs op het projectie-bereik van de blikplaat is gericht.

De uitvinding zal onderstaand aan de hand van een aantal uit-30 voeringsvoorbeelden en onder verwijzing naar de tekening nader worden uiteengezet. Hierin toont: ·

Fig. 1 de uitvoeringsvorm van een materiaalbuigpers met de meetinrichting volgers· de uitvinding in perspectief;

Fig. la een perspectivische doorsnede van fig. 1; 35 Fig. 2 een schema van de matrijs van de in fig. 1 weergegeven materiaalbuigpers in zij-aanzicht met het meetlichtpunt; 8301528 * r -3-

Fig. 3 een schematisch bovenaanzicht van de meting van fig. 2;

Fig. 4 een schematisch zijaanzicht van een verdere uitvoeringsvorm; 5 Fig. 5 een projektie van de lichtstralen volgens de uitvoerings vorm van fig. 4;

Fig- 6 en 7 een schematische weergave van een andere uitvoeringsvorm met twee lichtbronnen;

Fig. 8 een uitvoeringsschema.

10 In fig. 1 en ook voor een deel in fig. la is een materiaalbuig- pers weergegeven. Aan stijlen 1 is een onderwang 2 met een tafel 3 aangebracht, waarop een matrijs 4 is opgespannen. Door een hydraulische cylinder 6 wordt een bovenwang 5 aangedreven, die voorzien is van een klepstoter 8, waaraan een stempel 9 is bevestigd. Een huis 10 bezit 15 aan de zijde gelegen tegenover de matrijs 4 een glaswand 10a. Zoals in fig. la is aangegeven, dient het huis 10 voor het beschermen van één op een montageplaat 10b gemonteerd apparaat, hier de laserdiode 12a en de diodelijncamera 15a. Zoals te zien, treft één door de laserdiode uitgezonden lichtstraal de onderzijde 13 van de matrijs 4 pp de blik-20 plaat en wordt door de loodrecht op de buigas in hetbereik van zijn lichtpunt door de diodecamera 12a opgenomen.

Thans zullen verschillende mogelijkheden worden beschreven, die met behulp van een optisch elektronische werkwijze een meting mogelijk maken van de buighoek tijdens het buigproces.

25 Het meetprincipe volgens de figuren 2 en 3 is als volgt.

Op de vlakke blikplaat 11 wordt een lichtstraal gericht met een zo klein mogelijke doorsnede en met een zo groot mogelijke intensiteit, welke lichtstraal door de laserdiode 12a onder een bepaalde hoek ten opzichte van de buigas in de ruimte (γ) en wel in het bereik van 30 het been 11a meteen naast de buitenkant 13 van de matrijs 4 of door een uitsparing in de matrijs 4 op de blikplaat 11 is gericht.

Op de blikplaat 11 ontstaat een lichtpunt AB. Dit wordtmet behulp van een fotodiodecamera 15 bekeken . De lichtgevoelige sensorlijn 16 8301528 —4- i V & van de camera is eveneens parallel aan de buigas 18 aangebracht en vormt met de bovengenoemde lichtstraal 17a één vlak.

Wordt nu de plaat gebogen, dan verandert het lichtpunt op de plaat van bijvoorbeeld de uitgangspositie A na B. De sensorlijn 5 registreert daarbij die komponent van de weg, die parallel t.o.v. de buigas verloopt (weglengte i). Voorzover de geometrische betrekkingen van h'at buigproces bekend zijn (geometrie van het werktuig, hoek van de lichtstraal, trefpunt van het licht in de uitgangspositie), kan uit de verschuiving van het lichtpunt t.o.v. de uitgangspositie de IQ. ontstane buighoek beoordeeld worden.

Voor de meting van de opstelling in de figuren 4 en 5 worden dezelfde elementen toegepast , als aangegeven in de figuren 2 en 3, doch thans wordt een kegelvormige lichtstraal 17b toegepast met een grotere diameter, die op het blikoppervlak een kegeldoorsnede (ellips) 15 D projecteert. De verandering van de doorsnede van de ellips wordt hier ten opzichte van de uitgangspositie C gemeten. Bij voorkeur wordt de doorsnede loodrecht ten opzichte van de buigas.. geregistreerd (uitvoeringsvorm van fig. 5). Aan de hand van de doorsnede van de lichtstraal 17b kan de bijbehorende hoek berekend worden. Om een zo 20 groot mogelijke meetnauwkeurigheid te verkrijgen, wordt door de camera bij voorkeur de breedte van het lichtpunt geregistreerd (bij voorkeur de plaats van de overgang van donker naar licht en van licht naar donker). Bij de daarop volgende berekening kan dan het momentane middelpunt van het lichtpunt als gemiddelde waarde uit een begin-en 25 eindecoordinaat van de lichtvlek worden berekend.

De meting als toegepast in de figuren 6 en 7 berust op de toepassing van twee lichtstralen 17c en 17d, die in één vlak onder verschillende hoeken γί en γ2 de plaat raken en derhalve elk een lichtpunt vormen. De sensorlijnen van de fotodiodecamera 15 is eveneens 30 in het bereik van de op de plaat 11 afgeheelde lichtstralen BI en B2 aangebracht.

De zich veranderende afstand van de beide punten wordt door de camera geregistreerd, waarbij uit de bijbehorende lichtstraalhoeken de geometrische voorwaarden voor het buigproces kunnen worden berekend.

8301528

Claims (4)

1. Optische elektronische meting voor het meten van een materiaal-vervorming in een verwerkingsmachine, in het bijzonder de buighoek van een materiaalbuigpers/ met het kenmerk, dat op het zich vervormende vlak, zoals het buigbeen van een blikplaat door tenminste één in een 5 scherpe hoek op de uitgangspositie van het vlak en in een scherpe hoek t.o.v. de buiglijn gerichte lichtbron, zoals een laserstraal, infra-roodemiterende diode of dergelijke, één , hoogstens twee lichtpunten worden opgewekt en waarbij de lichtpunten door één ongeveer loodrecht op afstand daarvan opgestelde fotodetektor, bijvoorbeeld een diodelijn-10 camera, die door de plaat teruggekaatste lichtpunt of zijn configuratie resp. de afstand van de lichtpunten van elkaar worden geregistreerd, en waarbij de gemeten waarden in een microprocessor worden vergeleken met een gewenste waarde, en waarbij door een aktor regelend in het verwerkingsproces, bijvoorbeeld door sturing van de dompeldiepte van 15 het buigstempel, ingegrepen wordt.

2. Meting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een kegelvormige lichtstraal slechts zover wordt gebundeld, dat het lichtpunt een met toenemende buiging langer wordende ellips vormt.

3. Meting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat twee scherp 20 gebundelde lichtpunten van twee naast elkaar opgestelde lichtbronnen met elkaar kruisende of uit elkaar.gerichte stralenassen worden opgewekt.

4. Inrichting voor het uitvoeren van de meting gekenmerkt door een materiaalbuigpers, die aan de onderzijde van zijn matrijs (4) 25 voorzien is van tenminste één lichtbron (2),waarvan de lichtstraal (7) ongeveer in hetmidden van de matrijs van onder tegen de daarop aangebrachte blikplaat (1) op geringe zijdelingse afstand van de buitenkant van de matrijs (4) komt, en een fotodetektor (5) zijdelings, ongeveer loodrecht op de langsas van de matrijs (4) op het projektie-30 bereik (A/B) van de plaat (1) gericht is. 8301528