DE1279341B

DE1279341B - Photoelectric comparison device for checking the dimensional accuracy of workpieces

Info

Publication number: DE1279341B
Application number: DE1963S0084177
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Winfried Piepenbrink
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-03-15
Filing date: 1963-03-15
Publication date: 1968-10-03

Description

Photoelektrische Vergleichsvorrichtung zur Prüfung der Maßhaltigkeit von Werkstücken Die Patentanmeldung S 77012 IXb/42b (deutsche Auslegeschrift 1 264 76) betrifft eine photoelektrische Vergleichsvorrichtung zur Prüfung der Maßhaltigkeit von Werkstücken, bei welcher ein mit Durchbrüchen versehener profilierter Prüfling mit der optischen Abbildung eines die Sollmaße aufweisenden Werkstückes (Meisterstückes) zur Deckung gebracht wird und bei welcher über dem Prüfling ein das vom Prüfling reflektierte Licht auffangender photoelektrischer Empfänger und in Richtung des Strahlenganges gesehen, hinter der Prüflingsebene lichtschluckende Elemente angeordnet sind. Wenn aber, wie es in der Hauptpatentanmeldung vorgesehen ist, das Meisterstück als Positiv auf dem Prüfling abgebildet wird, so kann man nur positive Fehler des Prüflings, d. h. zuviel Material am Prüfling dadurch feststellen, daß Licht vom Prüfling auf einen über ihm liegenden lichtelektrischen Empfänger reflektiert wird. Es ist bekannt, zur Feststellung negativer Fehler des Prüflings, d. h. zuwenig Material am Prüfling, als Vergleichsnormal eine Schablone zu verwenden (deutsche Patentschrift 603 117), die ein Negativ des Werkstückes darstellt. In diesem Fall fällt bei einem negativen Fehler des Prüflings Licht auf einen unter ihm liegenden photoelektrischen Empfänger.Photoelectric comparison device for checking the dimensional accuracy of workpieces The patent application S 77012 IXb / 42b (German Auslegeschrift 1 264 76) relates to a photoelectric comparison device for checking the dimensional accuracy of workpieces in which a profiled test object provided with openings with the optical image of a workpiece having the nominal dimensions (masterpiece) is brought to congruence and with which one above the test object that of the test object reflected light intercepting photoelectric receiver and in the direction of the Seen beam path, light-absorbing elements arranged behind the test specimen level are. But if, as provided for in the main patent application, the masterpiece is shown as positive on the test item, then only positive errors of the Test item, d. H. Too much material on the test specimen by the fact that light from Test object is reflected on a photoelectric receiver lying above it. It is known to determine negative errors of the test object, i. H. not enough material on the test item to use a template as a comparison standard (German patent specification 603 117), which is a negative of the workpiece. In this case one falls negative error of the test specimen light on a photoelectric lying below it Recipient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nach dem Prinzip der Hauptpatentanmeldung arbeitende Vergleichsvorrichtung so auszubilden, daß sie wahlweise oder nacheinander sowohl positive als auch negative Fehler des Prüflings festzustellen gestattet. The invention is based on the object of providing a according to the principle of Main patent application working comparison device to train so that they optionally or to determine both positive and negative errors of the device under test one after the other allowed.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß für Prüfling und Meisterstück ein gemeinsamer verschwenkbarer Träger vorgesehen ist, durch den bei unveränderter Lage der Abbildungsoptik und des. photoelektrischen Empfängers die Lage von Prüfiing und Meisterstück vertauschbar ist. According to the invention this is achieved in that for the test specimen and masterpiece a common pivotable carrier is provided through which the unchanged Position of the imaging optics and the photoelectric receiver the position of the test and Meisterstück is interchangeable.

Auf diese Weise kann wahlweise das Meisterstück auf den Prüfling oder der Prüfling auf das Meisterstück als Schatten abgebildet werden, wobei jeweils das reflektierte Licht auf den photoelektrischen Empfänger fällt. Im ersteren Fall erhält der Empfänger- Licht, wenn die Konturen des Prüflings über die des Meisterstückes vorstehen (positiver Fehler des Prüflings), im letzteren Fall, wenn die Konturen des Meisterstückes über die des Prüflings vorstehen (negativer Fehler des Prüflings). Beide Arten von Fehlern kann man nacheinander ohne Schwierigkeiten feststellen. In this way, the masterpiece can optionally be applied to the test item or the test specimen can be depicted on the masterpiece as a shadow, with each the reflected light falls on the photoelectric receiver. In the former case the receiver receives light when the contours of the test object exceed those of the masterpiece protrude (positive error of the test object), in the latter case, if the contours of the masterpiece protrude over that of the test item (negative error of the test item). Both types of errors can be identified one after the other without difficulty.

Besonders vorteilhaft ristes, wenn dabei der Träger als revolverartige, drehbare Scheibe ausgebildet ist, auf der jeweils ein Prüfling und ein Meisterstück einander diagonal gegenüberliegen. Wenn diese Scheibe eine volle Umdrehung ausgeführt hat, ist jedes Meisterstück einmal auf dem zugeordneten Prüfling und jeder Prüfling einmal auf dem zugeordneten Meisterstück abgebildet worden, so daß eine Prüfung auf positive und negative Fehler stattgefunden hat. Es ist auf diese Weise eine fortlaufende, rationelle Prüfung möglich. Man kann dabei vorsehen, daß die Scheibe unter einer im parallelen Teil des Abbildungsstrahlenganges fest angeordneten Schlitzblende liegt und kontinuierlich umläuft. Auf diese Weise wird der Prüfling streifenweise mit dem Meisterstück verglichen, wodurch eine erhöhte Ansprechempfindlichkeit erreicht wird. It is particularly advantageous if the carrier is designed as a revolver-like, rotatable disc is formed, on each one test item and one masterpiece facing each other diagonally. When this disc has run a full turn each masterpiece is once on the assigned test item and each test item has been depicted once on the assigned masterpiece, so that an examination for positive and negative errors has taken place. It's one that way continuous, rational testing possible. One can provide that the disc under a slit diaphragm fixedly arranged in the parallel part of the imaging beam path lies and rotates continuously. In this way, the test piece becomes strip-wise compared to the masterpiece, which results in increased responsiveness will.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 eine Vergleichsvorrichtung im Aufriß schematisch dargestellt; F i g. 2 zeigt die revolverartige Scheibe im Grundriß. As an exemplary embodiment of the invention, FIG. 1 shows a comparison device shown schematically in elevation; F i g. 2 shows the revolver-like disk in Layout.

Die Wendel einer Glühlampe 16 wird durch eine Linse 17 in der Ebene 18 abgebildet, in der eine Lochscheibe 19 um die Achse 21 rotiert, so daß das Lichtbündel periodisch unterbrochen wird. Die Ebene 18 liegt im Brennpunkt eines Objektivs 22, so daß ein paralleles Strahlenbündel 9 entsteht, das eine PrüfebeneA-A durchsetzt. Die PrüfebeneA-A befindet sich in der Brennebene eines Objektivs 23 und eines weiteren Objektivs 24. Die beiden anderen Brennebenen der Objektive 23, 24 fallen in einer Ebene 26 zusammen, in der eine Blende 27 mit enger Apertur angeordnet ist. The filament of an incandescent lamp 16 is through a lens 17 in the plane 18 shown, in which a perforated disk 19 rotates about the axis 21 so that the light beam is periodically interrupted. The plane 18 lies at the focal point of an objective 22, so that a parallel bundle of rays 9 is produced which penetrates a test plane A-A. The test plane A-A is located in the focal plane of an objective 23 and another Lens 24. The other two focal planes of the lenses 23, 24 fall into one Level 26 together, in which a diaphragm 27 with a narrow aperture is arranged.

Auf diese Weise wird der rechte Teil der Prüfebene A-A auf dem linken Teil derselben abgebildet. This way the right part of the test plane becomes A-A on the left Part of the same pictured.

Der Strahlengang wird zwischen den Objektiven23, 24 über bildumkehrende Mittel in Gestalt eines Dachkantprismas 29 und eines Planspiegels 31 geleitet. Zwischen dem Objektiv 24 und der Prüfebene A-A ist ein geneigter, teildurchlässiger Spiegel 32 angeordnet, der das in der Prüfebene A-A reflektierte Licht über eine Sammellinse 33 auf eine Photozelle 34 leitet. Unter der Prüfebene A-A sind lichtschluckende Mittel 35 angeordnet. Ebensolche lichtschluckenden Mittel 36 sind, von der Photozelle 34 aus gesehen, hinter dem Spiegel 32 angeordnet. Dadurch soll verhindert werden, daß etwa von der Gehäusewand oder sonstigen Teilen Licht auf die -Photozelle 34-geleitet wird. Die Photozelle 34 steuertüber einen auf die Frequenz des Unterbrechers 19 abgestimmen Verstärker 37 eine Signalvorrichtung 38, die anspricht, sobald die Photozelle 34 mit moduliertem Licht beaufschlagt wird.The beam path is between the lenses23, 24 via image-reversing Means in the form of a roof prism 29 and a plane mirror 31 passed. Between the objective 24 and the test plane A-A is an inclined, partially transparent mirror 32 arranged, the light reflected in the test plane A-A via a converging lens 33 leads to a photocell 34. Below the test level A-A are light-absorbing Means 35 arranged. Such light-absorbing means 36 are from the photocell 34 as seen, arranged behind the mirror 32. This is to prevent that about from the housing wall or other parts light on the -Photocell 34-led will. The photocell 34 controls the frequency of the interrupter 19 via one tuned amplifier 37 a signal device 38, which responds as soon as the photocell 34 is acted upon with modulated light.

In der PrüfebeneA-A ist als gemeinsamer verschwenkbarer Träger eine revolverartig ausgebildete Scheibe 8 angeordnet, die zentrisch gelagert ist und von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung kontinuierlich gedreht wird. Auf der Scheibe 8 sind in geeigneten Aufnahmen fünf die Sollmaße aufweisende Werkstücke 10, z. B. gebohrte Uhrenplatinen (Meisterstücke), und fünf diametral gegenüberliegende Prüflinge 15 eingelegt. Bei der in F i g. 1 dargestelften~ Lage der Scheibe 8 wird ein Meisterstück 10 von dem Parallelstrahlenbündel 9 durchleuchtet und im telezentrischen Strahlengang durch die Objektive 23, 24 auf einem Prüfling 15 abgebildet. In the test level A-A is a common pivotable carrier Revolver-like disc 8 is arranged, which is centrally mounted and is rotated continuously by a drive device, not shown. on of the disk 8 are five workpieces having the nominal dimensions in suitable receptacles 10, e.g. B. drilled watch plates (masterpieces), and five diametrically opposite Test specimens 15 inserted. In the case of the in FIG. 1 shown ~ position of the disc 8 is a masterpiece 10 is illuminated by the parallel beam 9 and in the telecentric The beam path through the objectives 23, 24 is imaged on a test object 15.

Ist der-Prüfling 15. in seiner Kontur zu groß oder fehlt ihm eine Bohrung, so wird vom Prüfling 15 Licht reflektiert und gelangt über den teildurchlässigen Spiegel 32 auf die Photozelle 34, was eine Signalauslösung zur Folge hat. Dieses Fehlersignal entsteht jedoch nicht, wenn die Kontur des Prüflings 15 zu klein oder eine Bohrung zu groß ausgefallen ist. Wenn jedoch die Scheibe 8 eine 1800-Drehung ausgeführt hat, liegt ein Prüfling 15 so, daß er vom Parallelstrahlengang 9 durchleuchtet und auf einem Meisterstück 10 abgebildet wird. Jetzt würde eine zu kleine Kontur oder ein zu großes Loch des Prüflings 15 zur Folge haben, daß vom Meisterstück 10 Licht reflektiert wird und auf die Photozelle34 gelangt, wodurch ein Fehlersignal ausgelöst wird. Es findet also jeweils eine Prüfung auf positive Fehler und nach i800-Drehung der Scheibe 8 eine Prüfung auf negative Fehler statt. Die Prüflinge 15 können während einer schrittweisen Umdrehung der Scheibe 8 automatisch oder von Hand ausgetauscht werden, so daß eine fortlaufende Prüfung stattfinden kann.Is the DUT 15. too large in its contour or is it missing one Hole, light is reflected from the test object 15 and passes through the partially transparent Mirror 32 on photocell 34, which results in a signal being triggered. This However, an error signal does not arise if the contour of the test object 15 is too small or too small a hole is too big. However, if the disc 8 makes an 1800 rotation has carried out, a test object 15 is so that it shines through from the parallel beam path 9 and is depicted on a masterpiece 10. Now the contour would be too small or an excessively large hole in the specimen 15 will result in the masterpiece 10 Light is reflected and reaches the photocell34, thereby generating an error signal is triggered. So there is always a check for positive errors and after i800 rotation of the disc 8 checks for negative errors. The examinees 15 can during a step-by-step rotation of the disk 8 automatically or by Hand exchanged so that a continuous test can take place.

Über der Scheibe 8, die in diesem Fall kontinuierlich gedreht werden muß, ist im Parallelstrahlenbündel 9 eine der Breite des Werkstückes angepaßte Schlitzblende6 angeordnet, unter der die Meisterstücke 10 bzw. die Prüflinge 15 vorbeilaufen. Es wird infolgedessen immer nur ein der Breite des Schlitzes 6 entsprechender Streifen auf dem Prüflingl5 bzw.- auf- dem Meisterstück 10 abgebildet. Unterschiede zwischen Meisterstück 10 und Prüfling 15 machen sich, bezogen auf die relativ kleine Fläche der Teilabbildung, stärker bemerkbar, so daß die -Ansprechempfindlichkeit der Vergleichsvorrichtung erhöht wird. Above the disk 8, which in this case are rotated continuously must, a slit diaphragm 6 adapted to the width of the workpiece is in the parallel beam 9 arranged, under which the masterpieces 10 or the specimens 15 pass. It as a result, there is always only one strip corresponding to the width of the slot 6 Shown on the test item 5 or on the master piece 10. differences between Masterpiece 10 and test item 15 make up, based on the relatively small area the partial image, more noticeable, so that the sensitivity of the comparison device is increased.

Claims

Claims: 1. Photoelectric comparison device for testing the dimensional accuracy of workpieces in which a perforated or profiled test specimen with the optical image of one having the nominal dimensions Workpiece (masterpiece) is brought to cover and in which over the Test specimen a photoelectric that intercepts the light reflected from the test specimen Receiver and seen in the direction of the beam path, behind the test object level light-absorbing elements are arranged, according to patent application S77012IXb / 42b (German Auslegeschrift 1264076), thereby g e k e n nzeichn.et that for test item (15) and Masterpiece (10) a common pivotable carrier (8) is provided by with the position of the imaging optics and the photoelectric receiver unchanged (34) the position of the test item and masterpiece is interchangeable.

2 Photoelectric comparison device according to claim 1, characterized characterized in that the carrier is designed as a revolver-like rotatable disk (8) is, on each of which a test item (15) and a masterpiece (10) diagonally to each other opposite.

3. Photoelectric comparison device according to claim 2, characterized characterized in that the disc (8) under one in the parallel part (9) of the imaging beam path fixed slit diaphragm (6) lies and rotates continuously.

Publications considered: German Patent No. 603 117.