DE1472090C - Verfahren zum Messen der winkelmaßi gen Abweichung eines Lichtstrahls durch einen Prüfkörper - Google Patents
Verfahren zum Messen der winkelmaßi gen Abweichung eines Lichtstrahls durch einen PrüfkörperInfo
- Publication number
- DE1472090C DE1472090C DE1472090C DE 1472090 C DE1472090 C DE 1472090C DE 1472090 C DE1472090 C DE 1472090C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pulse
- light beam
- pulses
- light
- receiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 5
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen eines Impulses als Maß für den Totalreflexionswinkel
der winkelmäßigen Ablenkung eines Lichtstrahles ausgewertet wird.
durch einen Prüfkörper, bei dem die winkelmäßige Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, von
Ablenkung des Lichtstrahles in eine Zeitfunktion diesem Prinzip der Zeitmessung ausgehend ein· Verumgeformt
und durch Vergleich mit einem zeitlichen 5 fahren zu schaffen, mit dem auch sehr geringe AbBezugspunkt
ein Maß für die Größe der Ablenkung lenkungen in der Größenordnung von 1 Bogenminute
gewonnen wird. gemessen und quantitativ sicher ausgewertet werden
Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung können.
ist die Abtastung größerer Flächen, z. B. Glas- Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Verfahren
scheiben, zum Zweck der Messung der optischen io nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Licht-Qualität,
strahl und ein Empfänger relativ zueinander bewegt
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur werden, und daß als zeitlicher Bezugspunkt derjenige
Durchführung dieses Verfahrens, die sich insbeson- Impuls dient, den der Empfänger bei Abwesenheit
dere für eine automatische Prüfung von Glasscheiben des Prüfkörpers bzw. bei Anwesenheit eines Refe-
im Hinblick auf Ablenkfehler und dioptrische Fehler 15 renz-Prüfkörpers liefert, und dieser Bezugsimpuls
eignet. in einem mit der Bewegung des Lichtstrahles oder
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, mit denen des Empfängers synchronisierten Impulsspeicher
Glasscheiben auf optische Fehler, insbesondere auf gespeichert und der bei der Untersuchung 'des Prüf-Ablenkfehler.
einerseits und dioptrische Fehler körpers gelieferte Impuls zeitlich mit dem gespeicherandererseits,
untersucht werden können (DIN-Norm 20 ten Bezugsinipuls verglichen wird.
52305). Diese bekannten Verfahren gestatten es je- In zweckmäßiger Weiterbildung dieses Verfahrens doch nicht, die genannten Fehlerarten gleichzeitig für, die Abtastung einer größeren Fläche läßt sich zu messen, vielmehr ist jedes der bekannten Ver- das Verfahren beispielsweise so durchführen, daß fahren nur für die Messung einer Fehlerart geeignet, der Lichtstrahl in Kreisform über den zu prüfenden und die Prüfkörper müssen, falls beide Fehlerarten 25 Körper geführt wird, und daß er nach dem Abtasten erfaßt werden sollen, nacheinander zwei Messungen des Prüfkörpers durch schmale, auf den von dem unterworfen werden. Darüber hinaus sind die be- Lichtstrahl beschriebenen Kreis in gleichen Abkannten Verfahren nicht geeignet, genaue Messungen ständen liegende lichtdurchlässige Spalte in einem der Größe der Fehler auf automatischem Wege zu lichtundurchlässigen Schirm in einzelne Lichtimpulse ermöglichen. 3° zerlegt wird und daß Teile der Impulsspeichervor-
52305). Diese bekannten Verfahren gestatten es je- In zweckmäßiger Weiterbildung dieses Verfahrens doch nicht, die genannten Fehlerarten gleichzeitig für, die Abtastung einer größeren Fläche läßt sich zu messen, vielmehr ist jedes der bekannten Ver- das Verfahren beispielsweise so durchführen, daß fahren nur für die Messung einer Fehlerart geeignet, der Lichtstrahl in Kreisform über den zu prüfenden und die Prüfkörper müssen, falls beide Fehlerarten 25 Körper geführt wird, und daß er nach dem Abtasten erfaßt werden sollen, nacheinander zwei Messungen des Prüfkörpers durch schmale, auf den von dem unterworfen werden. Darüber hinaus sind die be- Lichtstrahl beschriebenen Kreis in gleichen Abkannten Verfahren nicht geeignet, genaue Messungen ständen liegende lichtdurchlässige Spalte in einem der Größe der Fehler auf automatischem Wege zu lichtundurchlässigen Schirm in einzelne Lichtimpulse ermöglichen. 3° zerlegt wird und daß Teile der Impulsspeichervor-
Es ist zwar ein automatisch arbeitendes Verfahren richtung zum Speichern bzw. zum Abfragen der
zur Untersuchung einer größeren Fläche auf Ab- Bezugsimpulse eine Drehbewegung ausführen, die
lenkfehler bekannt (USA.-Patentschrift 2 889 737), mit der den Lichtstrahl führenden drehbaren Vor-
doch läßt sich mit diesem automatischen Verfahren richtung direkt gekoppelt ist.
weder die absolute Größe der Ablenkfehler bestim- 35 Nach einem zweiten Verfahren nach der Erfindung
men, noch können mit diesem Verfahren lokal be- wird ein örtlich feststehender Lichtstrahl auf einen
grenzte Fehler von geringer Ausdehnung erfaßt örtlich feststehenden Empfänger gerichtet und der
werden. Lichtstrahl durch sich mit konstanter Geschwindig-
Bei der modernen automatischen Fertigung von keit bewegende Blenden in Lichtimpulse zerlegt und
Glasscheiben ist es außerordentlich wichtig, über ein 4° die bei Beaufschlagung des Empfängers registrierten
Verfahren zu verfügen, mit dem die gesamte Produk- Energieimpulse in einem mit der Bewegung der
tion ohne großen Arbeitsaufwand auf ihre optische Blenden synchronisierten Impulsspeicher gespeichert
Qualität untersucht werden kann. Das Problem stellt und der Prüfkörper zwischen der Lichtquelle und
sich insbesondere bei der Herstellung von Glas- der sich bewegenden Blende in den Lichtstrahl ge-
scheiben, für die eine bestimmte optische Qualität 45 bracht und die bei der Untersuchung des Prüfkörpers
gewünscht oder gefordert ist oder für die festgelegte gelieferten Impulse zeitlich mit den gespeicherten
Fehlergrenzen nicht überschritten werden dürfen. Impulsen verglichen.
Das ist beispielsweise bei Windschutzscheiben der Auch dieses Verfahren läßt sich besonders zweck-
FaIl, bei denen die Ablenkung bei senkrechtem Licht- mäßig mit Rotationsbewegungen ausführen, . wobei
einfall 2,5 Bogenniinuten nicht überschreiten und die 50. zur Erzeugung der Lichtiinpulse eine sich drehende
dioptrischen Fehler höchstens 0,06 Dioptrien be- Blendenscheibe verwendet und der die erhaltenen
(ragen dürfen. Bezugsimpulse speichernde Impulsspeicher auf einer
Es ist zwar auch bereits grundsätzlich bekannt, Kreisbahn angeordnet und in seiner Drehbewegung
die winkelmäßige Ablenkung eines Lichtstrahles mit der rotierenden Blendenscheibe direkt gekoppelt
cltirch einen Prüfkörper dadurch zu messen, daß die 55 wird.
wirikelmiißige Ablenkung des Lichtstrahles in eine Beiden Verfahren ist gemeinsam, daß jeweils zur
Zeitfunktion umgeformt und durch Vergleich mit Erzeugung der Zeitkomponente ein Teil der Anlage
einem zeitlichen Bezugspunkt ein Maß für die Größe eine Bewegung ausführt. Die erfindungswesentliche
der Ablenkung gewonnen wird. So ist in der USA.- Speicherung der den Impulsen des nicht abgelenkten
Patentschrift 2 K07 976 eine Anordnung zum Messen 60 Lichtstrahls entsprechenden Signale setzt voraus, daß
des Brechungsindex eines Körpers beschrieben, bei zwischen dem sich bewegenden Teil und dem Spei-
dem die Oberfläche des Körpers mit einem Licht- eher ein absoluter Synchronismus besteht. In der
strahl unter kontinuierlicher Änderung des Einfalls- Praxis läßt sich der Synchronismus in einfacher Weise
Winkels zyklisch abgetastet und die Intensität der dadurch erreichen, daß auf dem sich bewegenden
reflektierten Lichtimpulse gemessen und in Form 65 Teil der Vorrichtung ein Speicherband, beispielsweise
einer Intensitätskurve aufgezeichnet wird, wobei der ein Magnetband, fest angeordnet und an einem orts-
Zeitpunkt des beim Totalreflexionswinkel auftreten- fest angeordneten Signalgeber bzw. Signalabnehmer,
den Kiiickpunktcs im Verlauf der Intensitätskurve beispielsweise einem Magnettonkopf vorbeibewegt
wird. Mit Hilfe des Tonkopfes werden in einem ersten Schritt die den Impulsen des nicht abgelenkten
Strahls entsprechenden Signale auf das Tonband aufgesprochen, während in einem zweiten Schritt der
Tonkopf als Signalabnehmer geschaltet, der Prüfkörper in den Strahlengang gebracht und sowohl die
Speichersignale wie die Meßsignale zur elektronischen Auswertung weitergeleitet werden.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren kann jeweils der Zeitvergleich zwischen dem gespeicherten
und dem Meßimpuls dadurch vorgenommen werden, daß durch den gespeicherten Impuls die
Entladung eines auf ein bestimmtes Potential aufgeladenen Kondensators ausgelöst und durch den
Meßimpuls der Entladungsvorgang des Kondensators unterbrochen wird und das Potential der Entladungsunterbrechung als Maß für die Ablenkung des Lichtstrahles
verwendet wird.
Ferner kann die Auswertung in der Weise vorgenommen werden, daß das Potential der Entladungsunterbrechung des Kondensators mit einem einer
vorgegebenen Fehlergrenze entsprechenden Potential verglichen wird und bei Überschreiten des Vergleichspotentials ein Signal gegeben wird.
An Hand der Zeichnungen werden im folgenden verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens beschrieben. Es wird ferner eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung
beschrieben, die insbesondere dafür vorgesehen ist, Glasscheiben automatisch auf ihre optische
Qualität zu untersuchen, d. h. festzustellen, ob die optischen Fehler der Glasscheibe unterhalb einer
vorher festgesetzten und eingestellten Fehlergrenze liegen oder ob die Fehler die festgelegte Fehlergrenze
überschreiten. Die Zeichnungen zeigen in
F i g. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
F i g. 2 eine Vorderansicht eines Details aus F i g. 1,
F i g. 3 die Impulsfolge bei einem nicht abgelenkten und bei einem abgelenkten Strahl in schematischer
Darstellung,
F i g. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens,
F i g. 5 die Ansicht eines vor dem Empfänger angeordneten
Meßschirmes bei Durchführung des Verfahrens nach F i g. 4,
F i g. 6 eine geeignete Lochblende zur Erzeugung von fünf Lichtstrahlen, durch die der Prüfkörper in
mehreren Richtungen abgetastet wird,
F i g. 7 die von den verschiedenen Lichtpunkten der Lochblende nach F i g. 6 auf der Meßebene beschriebenen
Lichtkreise sowie Anordnung und Ausbildung des Meßfeldes,
F i g. 8 eine andere Lochblende zur Erzeugung von sieben Lichtstrahlen, durch die der Prüfkörper in
mehreren Richtungen abgetastet wird,
F i g. 9 die von den verschiedenen Lichtpunkten der Lochblende nach F i g. 8 auf der Meßebene beschriebenen
Lichtkreise sowie Anordnung und Ausbildung des Meßfeldes,
F i g. 10 eine bevorzugte Ausführungsform einer
Ablenkvorrichtung zur Erzeugung der Abtastbewegung der Lichtstrahlen,
Fig. 11 die Gesamtansicht einer Anlage zur automatischen
optischen Prüfung von Glasscheiben in perspektivischer Darstellung, ;
Fig. 12 den Sender- und Speicherteil der in Fig. 11 dargestellten Anlage in vergrößerter Darstellung,
Fig. 13 die bei der Anlage nach Fig. 11 verwendete
Lochblende,
Fig. 14 die Vorderansicht des Empfängerteils der
in Fig. 11 dargestellten Anlage in perspektivischer Darstellung,
Fig. 15 den elektronischen Aufbau eines Empfangsteils
in schematischer Darstellung und
F i g. 16 den Entladungsvorgang des durch die Meßimpulse gesteuerten Kondensators.
An Hand von F i g. 1 wird die Durchführung des Verfahrens mit feststehendem Lichtstrahl beschrieben.
In Fig. 1 sind schematisch dargestellt eine ein Lichtstrahlenbündel 2 aussendende Lichtquelle 1,
eine Blende 3 zur Begrenzung des Lichtstrahlenbündels 2, eine auf seinem Umfang mit einem Zahnkranz
4 versehene drehbare Blendenscheibe 5, ein zur Drehachse der Blendenscheibe 5 konzentrisch
angeordnetes Magnetband 6, ein die Aufnahme und die Wiedergabe von auf dem Magnetband 6 gespeicherten
Signalen erlaubender Tonkopf 7, ein Empfänger 8, ein die Lichtstrahlen 2 auf den Empfänger 8
lenkendes Linsensystem 9 und eine elektronische Vorrichtung 10, in der die von dem Speicher 6 und
die vom Empfänger 8 gelieferten Signale ausgewertet werden.
F i g. 2 zeigt eine Vorderansicht der Blendenscheibe 5, auf deren Umfang ein Zahnkranz 4 sitzt,
der im gleichen Abstand voneinander angeordnete Schlitze oder Spalte 12 zum Durchtritt des Lichtstrahls
2 aufweist. Das Magnetband 6 ist konzentrisch zu der Blendenscheibe angeordnet, der Tonkopf 7
ist an einer beliebigen Stelle gegenüber dem Magnetband 6 ortsfest angeordnet.
Im Strahlengang des Lichtstrahlenbündels 2 sei zunächst kein Prüfkörper angeordnet, so daß das
Lichtstrahlenbündel 2 keine Ablenkung erfährt. In diesem Zustand wird nun die Blendenscheibe 5 mit
konstanter Drehgeschwindigkeit in Drehung versetzt. Das Lichtstrahlenbündel 2 wird dadurch in Lichtimpulse
zerhackt, die nacheinander auf den Empfänger 8 auftreffen und dort in elektrische Impulse
umgewandelt werden. Unter Vereinfachung der im Empfänger 8 erzeugten Impulsform, die des leichteren
Verständnisses wegen hier als Rechteckimpulse angenommen werden, ergibt sich damit eine in konstanten
Zeitabständen α aufeinanderfolgende Reihe I
von Impulsen 13, wie es in F i g. 3 schematisch dargestellt ist. Diese Impulse 13 werden dem Tonkopf 7
zugeleitet, der sie auf das Magnetband 6 aufspricht. Einem jeden Schlitz 12 entspricht nun ein auf dem
Speicher 6 gespeichertes Signal 13, und zwar erscheint das einem Schlitz 12 zugehörige Signal 13
genau zu dem Zeitpunkt gegenüber dem Tonkopf, zu dem der Schlitz sich genau in der Position des
nicht abgelenkten Lichtstrahlenbündels 2 befindet.
Nach Speicherung der Signale 13 auf dem Magnetband 6 wird der Tonkopf 7 auf Ablesen umgeschaltet
und der Prüfkörper 11 in den Strahlengang des Lichtstrahlenbündels 2 gebracht. Der Prüfkörper 11 möge
nun eine Ablenkung des Lichtstrahlenbündels 2 in waagerechter Richtung, d. h. in Richtung der an der
Blendenscheibe 5 anliegenden . Tangente,- bewirken. Die Ablenkung soll in der Bewegungsrichtung der
Blendenscheibe 5 erfolgen. Der gleiche Schlitz 12 muß sich-also ein Stück weiterdrehen, bis er das
5 6
abgelenkte Lichtstrahlenbündel trifft. Infolgedessen um ortsfest gegenüber dem Magnetband 34 an einer
trifft der Lichtimpuls um ein Zeitintervall Δ t später beliebigen Stelle angebracht. Die Aufnahme der
auf den Empfänger 8 auf, als das demselben Schlitz Speichersignale und die Untersuchung des Prüfzugeordnete
auf dem Speicher 6 gespeicherte Signal körpers 37 erfolgt in gleicher Weise wie bei dem an
an dem Tonkopf 7 vorbeipassiert. Von dem Emp- 5 Hand der F i g. 1 beschriebenen Verfahren, wobei
fänger 8 wird also eine der Reihe I in F i g. 3 ent- die vom Speicher 34 abgenommenen und die vom
sprechende Reihe II von untereinander den gleichen Empfänger 32 kommenden Meßsignale der elektro-Zeitabstand
α aufweisenden Impulsen 14 geliefert, die nischen Vorrichtung 38 zur Auswertung zugeleitet
jedoch gegenüber den von dem Speicher 6 abgenom- werden.
menen Impulsen 13 eine Phasenverschiebung um io Auch die Durchführung des Verfahrens, wie es
das Zeitintervall Δ t aufweisen. soeben an Hand der F i g. 4 erläutert worden ist,
Das Zeitintervall Δ t ist dem Ablenkwinkel, den erlaubt es noch nicht ohne weiteres, jede Ablenk-
der Lichtstrahl im Prüfkörper erfährt, direkt pro- richtung in jedem Punkt des Prüfkörpers zu erfassen,
portional. Es wird in der elektronischen Vorrichtung Falls der Prüfkörper stillsteht, wird er lediglich ent-
10 ausgewertet. 15 lang der von dem rotierenden Lichtstrahl 22 be-Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren kann selbst- schriebenen Kreisbahn 30 abgetastet, wobei immer
verständlich nur die Komponente der Ablenkung des nur die Ablenkung in der jeweils tangentialen Rich-
Lichtstrahlenbündels gemessen werden, die in der tung gemessen wird. Wird der Prüfkörper 37 nun in
Bewegungsrichtung des sich bewegenden Teiles liegt. einer Richtung bewegt, beispielsweise in der durch
Bei der an Hand von F i g. 1 erläuterten Ausführungs- 20 den Pfeil 40 angedeuteten waagerechten Richtung, so
form des Verfahrens z.B. bedeutet das, daß eine wird, wie es aus Fig. 5 ersichtlich ist, der mittlere
Ablenkung des Lichtstrahlenbündels 2 in senkrechter Bereich des Prüfkörpers 37 entlang der Achse x-x
Richtung, d. h. in in bezug auf die Scheibenblende 5 nur auf Ablenkfehler in der senkrechten Richtung
radialer Richtung, überhaupt nicht registriert wird, untersucht, während der obere und untere Bereich
während bei einer Ablenkung in einer zwischen der 25 des Prüfkörpers 37 entlang den Achsen X1-X1 und
radialen und der tangentialen Richtung, bezogen auf X2-X2 nur au^ Ablenkfehler in waagerechter Richtung,
die Scheibenblende 5, jeweils nur die tangentiale bzw. jeweils auf die Komponeten der Ablenkfehler
Komponente der Ablenkung registriert wird. Will in den genannten Richtungen, untersucht werden. In
man daher den vom Lichtstrahlenbündel 2 durch- den zwischen den Achsen x-x und X1-X1 bzw. x-x
strahlten Punkt des Prüfkörpers 11 auf alle Ablenk- 30 und X2-X2 liegenden Bereichen wird jeweils nur die
richtungen hin untersuchen, so muß der Prüfkörper Ablenkung bzw. die Komponente der Ablenkung in
11 um das Lichtstrahlenbündel 2 gedreht werden. der Richtung der Tangente an den Kreis 30 im je-Eine
Vorrichtung zur Durchführung des an Hand weiligen Bereich gemessen. Das gleiche gilt analog
der F i g. 1 beschriebenen Verfahrens würde nur die für den Fall, daß der Prüfkörper senkrecht, und zwar
punktweise Untersuchung von Prüfkörpern erlauben. 35 in Richtung des Pfeiles 41, bewegt wird.
Für die industrielle Untersuchung von Prüfkörpern Um bei Bedarf diesen Nachteil zu beheben, d. h., über größere Flächen empfiehlt sich daher eine an- um sicherzustellen, daß der Prüfkörper an allen dere Ausführungsform des Verfahrens, bei der die Punkten in verschiedenen Richtungen untersucht Fläche mit einem oder mehreren sich bewegenden wird, kann gemäß einem weiteren Merkmal der ErLichtstrahlen abgetastet wird. Das Prinzip einer 40 findung die Anordnung so getroffen werden, daß auf solchen Abtastung wird an Hand der F i g. 4 und 5 dem Meßfeld des Prüfkörpers und auf dem Schirm im folgenden beschrieben. 29 nicht ein zusammenhängender Kreis von einem
Für die industrielle Untersuchung von Prüfkörpern Um bei Bedarf diesen Nachteil zu beheben, d. h., über größere Flächen empfiehlt sich daher eine an- um sicherzustellen, daß der Prüfkörper an allen dere Ausführungsform des Verfahrens, bei der die Punkten in verschiedenen Richtungen untersucht Fläche mit einem oder mehreren sich bewegenden wird, kann gemäß einem weiteren Merkmal der ErLichtstrahlen abgetastet wird. Das Prinzip einer 40 findung die Anordnung so getroffen werden, daß auf solchen Abtastung wird an Hand der F i g. 4 und 5 dem Meßfeld des Prüfkörpers und auf dem Schirm im folgenden beschrieben. 29 nicht ein zusammenhängender Kreis von einem
Das von der Lichtquelle 21 ausgesandte Licht- einzigen Lichtstrahl, sondern statt dessen von mehre-
strahlenbündel 22 wird teilweise über den Parabol- ren Lichtstrahlen mehrere Kreisbögen nacheinander
spiegel 23, durch die Kondensorlinse 24 auf eine 45 beschrieben werden, die in den verschiedensten Rich-
Lochblende 25 geworfen. Das Bild der Lochblende tungen verlaufen. Zu diesem Zweck wird also· nicht
25 wird mit Hilfe des Objektivs 26 über die in Dreh- ein einzelner Lichtpunkt auf dem Schirm 29 abge-
bewegung um die optische Achse des Systems ver- bildet, wie es bei Verwendung etwa der Lochblende
setzte Spiegelanordnung 27, 28 auf den lichtundurch- 25 mit einer einzigen zentralen Öffnung der Fall ist,
lässigen Schirm 29 projiziert, auf dem der Lichtstrahl 50 sondern es wird an Stelle der Lochblende 25 für den
22 eine Kreisbahn 30 beschreibt. Der lichtundurch- Fall eines quadratischen Empfangsschirms 29 eine
lässige Schirm 29 bildet die vordere Abdeckung eines Blende mit beispielsweise fünf oder sieben Löchern
Gehäuses 31, in dem der Empfänger 32 angeordnet verwendet, die in ganz bestimmten Abständen zuein-
ist. Hinter der Vorderplatte 29 sitzt eine Fresnel- ander angeordnet sind.
Linse 33, deren Aufgabe darin besteht, die auftreffen- 55 F i g. 6 zeigt eine solche Lochblende 45 mit fünf
den Lichtstrahlen auf den Empfänger 32 zu richten. Löchern 46, 47, 48, 49 und 50. Die Löcher sind in
Der an sich lichtundurchlässige Schirm 29 weist, zwei senkrechten Reihen angeordnet, wobei der Abwie
in F i g. 5 ersichtlich ist, entlang der von dem stand D der senkrechten Reihen voneinander gleich
Lichtstrahl beschriebenen Kreisbahn 30 in vorge- dem Abstand der Löcher innerhalb einer Reihe ist.
wählten, gleichen Abständen radial verlaufende 60 Die Löcher 46 und 47 sind gegenüber den Löchern
schmale Schlitze 39 auf. Die Ausbildung und Be- 48, 49 und 50 in ihrer Höhe um D/2 versetzt angegrenzung
dieser Schlitze 39 ist insofern von Bedeu- ordnet.
tung, als dadurch die Form des von dem Empfänger Mit Hilfe des optischen Systems werden die Löcher
32 abgegebenen elektrischen Impulses bestimmt ist. 46 bis 50 durch den Prüfkörper auf den Meßschirm
Der Speicher ist in Form eines Magnetbandes auf 65 51 projiziert. Die Lichtpunkte 46 bis 50 erscheinen,
der die Spiegelanordnung 27, 28 aufnehmenden Vor- wie in F i g. 7 dargestellt ist, als Lichtquelle 46' bis
richtung 35 konzentrisch zur Drehachse der Vor- 50' auf dem Meßschirm 51, wobei in dieser Stellung
richtung 35 angeordnet. Der Tonkopf 36 ist wieder- lediglich die Lichtpunkte 47' und 50' auf der Be-
grenzung des Meßquadrates liegen. Die Punkte 46', 48' und 49' liegen zunächst außerhalb des Meßquadrates.
Sobald nun dem optischen Ablenksystem 35 eine Drehbewegung erteilt wird, beschreibt jeder
der Lichtpunkte 46' bis 50' eine Kreisbewegung in Richtung der in F i g. 7 eingezeichneten Pfeile. Die
optische Anordnung muß dazu so getroffen werden, daß der Radius der auf dem Meßschirm beschriebenen
Kreise gleich dem senkrechten bzw. waagerechten Abstand der Lichtpunkte voneinander ist.
Man sieht aus der F i g. 7, daß jeweils nur ein Lichtpunkt sich im quadratischen Meßfeld befindet, so
daß der Empfänger 32 zwar alle fünf Lichtpunkte auf ihrem Wege über das quadratische Meßfeld
registriert, jedoch in zeitlicher Aufeinanderfolge. Bei der dargestellten Stellung der Lichtpunkte z. B.
verläßt der Lichtpunkt 50' gerade das Meßquadrat, während der Lichtpunkt 47' gerade in das Meßfeld
eintritt. Wenn der Lichtpunkt 47' den Kreisbogen 57 durchlaufen hat, tritt der Lichtpunkt 46' in das
Meßquadrat ein und beschreibt den Kreisbogen 56. In dem Augenblick, in dem 46' das Meßquadrat verläßt,
tritt 48' in das Meßfeld ein und beschreibt den Kreisbogen 58. Nachdem 48' das Meßfeld'durchlaufen
hat, tritt 49' in das Meßfeld ein und beschreibt den Kreisbogen 59, und schließlich beschreibt der
Lichtpunkt 50' den Kreisbogen 60.
Selbstverständlich ist das Meßquadrat 51 wieder ein lichtundurchlässiger Schirm, auf dem entlang
den Kreisbögen 56, 57, 58, 59 und 60 in gleichen Abständen radial angeordnete, mit 62 angedeutete
schmale Spalte angebracht sind.
Berücksichtigt man, daß der Prüfkörper durch dieses rotierende Lichtstrahlensyslem nun in Richtung
des Pfeiles F hindurchbewegt wird, so sieht man an Hand der F i g. 7, daß die Scheibe in jedem
parallel zur Achse x'-x' verlaufenden Streifen in vier verschiedene Richtungen abgetastet wird.
Eine noch vollkommenere Abtastung des Prüfkörpers erhält man, wenn man eine Lochblende mit
einer Lochanordnung verwendet, wie sie in F i g. 8 dargestellt ist. Die Lochblende 65 in F i g. 8 weist
sieben Löcher 66 bis 72 auf. Die Löcher 67 bis 70 liegen in_ einer senkrechten Reihe, ebenso die Löcher
71 und 72. Die Löcher 68, 69, 71 und 72 sind in den Ecken eines Quadrates von der Kantenlänge /
angeordnet, die Löcher 67 und 70 auf der Verlängerung der Seite 68, 69 des Quadrates, jeweils in der
Entfernung der halben Seitenlänge 111 des Quadrates,
und das Loch 66 ist um die Entfernung der Kantenlänge des Quadrates nach-links verschoben und auf
halber Höhe der Seite 68, 69 angebracht.
Bei Stillstand der optischen Ablenkvorrichtung werden die Löcher 66 bis 72 auf der Meßebene als
Lichtpunkte 66' bis 72' abgebildet, wie es F i g. 9 zeigt. Sobald der Ablenkvorrichtung die Drehbewegung
erteilt wird, wobei wiederum der Radius der beschriebenen Kreise gleich dem waagerechten
Abstand der Lichtpunkte voneinander auf der Meßwand sein muß, beschreiben die Lichtpunkte Kreise
in Richtung der eingezeichneten Pfeile. Es wird nun wieder das'Meßquadrat so groß gewählt, daß die
Kantenlänge / des Quadrates gleich dem Radius der von den Lichtpunkten 66' bis 72' auf der Meßebene
beschriebenen Kreise ist. Das Meßquadrat muß jedoch in bezug auf die Lage der Lichtpunkte bzw. der
von diesen beschriebenen Kreise so liegen, daß die obere Kante des Meßquadrates, mit der durch die
Punkte 69' und 72' gehenden Geraden zusammenfällt, während die linke senkrechte Kante des Meßquadrates
um den Abstand 0,15 L gegenüber der durch die Punkte 67', 68', 69', 70' gehenden Geraden
verschoben ist.
Während die Kreisbögen 76, 81 und 82 auf ihrer gesamten Länge im Meßquadrat zur Messung beitragen,
wird von den Kreisbögen 77, 78, 79 und 80 nur ein Teil des auf dem Meßquadrat durchlaufenden
Kreisbogens für die Messung ausgenutzt. Das wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß nur
entlang dieser für die Messung ausgenutzten Teile der Kreisbögen die die Lichtimpulse erzeugenden
schmalen Spalte 62 angebracht sind.
Bei der in F i g. 9 dargestellten Anordnung schließen sich die einzelnen Kreisbögen in folgender Reihenfolge
zeitlich nacheinander an: 80, 79, 76, 78, 77, 81 und 82. Wird der Prüfling wiederum in Richtung
des Pfeiles F durch das rotierende Strahlensystem hindurchgefahren, so wird jeder Punkt des Prüflings
in fünf verschiedenen Richtungen abgetastet, so daß wenigstens in einer dieser Abtastrichtungen die
maximale oder annähernd die maximale Ablenkung erfaßt wird.
Die Ablenkung des bzw. der Lichtstrahlen, die nach F i g. 4 über das in dem rotierenden Körper 35
angeordnete Spiegelsystem 27, 28 erfolgt, kann auch derart erfolgen, daß an Stelle des Spiegelsystems 27,
28 in der Drehachse des rotierenden Körpers 90, der eine entsprechende Ausnehmung 91 aufweist, ein
Prisma 92 fest angeordnet ist. Dieses Prisma 92 dreht sich zusammen mit dem rotierenden Körper 90, der
mit hohlzylindrischen Wellenstümpfen 95, 96 versehen ist, die zur Lagerung des rotierenden Körpers
dienen. Die auf das Prisma 91 auffallenden Lichtstrahlen 93 werden durch das Prisma abgelenkt, und
bei Drehung des Prismas beschreiben die aus dem Prisma austretenden Strahlen auf der Meßwand
Kreise. · ν
Der Vorteil der Verwendung eines Ablenkprismas besteht darin, daß dieses System unempfindlich gegen
mechanische Erschütterungen ist. Diese Unempfindlichkeit kann dadurch weiter erhöht werden, daß das
Prisma in der Stellung der minimalen Ablenkung angeordnet wird; das bedeutet im vorliegenden Fall,
daß die auf der Seite des Strahlenaustritts liegende Keilfläche etwa senkrecht zur Einfallsrichtung der
Strahlen 93 angeordnet ist, wie es Fig. 10 zeigt.
Im folgenden wird nun in Einzelheiten eine nach den beschriebenen Prinzipien arbeitende Vorrichtung
beschrieben und an Hand der Zeichnungen erläutert, wie sie für die automatische Untersuchung von Glasscheiben
geeignet ist. ■
Fig. 11 zeigt eine Gesamtansicht der Anlage. Diese besteht aus einem Gerüst 100, dem an dem
einen Ende des Gerüstes 10Q, in dieses fest eingebauten Sender und Speicherteil 101 und dem am
anderen Ende des Gerüstes angeordneten Empfängerteil 102, der gleichzeitig den gesamten elektronischen
Teil enthält..
Senkrecht zu der Längsachse des Gerüstes 100 ist etwa in der Mitte zwischen Senderteil 101 und Empfängerteil
102 die an sich nicht zu der Erfindung gehörende Transportbahn 103 angeordnet, auf der
die Glasscheiben 104, 105 in etwa senkrechter Stellung zu der optischen Achse des Systems in Richtung
des Pfeiles F durch den Strahlengang der Prüfeinrichtung hindurchtransportiert und dabei automa-
109618/109
tisch abgetastet werden. Die Anlage weist femer eine oberhalb des Strahlenganges angeordnete Spritzeinrichtung
106 für eine Farbflüssigkeit auf, die bei Vorliegen eines die zulässige Fehlergrenze überschreitenden
Fehlers in der untersuchten Glasscheibe Farbflüssigkeit auf die fehlerhafte Glasscheibe aufspritzt.
Die Anlage arbeitet nach dem in F i g. 4 dargestellten Prinzip, wobei die Ablenkung der Strahlen
mit Hilfe eines rotierenden Prismas erfolgt, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Die Abtastung der Meßquadrate
erfolgt mit Hilfe von sieben Kreisbögen in der in den F i g. 8 und 9 dargestellten Anordnung.
Da die zu untersuchenden Glasscheiben während des Transportes durch den Strahlengang sich nur in
waagerechter Richtung bewegen, müssen sie bei diesem Durchgang über die gesamte Höhe des zu
untersuchenden Teiles abgetastet werden. Ein einziges quadratisches Meßfeld von entsprechender
Größe empfiehlt sich nicht, weil eine Lokalisierung der Fehler damit unmöglich wird. Bei der beschriebenen
Anordnung wird nämlich nur registriert, ob das Meßquadrat fehlerfrei ist. oder nicht, ohne daß
der Fehler innerhalb des Meßquadrates lokalisiert wird. Um, wie es bei 107 auf der Glasscheibe 104
angedeutet ist, die Glasscheibe über die gesamte Höhe des zu untersuchenden Bereiches abzutasten,
wird die Scheibe im vorliegenden Fall in vier über-" einanderliegenden Meßquadraten abgetastet. Entsprechend
weist der Empfängerteil 102 vier übereinanderliegende Empfangsteile 108 auf, die völlig identisch
ausgebildet sind. Die Ausgänge der einzelnen Ernpfangsteile. werden zu einer gemeinsamen Abgangsleitung
116a ztisammengeschaltet, die zu dem Verstärker R und von da über die Leitung 118 zu
dem Magnetventil 570 führt, das das Aufspritzen der Farbflüssigkeit bewirkt.
Die Empfangsteile enthalten je die gesamte, für den Empfang und'die Auswertung der Lichtstrahlen
sowie die für die Verarbeitung der von den Tontöpfen f°
137 bis 140 (Fig. Γ2) kommenden Signale und die
für die Durchführung und Auswertung des Zeitvergleiches notwendigen mechanischen und elektronischen
Einzelteile. Es wird daher im folgenden k'dii'Iich der Aufbau eines einzelnen Empfangjteilcs
beschrieben werden.
Jedem der Empfangsteile ist eine eigene Speicherspur
auf dem auf dem später noch im einzelnen zu beschreibenden Senderteil (Fig. 12) sitzenden Magnetband
136 zugeordnet. Entsprechend ist jedem der Empfangsteile ein eigener Tonkopf 137 bis 1II) zugeordnet.
An Hand von Fig. .12 wird zunächst der Senderteil
101 im ein/cln-'ii beschrieben. Die Platte 121),
auf der die Einzelteile des Seniler- und Speicherteils montiert sind, ist, wie- aus Fi u. 11 ersichtlich, in dem
einen Endteil des Gerüstes Ii)I) hefe >th;f. Die in einem
Gehäuse 121 angcoiilnete · Beleuchtungseinrichtung
bestellt aus der Lichtquelle 122, dem hinter der
Lichtquelle angeordneten Parabolspiegel LiJ und '»»
dem Kondensor 124. Das Gehäuse ist auf der Platt« 120 befestigt. .
Vor der Beleuchtungseinrichtung ist in dem ebenfalls
auf d.;r Plattj 1.2ti befestigen Cidiiin...· 1 >:>
die Lochblende 12f> angeordnet. AV'ie Fig. l'.V zeiizt, be- ß,j
st&iit die Loch bit η ih.· aus einer.. lichtumliirciiiiissiiuMi
Platte llCt, in der in der der. Fig. ^entsprechenden
Anordnung /.waih'iiz Löcher von einigen
Millimeter Durchmesser angebracht sind. Durch diese Lochblende werden die für die vier auf der
Meßfläche übereinanderliegenden Quadrate notwendigen Lichtpunkte gleichzeitig geliefert. Die Lochblende
126 kann der Einfachheit halber aus einem Negativ bestehen, das auf photographischem Wege
erhalten wurde.
Vor der Lochblende 126 ist in dem ebenfalls auf der Platte 120 fest angeordneten Gehäuse 127 ein
Objektiv 129 angeordnet, das die auf der Löchblende 126 gebildeten Lichtpunkte über das Ablenkprisma
135 durch die zu untersuchende Glasscheibe und auf die Meßfläche projiziert. Das Gehäuse 127 ist mit
dem Gehäuse 125 durch einen Faltenbalg 128 lichtdicht
verbunden.
Vor dem Objektiv 129 ist in den auf der Platte 120 befestigten Lagern 131 und 132 das. aus der
Speichertrommel 133 und dem zur Lagerung dienenden Hohlzylinder 134 bestehende drehbare Ablenk-
und Speichersystem angeordnet. In der Drehachse des Hohlzylinders 134 sitzt das mit 135 angedeutete
Ablenkprisma, das in der in Fig. 10 dargestellten und beschriebenen Stellung seiner minimalen Ablenkung
angeordnet ist.
Auf dem Umfang der Speichertrommel 133 ist ein endloses Magnetband 136 angeordnet, auf dem die
bei einer fehlerfreien Scheibe aufgenommenen Signale gespeichert werden. Da im vorliegenden Fall
vier getrennte Empfangsteile zur Anwendung kommen, sind auf dem Magnetband 136 dementsprechend
vier nebeneinanderliegende Speicherspuren vorgesehen. Jeder Speicherspur ist ein Magnettonkopf 137
bis 140 zugeordnet. Die Magnettonköpfe 137 bis 140 sind über eine Befestigungsvorrichtung 141 bzw. 142
auf der Platte 120 befestigt. Von jedem der Tonköpfe geht eine elektrische Leitung 157« bis 157d" zu dem
jeweils zugeordneten Empfangsteil.
Der vordere Teil des Hohlzylinders 134 ist mit
einer Umfangsnut 143 versehen. Über diese Umfangsnut 143 läuft ein Keilriemen 144, mit dessen
Hilfe die drehbare Anordnung 133, 134 über den Elektromotor 145 in Drehung versetzt wird. Im vorliegenden
Fall rotiert der drehbare Teil 133, 134 mit einer Tourenzahl von Cn)I) Umdrehungen pro Minute.
Der Elektromotor 145 ist über den Ständer 145 mit der Platte fest verbunden.
Fig. 14 ZL.ij;t eine perspektivische Vorderansicht
des Empfiingerteiles 102. Auf der Bodenplatte 150 sitzt das die vier Lmpfangsteile 108, 10'), HO und
111 aufnehmende Gehäi^e 151. Den vorderen Abschluß
des Gehäuses 151 bildet eine durchgehende, aus vier übereinanderliegenden, den einzelnen £!mpfam;steilen
zugeordneten Meßquadraten bestehende Meßwand 152. Die Meliwand 1:>2 besteht aus einer
mit einem lichUindurchlässigen Überzug versehenen
Glasplatte. In den lichtundiin Massigen Überzug sind
inilang den von den Lichtpunkten beschriebenen Kreisbahnen radial zu diesen in gleichen Abständen
die Liditilurchlalischlitze 15.} angebracht. Der Abstand
der Schlitze voneinander richtet sich danach, weiches Auflösungsvermögen das Gerät haben soll.
Im vorliegenden Fall beträgt der Spaltabstand 12 mm.
Je.ler ■ tier. Empfangstcile H)B bis 111 weist an
s-.'intin vtirilcrj'i End,: ein Gehäuse 15>4 auf, das
durch die MelUvand ISl nach vorn abgedeckt ist.
Hinter ikr Mdlwaiul 152 sitzt jeweils eine f'resnel-Lin.se-155,
durch dl·.· i.\\<· durch die Schlitze 153 hin-,
durchtretenden Lichtimpulse, auf den Fotomulti-
plier A geworfen werden. Hinter dem Gehäuse 154 ist der elektronische Teil angeordnet, der später noch
im einzelnen beschrieben wird.
Aus jedem Empfangsteil 108 bis 111 sind eine Stromversorgungsleitung 156, eine zum Verstärker R,
dessen Aufbau später noch beschrieben wird, führende Ausgangsleitung 116, eine zum zugehörigen
Tonkopf 137, 138, 139 oder 140 führende elektrische Leitung 157 und eine zum Durchschalter 250 führende
Leitung 158 herausgeführt.
Die Anlage arbeitet wie folgt: Zunächst wird eine absolut fehlerfreie Glasscheibe in den Strahlengang
des Gerätes gebracht und die Vorrichtung über den die in jeden der Empfangsteile 108 bis 111 angeordnete
Umschaltvorrichtung S betätigenden Druckschalter 250 (Fig. 14) so geschaltet, daß die von
den Empfängerteilen kommenden elektrischen Impulse den zugehörigen Tonköpfen 137 bis 140 zugeleitet
werden. Mit Hilfe der Tonköpfe werden die Impulse auf dem Magnetband 136 gespeichert. Nach
Speicherung der Impulse schalten die Umschaltvorrichtungen S selbsttätig auf Messen um.
Sodann werden die zu untersuchenden ,Glasscheiben
104, 105 mit Hilfe der angetriebenen Rollenbahn 103 (Fig. 11), bei der die Glasscheiben
auf dem angetriebenen Transportband 165 in einer leicht geneigten Stellung transportiert werden, wobei
sie sich gegen die mit 166 angedeuteten Stützrollen abstützen, durch den Strahlengang transportiert.
Weist die untersuchte Scheibe einen Fehler auf, der oberhalb der an dem Gerät eingestellten Fehlergrenze
liegt, so wird über den Verstärker R das Magnetventil 570 betätigt, mit dessen Hilfe aus dem
eine Farbllüssigkeit enthaltenden Behälter 106 etwas von dieser Faibfliissigkeit auf die Scheibe gespritzt
wird. Die Scheibe ist damit sichtbar als fehlerhaft markiert und kann später aussortiert werden.
Selbstverständlich kann die Aussortieruiig der
fehlerhaften Scheiben auch automatisch erfolgen, indem das von dem Verstärker R kommende Signal
zur Steuerung einer Sortiervorrichtung verwendet wird.
Der elektronische Teil der Anlage
Wie bereits erwähnt, ist der Aufbau des elektronischen Systems der einzelnen Einpfangsteile 108 bis
HL identisch. Im folgenden, wird der Aufbau des elektronischen Feiles eines Empfangstciles an Hand
des. in Fig. 15 dargestellten Blockschaltbildes beschrieben.
Die von dem Multiplier A gegebenen Signale werden zunächst dem Signalumformer B zugeführt,
in dein die .Signale, die in ihrer Form je· nach Schwankung
in tier Spaltausführurig (normalerweise beträgt
die Spaltbreite 0,1 min) unterschiedlich sein können, umgeformt werden. Die Signale werden im Signalumformer
U so umgeformt, daß die Spitzeiispannung
aller Impulse gleich und die Impulsbreite möglichst ,klein wird.
Vom Signalumformer/) werden die uingefoimten
Signale an den Aufsprechverstärker C und von da an den Speicher/) weitergeleitet. In dem Aufsprechverstärker
C werden die hei der fehlerfreien Vc rgleithsscheibt;
entstellenden Impulse so weit verstärkt, il.iU sie in ilciu Magnetspeicher D gespeichelt
werden können. Der Speicher D ist jedoch nur dann
mit dem Aufsprechverstäiker C verbunden, wenn zur
Aufnahme der Impulse der fehlerfreien Vergleichs- ' Scheibe die Verbindung über die Schaltvorrichtung 5
hergestellt wird.
Da entsprechend den Gesetzmäßigkeiten beim Aufsprechen und bei der Wiedergabe bei magnetischen
Speicherbändern die Impulsform des Wiedergabesignals anders ist als die des Speichersignals,
müssen die vom Magnetband abgenommenen Impulse zunächst verstärkt und anschließend umgeformt werden.
Die Verstärkung des Impulses erfolgt in dem ■ Wiedergabeverstärker E, die Umformung des gespeicherten
Signals in einen Rechteckimpuls im Univibrator G.
Während die der fehlerfreien Vergleichsscheibe entsprechenden Signale über die Glieder D1 E, G
geliefert werden, dienen zur Lieferung der Meßimpulse die elektronischen Glieder B, H und /.
Die vom Signalverstärker und -umformer B kommenden Signale werden zunächst einem Impulsao
verzögerer H zugeführt. Die Meßimpulse können nämlich bei fehlerhaften Prüflingen je nach der Ablenkungsrichtung
sowohl früher als auch später als die von der Speichervorrichtung D kommenden Eichimpulse
eintreffen. Da jedoch das Prinzip des Zeit-Vergleiches der beiden Impulse darauf beruht, daß
die Eichimpulse einen Entladungsvorgang auslösen, der von den Meßimpulsen jeweils unterbrochen wird,
muß sichergestellt werden, daß auch früher als die Eichimpulse eintreffende Meßimpulse später als die
zugehörigen Eichimpulse an die Vergleichsstelle K gelangen. Diese Impulsverzögerung wird durch den
Impulsverzögerer H ausgeführt.
Der verzögerte Impuls wird dann dem Univibrator/ zugeführt, in dem er in einen Reckteckimpuls
umgeformt wird.
Zur Durchführung des Zeitvergleiches zwischen den zugehörigen Impulsen dient das Zeitvergleichsglied
K. Das Zeitvergleichsglied K ist so aufgebaut, daß jeweils durch den Speicherimpuls die Entladung
\o eines sich nahezu linear entladenden Kondensators ausgelöst und durch den verzögerten Meßimpuls für
die Dauer des Meßimpulses unterbrochen wird. Eine solche Entladungskurve ist in F ig. 16 wiedergegeben.
Auf diese Weise werden die zeitlichen Verschiebungen der Meßimpulse bei fehlerhaften Scheiben in
Verschiebungen der Entladungsuiiterbrechungen eines
Kondensators umgesetzt. Die Poteutialhöhe dieser Entladungsstufen (401, 4Oi) ist somit ein direktes
Maß für die Ablenkung des Lichtstrahles. Durch geeignete Schaltungen werden die Potentiale dieser
Entladungsstufen abgegriffen und werden einerseits einem elektronischen Glied L und andererseits einem
elektronischen Glied Λ/ zugeleitet.
Das Glied L dient zur Bildung des Absolutwertes j.5 der Ablenkfehler und liefett positive Spannungen,
die dem Absolutwert der Ablenkfehler direkt proportional
sind. Die von L gelieferten Spannungen werden im Glied /V mit einem einem einstellbaren
Grenzwert für die Ablenkung entsprechenden Pol,entiul
verglichen, und das Glied :V liefert ein Signal,
sobald der zulässige Grenzwert überschritten wird.
In dem elektronischen Glied Vf werden die vom
ZeitvergleiGhsglied K gelieferten Spannungen in bezug auf ihre Änderungen untersucht, die ein Maß für die
6-, dioptrischen Fehler sind. Das Glied W liefert an
seinem Ausgang positive Spannungsinipulse, deren Höhen ilen dioptrischen Fehlern direkt proportional
sind.
1 4/2
Die Impulssperre O hat die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß der erste Impuls eines jeden Kreisbogens
unterdrückt wird, weil sich bei Vergleich des letzten Impulses eines Kreisbogens mit dem ersten Impuls
des sich zeitlich anschließenden Kreisbogens ein nicht realer Wert für einen dioptrischen Fehler ergeben
würde, weil diese beiden Impulse geometrisch weit voneinander entfernten Punkten zugehören. Um diese
Schwierigkeiten zu beseitigen, wird im Glied O der erste Impuls eines jeden neuen Kreisbogens unterdrückt.
In dem Glied P werden die vom Glied M gelieferten positiven Spannungen, die dem Absolutwert "der
dioptrischen Fehler direkt proportional sind, mit einem einstellbaren Grenzwert verglichen. Bei Überschreiten
dieses Grenzwertes liefert das Glied P ein Signal, das an den Verstärker/? weitergeleitet wird.
Hier werden die von N und von P kommenden Signale so weit verstärkt werden, daß sie die Signiervorrichtung
T betätigen können.
Claims (20)
1. Verfahren zum Messen der winkelmäßigen Ablenkung eines Lichtstrahles durch einen Prüfkörper, bei dem die winkelmäßige Ablenkung
des Lichtstrahles in eine Zeitfunktion umgeformt und durch Vergleich mit einem zeitlichen Bezugspunkt ein Maß für die Größe der Ablenkung
gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl (22) und ein Empfänger
(32) relativ zueinander bewegt werden und daß als zeitlicher Bezugspunkt derjenige Impuls dient,
den der Empfänger (32) bei Abwesenheit des Prüfkörpers (37), bzw. bei Anwesenheit eines
Referenz-Prüfkörpers liefert, und daß (22) dieser Bezugsimpuls (13) in einem mit der Bewegung
des Lichtstrahles oder des Empfängers (32) synchronisierten Impulsspeicher (34) gespeichert
und der bei der Untersuchung des Prüfkörpers (37) gelieferte Impuls (14) zeitlich mit dem gespeicherten
Bezugsimpuls (13) verglichen wird (Fig. 4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl in Kreisform
über den zu prüfenden Körper geführt wird und daß er nach Abtastung des Prüfkörpers durch
schmale, auf dem von dem Lichtstrahl beschriebenen Kreis in gleichen Abständen liegende lichtdurchlässige
Spalte (39. 153) in einem lichtundurchlässigen Schirm (29) in einzelne L'chtimpulse
zerlegt wird und daß Teile der Impulsspeichervorrichtung zum Speichern h?w. zum
Abfragen der Bezugsimpulse eine Drehbewegung ausführen, die mit der den Lichtstrahl führenden
drehbaren Vorrichtung (35) direkt gekoppelt ist.
3. Verfahren zum Messen der winkelmäßigen Ablenkung eines Lichtstrahles durch einen Prüfkörper,
bei dem die winkelmäßige Ablenkung des Lichtstrahles in eine Zeitfunktion umgeformt
und durch Vergleich mit einem zeitlichen Bezugspunkt ein Maß für die Größe der Ablenkung
gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein örtlich feststehender Lichtstrahl (2) auf einen
örtlich feststehenden Empfänger (8) gerichtet und ι der Lichtstrahl (2) durch sich in konstanter Geschwindigkeit
bewegende Blenden (4, 5) in Lichtimpulse zerlegt und die durch den Empfänger (8 gelieferten Impulse bei Abwesenheit des Prüf
körpers (11) in einem mit der' Bewegung de. Blenden (4, 5) synchronisierten Impulsspeiche;
(6) gespeichert werden und daß anschließend der Prüfkörper (11) zwischen der Lichtquelle (1)
und der sich bewegenden Blende (4, S) in den Lichtstrahl (2) gebracht und die bei der Untersuchung
des Prüfkörpers gelieferten Impulse (14) mit den gespeicherten Impulsen (13) zeitlich verglichen
werden (Fig. 1, 2).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Lichtimpulse
eine sich drehende Blendenscheibe (5) verwendet und der die erhaltenen Bezugsimpulse
speichernde Impulsspeicher (6) auf einer Kreisbahn angeordnet ist und daß Teile der Impulsspeichervorrichtung
zum Speichern bzw. zum Abfragen der Bezugsimpulse eine Drehbewegung ausführen, die mit der Drehbewegung der rotierenden
Blendenscheibe (5) direkt gekoppelt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke
des Zeitvergleiches zwischen dem dem nichtabgelenkten Lichtstrahl entsprechenden Impuls
und dem dem abgelenkten Lichtstrahl entsprechenden Impuls durch den ersten Impuls die
Entladung eines auf ein bestimmtes Potential aufgeladenen Kondensators ausgelöst und durch
den zweiten Impuls die Entladung des Kondensators unterbrochen wird und das Potential (401,
402) nach der Entladungsunterbrechung als Maß für die Ablenkung des Lichtstrahles verwendet
wird (Fig. 16).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential nach der Entladungsunterbrechung
des Kondensators mit einem einer vorgegebenen Fehlergrenze entsprechenden Potential verglichen und bei Überschreiten
des Vergleichspotentials ein Signal gegeben wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet
durch eine eine Lochblende (25; 126) aufweisende optische Vorrichtung zur Erzeugung wenigstens
eines definierten parallelen Lichtstrahlenbündels, eine um die optische Achse der optischen Vorrichtung
drehbaren Anordnung (35; 133) zur Ablenkung des Lichtstrahlenbündels von der optischen
Achse des Systems zur Erzeueung einer auf dem Prüfkörper (37; 104) kreisförmig verlaufenden
Abtastbahn (30; 56 bis 60; 76 bis 82), einen hinter dem Prüfkörper (37; 104) sitzenden
Empfänger mit einem auf der Empfangsseite angeordneten lichtundurchlässigen Schirm (29; 152)
mit entlang der von dem Lichtstrahlenbündel beschriebenen Kreisbahn in gleichen Abständen
angeordneten, radial zu den Lichtkreisen verlaufenden schmalen lichtdurchlässigen Spalten
(39; 153) eine mit der drehbar aneeordneten Anordnung
zur Erzeugung der kreisförmigen Abtastbahn fest verbundene Magnetspeichereinrichtung
(34; 136) und ein elektronisches System zur Auswertung der von der Magnetspeichercinrichtiing
und der von dem Empfänger kommenden Signale.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Erzeugung
der kreisförmigen Abtastbahn zwei in radialem
Abstand voneinander geneigt angeordnete Spiegel (27, 28) aufweist, von denen einer (27) in der
Drehachse der drehbaren Anordnung angeordnet ist. .
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Erzeugung
der kreisförmigen Abtastbahn ein auf der Drehachse angeordnetes Ablenkprisma (92; 135) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkprisma (92; 135)
in der Stellung der minimalen Ablenkung angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Empfängeranordnung aus einem Gehäuse (31; 154) mit einer auf
der Rückwand angeordneten Photozelle (32; A) und einer hinter dem die auf der Abtastbahn
des Lichtstrahles liegenden lichtundurchlässigen Spalte (39; 153) aufweisenden lichtundurchlässigen
Schirm (29; 152) angeordneten Fresnellinse (33; 155) besteht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die in der optischen Vorrichtung zur Erzeugung des definierten Licht-Strahlenbündels
sitzende Lochblende (45; 65; 126) mehrere in bestimmter Anordnung zueinander angebrachte Lichtdurchtrittslöcher (46 bis 50; 66
bis 72) aufweist, so daß auf dem Prüfkörper und auf dem Empfängerschirm eine der Anzahl der
Löcher entsprechende .Anzahl von Lichtkreisen (56 bis 60; 76 bis 82) beschrieben wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Empfängerschirm
die Lichtdurchtrittsspalte (62) in gleichen Abständen so auf den verschiedenen Kreisbahnen
der Lichtpunkte zugehörenden Kreisbögen angeordnet sind, daß der Empfänger (32) jeweils nur
von einem der die Kreisbögen auf dem Empfängerschirm
zeitlich nacheinander abfahrenden Lichtpunkte beaufschlagt wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß'die elektronische Vorrichtung
zur Auswertung der von dem Speicher und der von dem Empfänger kommenden Signale aus folgenden Einzelgliedern besteht:
a) zur Speicherung der von nichtabgelenkten Strahlen stammenden Signale: einem Signalumformer
B zur Umformung der von dem Photomultiplier kommenden Signale, einem Aufsprechverstärker C zur Verstärkung der
umgeformten Signale und einer Umschaltvorrichtung S zur Zuleitung der Signale zum
Magnetspeicherband;
b) zur Verstärkung und Umformung der vom Speicher kommenden Signale in Rechteckimpulse
einem dem Speicher über die Umschaltvorrichtung S nachgeschalteten Wiedergabeverstärker
E und einem Univibrator G;
c) zur Umformung der vom Multiplier kommenden Signale in mit den vom Univibrator
G kommenden Rechteckimpulse vergleichbare Rechteckimpulse einer Impulsverzögerungsvorrichtung
H zur zeitlichen Verzögerung der Meßimpulse um ein bestimmtes Zeitintervall und einem Univibra-
tor/ zur Umformung der verzögerten Impulse in Rechteckimpulse;
d) einer Zeitvergleichsschaltung K zur Bildung
von den zwischen den Speicherimpulsen und den Meßimpulsen liegenden Zeitintervallen
entsprechenden Spannungsdifferenzen;
e) zur Feststellung der oberhalb einer eingestellten
Fehlergrenze liegenden Ablenkfehler: einer Schaltung L zur. Verformung der von
der Zeitvergleichsschaltung gelieferten Spannungsdifferenzen in positive Spannungen
und einer Schaltung N zum Vergleich dieser Spannung mit einer der vorgewählten Fehlergrenze
entsprechenden Spannung;
f) zur Feststellung der oberhalb einer eingestellten Fehlergrenze liegenden dioptrischen
Fehler: einer die von der Zeitvergleichsschaltung K gelieferten Spannungsdifferenzen
differenzierenden und die differenzierten Spannungsdifferenzen in positive Spannungen
umformenden Schaltung M und einer Schaltung P zum Vergleich dieser Spannung
mit einer der vorgewählten Fehlergrenze entsprechenden Spannung.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltung zur
Ermittlung des dioptrischen Fehlers eine Impulssperrschaltung (O) vorgesehen ist, durch die der
Vergleich des vor dem letzten Spalt eines Kreisbogens auf dem Meßfeld stammenden Signals mit
dem von dem ersten Spalt des zeitlich sich anschließenden Kreisbogens verhindert wird.'
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der letzte Spalt
eines jeden Kreisbogens abgedeckt und ein Zeitverzögerungsglied vorgesehen ist, das von der auf
die abgedeckte Spalte zurückgehenden Impulspause ausgelöst wird und die Impulsauswertung
für die Dauer des jeweils ersten Impulses eines jeden neuen Kreisbogens unterdrückt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zeitvergleichsschaltung
(K) ein auf ein bestimmtes Bezugspotential aufgeladener Kondensator vorgesehen ist, dessen
Entladung durch den von der Speichereinrichtung (D) kommenden Impuls ausgelöst und dessen
Entladung durch den Meßimpuls unterbrochen wird, wobei das Potential nach der Entladungsunterbrechung zur Auswertung weitergeleitet
wird.
18. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 17, gekennzeichnet durch einen elektronischen Verstärker
(R) zur Verstärkung der von dem elektronischen System gelieferten Signale, derart, daß
die Signale für eine Markiervorrichtung (T) oder eine Sortiervorrichtung verwendbar sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zum Markieren an
auszusortierenden Probekörpern eine Spritzvorrichtung (106) für eine Farbfiüssigkeit vorgesehen
ist, die durch ein von dem Verstärker (R) betätigtes Magnetventil (570) in Tätigkeit gesetzt wird.
20. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 19 zum Abtasten einer Glasscheibe, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Lochblende (126) für mehrere übereinanderliegende Meßfelder notwendige
109618/109
Löcher und daß mehrere unmittelbar übereinanderliegende
Empfänger (108 bis 111) vorgesehen sind, so daß die Glasscheibe auf einem
sich aus mehreren übereinanderliegenden Quadraten zusammensetzenden Streifen abgetastet
wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2602001C3 (de) | Vorrichtung zur Überprüfung einer bearbeiteten Oberfläche eines Werkstucks | |
| DE2522462C3 (de) | Verfahren zur Gütekontrolle transparenter Behälter | |
| DE2436110C3 (de) | Vorrichtung zur Feststellung von Herstellungsfehlern in einer bewegten Materialbahn | |
| DE3728210C2 (de) | ||
| DE2037530A1 (de) | Zentrifuge, insbesondere Analysen zentrifuge | |
| DE2545678C3 (de) | Prüfvorrichtung für Glasflaschen | |
| EP0123929A2 (de) | Fehlerfeststellungsvorrichtung | |
| DE3800053A1 (de) | Optische fehlerinspektionsvorrichtung | |
| DE2404972A1 (de) | Vorrichtung zur ermittlung von fehlstellen auf der oberflaeche eines bewegten reflektierenden materials | |
| DE2423340A1 (de) | Abtastverfahren | |
| DE2653298A1 (de) | Pruefvorrichtung zum pruefen der enden von zigaretten | |
| DE1135201B (de) | Kontrolleinrichtung zur Feststellung von Fremdkoerpern in einem durch-scheinenden Behaelter mit Mitteln zur Beleuchtung einer zu kontrollierenden Zone des Behaelters | |
| DE2556395A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ueberpruefung eines glasbandes, welches in einer vorgegebenen richtung bewegt wird | |
| DE1472090C (de) | Verfahren zum Messen der winkelmaßi gen Abweichung eines Lichtstrahls durch einen Prüfkörper | |
| CH684026A5 (de) | Verfahren zur Messung von relativen Winkeln. | |
| DE2655704C3 (de) | Vorrichtung zum Ermitteln von Fremdkörpern in Glasflaschen | |
| DE1472090B2 (de) | Verfahren zum Messen der winkelmäßigen Abweichung eines Lichtstrahls durch einen Prüfkörper | |
| DE2446114A1 (de) | System zur bestimmung der querlage von schadstellen an ablaufenden baendern | |
| EP0518822B1 (de) | Messeinrichtung für Gleisebaumaschinen | |
| DE1648640B2 (de) | Vorrichtung zum Nachweis von Fremdstoffen an den Wanden eines durch scheinenden oder durchsichtigen Be halters | |
| DE2043876A1 (de) | Anordnung zur Erfassung von Fehlern in durchsichtigen Bahnen | |
| DE2922163A1 (de) | Optische vorrichtung zur bestimmung der guete einer oberflaeche | |
| DE2754319B1 (de) | Vorrichtung zum Abtasten von Markierungen an Flaschenhaelsen | |
| DE3803181C2 (de) | ||
| DE1917628A1 (de) | Verfahren zur beruehrungslosen Messung der Konzentration von Substanzen in bewegten Messgutbahnen |