DE19532009A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens zum Messen einer Lage von Bahnen oder Bogen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens zum Messen einer Lage von Bahnen oder BogenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen
zur Durchführung dieses Verfahrens zum Messen einer Lage
einer Kante von Bahnen oder Bogen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
Aus der DE-OS 22 02 087 ist eine Meßeinrichtung zur
lichtelektrischen Messung einer Lage von Bogenkanten
bezüglich einer Bezugslinie bekannt. Von einer
Beleuchtungseinrichtung ausgehendes Licht wird von einem
lichtelektrischen Empfänger aufgefangen. Entsprechend
der Lage der zwischen Beleuchtungseinrichtung und
Empfänger eingebrachten Bogenkante wird ein Videosignal
erzeugt.
Das lichtelektrische Empfangsteil besteht aus einer
Vielzahl von in geringem Abstand hintereinander
angeordneten einzelnen Photoelementen.
Nachteilig ist hierbei, daß schon kleinste
Beschädigungen oder Fasern an der zu messenden
Bogenkante zu Fehlmessungen führen, da sich diese Fehler
unmittelbar auf das Meßergebnis auswirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens zum
Messen einer Lage einer Kante von Bahnen oder Bogen
mittels eines mit einer Vielzahl von Photoelementen
versehenen photoelektrischen Empfängers zu schaffen, bei
dem bzw. bei der trotz kleiner Beschädigungen oder über
eine senkrechte Projektion der Kante herausragender
Fasern, sogenannter Anomalien, im Meßbereich der zu
messenden Kante von Bahn oder Bogen der photoelektrische
Empfänger die Lage der Kante bezüglich dieses Empfängers
exakt erkennt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zum
Messen der Lage einer Kante von Bahnen oder Bogen mit
den Merkmalen der kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1,
3 und 7 gelöst.
In vorteilhafter Weise werden durch das erfindungsgemäße
Verfahren und den dazugehörigen Vorrichtungen Anomalien
einer Kante von Bahnen oder Bogen so dargestellt, daß
ein photoelektrischer Empfänger diese nicht als Kante
erkennt und somit Fehlmessungen vermieden werden.
Anomalien der Kante können insbesondere bei Papierbögen
oder Papierbahnen in Form von beispielsweise
Papierfasern, unsauberen Schnittkanten oder Rissen
auftreten.
Auch wenn die Breite der Anomalien größer ist als die
Breite des photoelektrischen Empfängers, werden diese
Anomalien so auf dem photoelektrischen Empfänger
dargestellt, daß ein Intensitätsunterschied zur zu
messenden Kante vorhanden ist. Trotz dieses
Intensitätsunterschiedes kann eine Auswerteelektronik
die exakte Lage der zu messenden Kante von Bahnen oder
Bogen bestimmen.
Außerdem ist besonders vorteilhaft, daß aufgrund des
erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nur ein Bereich der
Kante der der Breite des photoelektrischen Empfängers
entspricht ausgewertet werden kann, sondern ein
wesentlich größerer Bereich der Kante (Faktor
50-1000). Hiermit wird die Meßsicherheit wesentlich
erhöht. Die verwendeten Hilfsmittel sind preiswerte
Standardteile.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden
Vorrichtungen sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Bahn und
photoelektrischem Empfänger;
Fig. 2 einen schematischen Verlauf eines der Lage der
Bahn entsprechenden Videosignals;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht parallel zu
einer zu messenden Kante der Bahn einer ersten
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht senkrecht zu der
zu messenden Kante der Bahn einer ersten
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht parallel zu der
zu messenden Kante der Bahn einer zweiten
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht senkrecht zu der
zu messenden Kante der Bahn einer zweiten
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Eine zu messende Bahn 1 oder ein Bogen wird zumindest im
Meßbereich zur Bestimmung seiner Lage bezüglich eines
photoelektrischen Empfängers 2 von einer in Form einer
Geraden verlaufenden Kante 3 begrenzt. Diese Bahn 1 oder
dieser Bogen ist im wesentlichen lichtabsorbierend. Bei
dieser Bahn 1 oder diesem Bogen handelt es sich
vorzugsweise um Papierbahnen bzw. Papierbogen,
insbesondere in Rotationsdruckmaschinen, aber auch um
anderes bahn- oder tafelförmiges Gut, wie Blech oder
Folien. Im folgenden wird diese beschriebene Bahn 1 oder
dieser Bogen vereinfachend Bahn 1 genannt.
Die zu messende Kante 3 der Bahn 1 kann Anomalien 4 im
Meßbereich in Form von z. B. kleinen Beschädigungen,
über eine senkrechte Projektion der Kante 3
hervorstehende Fasern oder Einrisse aufweisen.
Die Bahn 1, die von der Anomalien 4 aufweisenden Kante 3
begrenzt wird, wird in ein Lichtstrahlenbündel 6 eines
optischen Systemes 7 eingebracht. Dieses
Lichtstrahlenbündel 6 geht von einer Lichtquelle 8 aus
und trifft auf den photoelektrischen Empfänger 2.
Mittels eines optischen Bauelementes 9 oder eines
Systemes von optischen Bauelementen wird die Kante 3 der
Bahn 1 in einer Abbildungsebene 11 auf dem
photoelektrischen Empfänger 2 derart abgebildet, daß die
Abbildung in einer senkrecht zur Kante 3 der Bahn 1
verlaufenden Querachse 12 in einem Querabbildungsmaßstab
scharf und in einer parallel zur Kante 3 der Bahn 1
verlaufenden Längsachse 13 unscharf erfolgt.
In besonders vorteilhafter Weise kann der
Querabbildungsmaßstab eins zu eins betragen, weil
dadurch eine Umrechnung von Meßwerten entsprechend dem
Querabbildungsmaßstab entfällt. Die Lage der Kante 3 der
Bahn 1 wird über eine wählbare Meßbreite b3, z. B.
b3 = 0,5 mm bis 10 mm, die mittels einer Blende begrenzt
werden kann, ausgewertet. Mittels der Optik wird die
Kante 3 der Bahn 1 im Bereich dieser Meßbreite b3
unscharf, d. h. verzerrt in der Abbildungsebene 11 in
Richtung Längsachse 13 abgebildet.
Als mit einer Vielzahl von Photoelementen versehener
photoelektrischer Empfänger 2 kann beispielsweise ein an
sich bekannter CCD-Zeilensensor 2 (charged coupled
device) eingesetzt werden. Dieser CCD-Zeilensensor 2
kann aus z. B. 1728 in einer Zeile angeordneten
Meßelementen bestehen. Diese Meßelemente sind z. B.
10 µm × 13 µm groß und ein Mittenabstand zwischen zwei
Meßelementen beträgt 10 µm d. h. auf einen Millimeter
kommen 100 Meßelemente. Hiermit ergibt sich eine
Meßlänge 12 von 17,28 mm des beschriebenen
CCD-Zeilensensors 2.
Der CCD-Zeilensensor 2 liefert mittels einer
Auswerteelektronik ein analoges Videosignal 14, welches
einen Amplitudenverlauf entsprechend der Lage der Kante
3 der Bahn 1 aufweist. So kann z. B. eine Amplitude A3
des durch die Bahn 1 abgedeckten Bereiches mit einer
Länge la2 des CCD-Zeilensensors 2 minimal sein, während
der unbedeckte Bereich mit einer Länge lu2 des
CCD-Zeilensensors 2 eine der Intensität einer
Beleuchtungseinrichtung 16 entsprechende Amplitude A1
liefern kann.
Der nutzbare Arbeitsbereich kann natürlich auch kleiner
als die Meßlänge 12 sein, im vorliegenden Beispiel
entspricht der Arbeitsbereich der Meßlänge 12.
Weist nun die Kante 3 der Bahn 1 im Bereich der
Meßbreite b3 eine oder mehrere Anomalien 4 auf, werden
auch diese Anomalien 4 entsprechend unscharf in der
Abbildungsebene 11 in Richtung der Längsachse 13, d. h.
auf dem CCD-Zeilensensor 2 abgebildet. Dies hat zur
Folge, daß je nach Breite der Anomalie 4 in
Längsrichtung sich eine entsprechende, auf dem
CCD-Zeilensensor 2 wirkende Intensität der
Beleuchtungseinrichtung 16 einstellt. Somit ergibt sich
eine der Größe der Anomalie 4 bzw. der Anzahl der
Anomalien 4 entsprechende Amplitude A2 des Videosignals
14. Die Größe dieser Amplitude A2 liegt zwischen der
Amplitude A3 im abgedeckten Zustand des
CCD-Zeilensensors 2 und der Amplitude A1 im völlig
unbedeckten Zustand des CCD-Zeilensensors 2, solange die
Anomalie 4 oder mehrere Anomalien 4 nicht die gesamte
Meßbreite b3 einnimmt bzw. einnehmen. Aus diesem
abgestuften Videosignal 14 kann nun mittels geeigneter,
bekannter Elektronik die Lage der Kante 3 der Bahn 1
bestimmt werden.
Eine erste Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im wesentlichen aus
einer Beleuchtungseinrichtung 16, einem Objektträger 17,
einem Filter 18, einer Blende 19, einer abbildenden
Linse 21 und dem photoelektrischem Empfänger, z. B.
einem CCD-Zeilensensor 2. Diese Elemente 16, 17, 18, 19,
21, 2 sind entlang einer optischen Achse 20 angeordnet.
Die Beleuchtungseinrichtung 16 besteht im wesentlichen
aus einer Infrarot (IR)-Lichtquelle 23 und einem
Kondensor 24. Die IR-Lichtquelle 23 strahlt diffuse
Lichtstrahlen 26 aus. In einem Abstand a23 2 × f24, zur
IR-Lichtquelle 23, der einer doppelten Brennweite f24,
z. B. f24 = 20 mm, des Kondensors 24 entspricht,
befindet sich eine Hauptebene 25 des Kondensors 24. Als
Kondensor 24 dient im dargestellten Beispiel eine
asphärische Linse, wobei der Kondensor 24 aber auch aus
mehreren Linsen, z. B. einer Kombination aus einer
Konkavkonvexlinse und einer oder mehreren asphärischen
Linsen bestehen kann.
Der Kondensor 24 fokusiert die Lichtstrahlen 26 in einem
Abstand a19 = 2 × f24, in dem die Blende 19 angeordnet
ist. Die abbildende Linse 21 weist in einer senkrecht
zur Kante 3 der Bahn 1 verlaufenden Querachse 12 eine
erste Brennweite fq21, z. B. fq21 = 10 mm, und in einer
parallel zur Kante 3 der Bahn 1 verlaufenden Längsachse
13 eine zweite Brennweite f121 auf. Zwischen dem
Kondensor 24 und der abbildenden Linse 21 ist der
Objektträger 17 derart angeordnet, daß sich die zu
messende Kante 3 der Bahn 1 in einer Gegenstandsweite
g30 zur Hauptebene 30 der abbildenden Linse 21 befindet.
In einer Bildweite b30 zu der Hauptebene 30 der
abbildenden Linse 21 ist die Abbildungsebene 11 des
CCD-Zeilensensors 2 angeordnet. Um eine scharfe
Abbildung zu erhalten muß der Kehrwert der Brennweite
fq21 die Summe aus den Kehrwerten von Gegenstandsweite
g30 und Bildweite b30 ergeben, d. h.
1/fq21 = 1/g30 + 1/b30.
Als Objektträger 17 ist eine planparallele Glasplatte 17
vorgesehen. Vor der abbildenden Linse 21 ist die Blende
19 mit einer Blendenöffnung 27 einer Breite b27 und
Länge 127 und der Filter 18, z. B. ein IR-Filter,
angeordnet. Die Meßbreite b3 an der Kante 3 wird durch
die projizierte Länge 127 der Blendenöffnung 27 der
Blende 19 bezüglich des CCD-Zeilensensors 2 bestimmt.
Im vorliegenden Beispiel ist die abbildende Linse 21 als
Zylinderlinse 21 ausgeführt, die derart in der
Gegenstandsweite g30 = 2 × fq21 zur Glasplatte 17 in
Lichtstrahlen 28 angeordnet ist, daß deren Planseite 29
parallel zur Glasplatte 17 und deren Längsachse 31
parallel zur zu messenden Kante 3 der Bahn 1 liegt.
Anstelle einer abbildenden Linse 21 kann noch ein aus
mehreren Linsen bestehendes Linsensystem verwendet
werden.
Nach der Zylinderlinse 21 befindet sich in der Bildweite
b30 = 2 × fq21, d. h. wiederum in der doppelten
Brennweite fq21 der Zylinderlinse 21, in der
Abbildungsebene 11 der CCD-Zeilensensor 2 senkrecht zur
zu messenden Kante 3 der Bahn 1. Somit ergibt sich in
diesem Beispiel ein Querabbildungsmaßstab von eins zu
eins.
Auf die planparallele Glasplatte 17, d. h. in der
Gegenstandsweite g30 wird die zu messende Kante 3 der
Bahn 1 parallel zur Längsachse 31 der Zylinderlinse 21
in die Lichtstrahlen 6 gebracht. Ein auf die Kante 3
auftreffender Teil der Lichtstrahlen 6 wird von dieser
zu Lichtstrahlen 28 abgelenkt und diffus weitergeleitet.
Die von der zu messenden Kante 3 ausgehenden
Lichtstrahlen 28 treffen auf die Blendenöffnung 27. Nur
der Teil der Lichtstrahlen 28, der auf die
Blendenöffnung 27 trifft, durchdringt die Blende 19 und
trifft auf die Zylinderlinse 21. Die Breite b27, z. B.
b27 = 0,1 mm bis 2 mm, und Länge 127, z. B. 127 = 0,1 mm
bis 2 mm, der Blendenöffnung 27 ist kleiner als eine
Breite b21, z. B. b21 = 9 mm, und Länge 121, z. B.
121 = 18 mm, der Zylinderlinse 21. Durch die
Zylinderlinse 21 werden die Lichtstrahlen 28 und damit
die zu messende Kante 3 der Bahn 1 in Richtung der
Querachse 12 scharf, aber spiegelbildlich auf dem
CCD-Zeilensensor 2 abgebildet. In Richtung der
Längsachse 13 bzw. 31 werden die auf die Zylinderlinse
21 einfallenden, diffusen Lichtstrahlen 28 so gebrochen,
daß eine zerstreute, unscharfe Abbildung der Kante 3 auf
dem CCD-Zeilensensor 2 entsteht.
Weist die zu messende Kante 3 der Bahn 1 im Bereich des
CCD-Zeilensensors 2 liegende Anomalien 4 auf, werden
diese Anomalien 4 in Richtung der Querachse 12 der
Zylinderlinse 21 exakt, spiegelbildlich, aber entlang
der Längsachse 13 bzw. 31 der Zylinderlinse 21 zerstreut
dargestellt. Somit trifft entlang der Längsachse 13 nur
ein Teil der die Anomalien 4 abbildenden Lichtstrahlen
auf den CCD-Zeilensensor 2, aber gleichzeitig trifft
auch ein Teil der von den Anomalien 4 nicht
beeinflußten, "freien" Lichtstrahlen auf den
CCD-Zeilensensor 2. Damit entsteht auf dem
CCD-Zeilensensor 2 durch die Anomalien 4 ein Bereich
verminderter Intensität, welcher ein beschriebenes,
abgestuftes Videosignal hervorruft und das durch eine
Elektronik ausgewertet wird.
Eine zweite Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im wesentlichen
wieder aus der Beleuchtungseinrichtung 16, dem
Objektträger 17, dem Filter 18, einer Blende 32, einer
abbildenden Linse 33 und dem photoelektrischen
Empfänger, z. B. einem CCD-Zeilensensor 2. Diese
Elemente 16, 17, 18, 32, 33, 2 sind entsprechendem
ersten Vorrichtung entlang einer optischen Achse 20
angeordnet.
In einem Abstand a32 = 2 × f24 zu der Hauptebene 25 des
Kondensors 24 ist die Blende 32 angeordnet. Die Blende
32 weist eine schlitzförmige Blendenöffnung 34 mit einer
Länge 134, z. B. 134 = 0,2 mm bis 10 mm, und einer
Breite b34, z. B. b34 =0,1 mm bis 2 mm, auf. Die Länge
134 erstreckt sich parallel zur zu messenden Kante 3 der
Bahn 1.
Die abbildende Linse 33 ist als sphärische Linse 33
ausgeführt. Sphärische Linsen 33 weisen sogenannte
Aberrationen auf, was zur Folge hat, daß eine Brennweite
f33, z. B. f33 = 10 mm, nur entlang der optischen Achse
20 exakt ist. Außerhalb dieses Bereiches weicht eine
Brennweite f33′ von diesem exakten Wert ab und die
Brennweite f33′ verringert sich von der optischen Achse
20 ausgehend konzentrisch nach außen hin. Anstelle einer
abbildenden Linse 33 kann auch ein aus mehreren Linsen
bestehendes Linsensystem verwendet werden.
Zwischen dem Kondensor 24 und der sphärischen Linse 33
ist der Objektträger 17 derart angeordnet, daß sich die
zu messende Kante 3 der Bahn 1 in einer Gegenstandsweite
g37 zu einer Hauptebene 37 der sphärischen Linse 33
befindet. In einem Abstand, der einer Bildweite b37
entspricht, zu der Hauptebene 37 der sphärischen Linse
33 ist die Abbildungsebene 11 des CCD-Zeilensensors 2
angeordnet. Um eine scharfe Abbildung zu erhalten, muß
der Kehrwert der Brennweite f33 die Summe aus den
Kehrwerten von Gegenstandsweite g37 und Bildweite b37
ergeben, d. h. 1/f33 = 1/g37 + 1/b37. Die sphärische
Linse 33 ist in der Gegenstandsweite g37, die
beispielsweise der doppelten Brennweite f33 entspricht,
zum Objektträger 17 angeordnet. Nach der sphärischen
Linse 33 befindet sich in der Bildweite b37, z. B.
b37 = 2 × f33, in der Abbildungsebene 11 der
CCD-Zeilensensor, womit sich in diesem Beispiel wiederum
ein Querabbildungsmaßstab von eins zu eins ergibt.
Die zu messende Kante 3 der Bahn 1 wird in die
Lichtstrahlen 6 der Beleuchtungseinrichtung 16 gebracht.
Ein auf die Kante 3 auftreffender Teil der Lichtstrahlen
6 wird zu Lichtstrahlen 36 abgelenkt und diffus
weitergeleitet. Die von der zu messenden Kante 3
ausgehenden Lichtstrahlen 36 treffen auf die
Blendenöffnung 34. Der Teil der Lichtstrahlen 36 der
durch die Blendenöffnung 34 dringt, trifft auf die
sphärische Linse 33. Durch die sphärische Linse 33
werden die Lichtstrahlen 36 im unmittelbaren Bereich der
optischen Achse 20 scharf, aber spiegelbildlich auf dem
CCD-Zeilensensor 2 abgebildet. Durch die schlitzförmige
Blende 32 werden die Lichtstrahlen 36 in Richtung der
Querachse 12 auf einen engen Bereich um die optische
Achse 20 beschränkt, während parallel zur Kante 3, d. h.
in Richtung der Längsachse 13, die Lichtstrahlen die
sphärische Linse 33 auch in von der optischen Achse 20
entfernten Bereichen durchdringen. In diesen Bereichen
ist die Brennweite f33′ verkürzt, so daß in Richtung der
Längsachse 13 auf dem CCD-Zeilensensor 2 eine
zerstreute, unscharfe Abbildung der Kante 3 entsteht.
Weist die zu messende Kante 3 der Bahn 1 im Bereich des
CCD-Zeilensensors 2 liegende Anomalien 4 auf, werden
diese Anomalien 4 senkrecht zur Kante 3 exakt und
spiegelbildlich, aber parallel zur Kante 3 zerstreut
dargestellt. Somit treffen parallel zur Kante 3 ein Teil
der die Anomalien 4 abbildenden Lichtstrahlen auf den
CCD-Zeilensensor 2, aber gleichzeitig trifft auch ein
Teil der von den Anomalien nicht beeinflußten, "freien"
Lichtstrahlen auf den CCD-Zeilensensor 2. Damit entsteht
auf dem CCD-Zeilensensor 2 durch die Anomalien 4 ein
Bereich verminderter Intensität, welcher ein
beschriebenes, abgestuftes Videosignal hervorruft und
das durch eine Elektronik ausgewertet wird.
Bezugszeichenliste
1 Bahn
2 CCD-Zeilensensor (photoelektrischer Empfänger)
3 Kante (1)
4 Anomalie (3)
5 -
6 Lichtstrahlenbündel
7 optisches System
8 Lichtquelle (IR-Lichtquelle)
9 optisches Bauelement
10 -
11 Abbildungsebene
12 Querachse
13 Längsachse
14 Videosignal
15 -
16 Beleuchtungseinrichtung
17 Glasplatte (Objektträger)
18 Filter (IR-Filter)
19 Blende
20 Achse, optische
21 Zylinderlinse (abbildende Linse)
22 -
23 Infrarot-Lichtquelle
24 Kondensor
25 Hauptebene (24)
26 Lichtstrahlen, diffus
27 Blendenöffnung (19)
28 Lichtstrahlen
29 Planseite (21)
30 Hauptebene (21)
31 Längsachse (21)
32 Blende
33 Linse, sphärische (abbildende Linse)
34 Blendenöffnung
35 -
36 Lichtstrahlen
37 Hauptebene (33)
A1 Amplitude, unbedeckt
A2 Amplitude, mit Anomalie
A3 Amplitude, bedeckt
a19 Abstand
a23 Abstand
a32 Abstand
b3 Meßbreite der Kante
b30 Bildweite
b21 Breite der Zylinderlinse (21)
b27 Breite der Blendenöffnung (27)
b34 Breite der Blendenöffnung (34)
b37 Bildweite
fq21 Brennweite der abbildenden Linse (21) in Richtung der Querachse (12)
f24 Brennweite des Kondensors (24)
f33 Brennweite der abbildenden Linse (33)
f33′ Brennweite der abbildenden Linse (33), verringerte
g30 Gegenstandsweite
g37 Bildweite
12 Meßlänge (2)
121 Länge der Zylinderlinse (21)
127 Länge der Blendenöffnung (27)
134 Länge der Blendenöffnung (34)
la2 Länge des abgedeckten Bereiches
lu2 Länge des unbedeckten Bereiches
2 CCD-Zeilensensor (photoelektrischer Empfänger)
3 Kante (1)
4 Anomalie (3)
5 -
6 Lichtstrahlenbündel
7 optisches System
8 Lichtquelle (IR-Lichtquelle)
9 optisches Bauelement
10 -
11 Abbildungsebene
12 Querachse
13 Längsachse
14 Videosignal
15 -
16 Beleuchtungseinrichtung
17 Glasplatte (Objektträger)
18 Filter (IR-Filter)
19 Blende
20 Achse, optische
21 Zylinderlinse (abbildende Linse)
22 -
23 Infrarot-Lichtquelle
24 Kondensor
25 Hauptebene (24)
26 Lichtstrahlen, diffus
27 Blendenöffnung (19)
28 Lichtstrahlen
29 Planseite (21)
30 Hauptebene (21)
31 Längsachse (21)
32 Blende
33 Linse, sphärische (abbildende Linse)
34 Blendenöffnung
35 -
36 Lichtstrahlen
37 Hauptebene (33)
A1 Amplitude, unbedeckt
A2 Amplitude, mit Anomalie
A3 Amplitude, bedeckt
a19 Abstand
a23 Abstand
a32 Abstand
b3 Meßbreite der Kante
b30 Bildweite
b21 Breite der Zylinderlinse (21)
b27 Breite der Blendenöffnung (27)
b34 Breite der Blendenöffnung (34)
b37 Bildweite
fq21 Brennweite der abbildenden Linse (21) in Richtung der Querachse (12)
f24 Brennweite des Kondensors (24)
f33 Brennweite der abbildenden Linse (33)
f33′ Brennweite der abbildenden Linse (33), verringerte
g30 Gegenstandsweite
g37 Bildweite
12 Meßlänge (2)
121 Länge der Zylinderlinse (21)
127 Länge der Blendenöffnung (27)
134 Länge der Blendenöffnung (34)
la2 Länge des abgedeckten Bereiches
lu2 Länge des unbedeckten Bereiches
Claims (14)
1. Verfahren zum Messen einer Lage einer Kante
(3) von einer Bahn (1) oder einem Bogen mit einer
lichtelektrischen Meßeinrichtung bestehend aus einer
Beleuchtungseinrichtung (16) und einem photoelektrischen
Empfänger (2), wobei der photoelektrische Empfänger
(2) mit einer Vielzahl von in geringem Abstand
hintereinander angeordneten Photoelementen versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines optischen
Systemes (7) die Kante (3) der Bahn (1) in einer
Abbildungsebene (11) des photoelektrischen Empfängers
(2) senkrecht zur Kante (3) der Bahn (1) scharf
abgebildet wird und parallel zur Kante (3) der Bahn (1)
zerstreut und unscharf dargestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kante (3) der Bahn (1) in Richtung einer
senkrecht zur Kante (3) der Bahn (1) verlaufenden
Querachse (12) im Maßstab eins zu eins abgebildet wird,
d. h. ein Querabbildungsmaßstab des optischen Systemes
(7) beträgt eins zu eins.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
Beleuchtungseinrichtung (16) und photoelektrischem
Empfänger (2) mindestens eine abbildende Linse (21)
angeordnet ist, daß diese abbildende Linse (21)
bezüglich der Kante (3) der Bahn (1) in einer senkrecht
zur Kante (3) der Bahn (1) verlaufenden Querachse (12)
eine erste Brennweite (fq21) und in einer parallel zur
Kante (3) der Bahn (1) verlaufenden Längsachse (13) eine
zweite Brennweite (f121) aufweist, daß die erste
Brennweite (fq21) ungleich der zweiten Brennweite (f121)
der abbildenden Linse (21) ist, daß die Hauptebene (30)
der Linse (21) in einer Gegenstandsweite (g30) zur Kante
(3) der Bahn (1) und einer Bildweite (b30) zur
Abbildungsebene (11) des photoelektrischen Empfängers
(2) angeordnet ist, wobei der Kehrwert der ersten
Brennweite (fq21) die Summe der Kehrwerte von
Gegenstandsweite (g30) und Bildweite (b30) ergibt, d. h.
(1/fq21 = 1/g30 + 1/b30).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß als abbildende Linse (21) eine Zylinderlinse (21)
deren Längsachse (31) parallel zur messenden Kante (3)
der Bahn (1) verläuft, vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Glasplatte (17) und der
abbildenden Linse (21) eine Blende (19) mit einer
Blendenöffnung (27) einer Breite (b27) und einer Länge
(127) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß sowohl die Breite (b27) als auch die
Länge (127) der Blendenöffnung (27) der Blende (19)
kleiner ist als die entsprechende Breite (b21) und Länge
(121) der Zylinderlinse (21).
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
Beleuchtungseinrichtung (16) und photoelektrischem
Empfänger (2) eine abbildende Linse (33) angeordnet ist,
daß diese abbildende Linse (33) im unmittelbaren Bereich
ihrer optischen Achse (20) einen exakten Wert ihrer
Brennweite (f33) aufweist, daß außerhalb des Bereiches
der optischen Achse (20) eine Brennweite (f33′) von dem
exakten Wert der Brennweite (f33) abweicht, daß die
Hauptebene (37) der Linse (33) in einer Gegenstandsweite
(g37) zur Kante (3) der Bahn (1) und einer Bildweite
(b37) zur Abbildungsebene (11) des photoelektrischen
Empfängers (2) angeordnet ist, wobei der Kehrwert der
Brennweite (f33) die Summe der Kehrwerte von Gegen
standsweite (g37) und Bildweite (b37) ergibt, d. h.
(1/f33 = 1/g37 + 1/b37), daß unmittelbar vor der Linse
(33) eine Blende (32) mit einer schlitzförmigen
Blendenöffnung (34) einer Länge (134) und einer Breite
(b34) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß als abbildende Linse (33) eine sphärische Linse (33)
vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite (b34) der Blendenöffnung (34) 0,2 mm bis
2 mm beträgt und die Länge (134) der Blendenöffnung
größer als 2 mm ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hauptebene (30; 38) der
abbildenden Linse (21; 33) in einer Bildweite (b30;
b37), die der doppelten Brennweite (fq21; f33) der
abbildenden Linse (21; 33) entspricht, zum
photoelektrischen Empfänger (2) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Objektträger (17) als
planparallele Glasplatte (17) ausgebildet ist, und in
einer Gegenstandsweite (g30; g37), die der doppelten
Brennweite (fq21; f33) der abbildenden Linse (21; 33)
entspricht, zur abbildenden Linse (21; 33) angeordnet
ist.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß vor der abbildenden Linse (21) eine
Beleuchtungseinrichtung (16) bestehend aus einer
Lichtquelle (8) und einem Kondensor (24) angeordnet ist,
daß die Lichtquelle (8) in einem Abstand (a23), der
doppelten Brennweite (f24) des Kondensors (24)
entspricht zu einer Hauptebene (25) des Kondensors (24),
angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3, 7 und 11, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen Glasplatte (17) und der
abbildenden Linse (21; 33) ein IR-Filter (18)
angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß als photoelektrischer Empfänger (2)
ein CCD-Zeilensensor (2) vorgesehen ist.
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|---|---|---|---|---|
| EP1279919A1 (de) * | 2001-07-28 | 2003-01-29 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Einrichtung zum Erfassen der Lage einer Kante eines Verarbeitungsgutes |
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| DE2231776A1 (de) * | 1972-06-29 | 1974-01-24 | Licentia Gmbh | Lichtschranke zur messung der lage oder abmessung von gegenstaenden |
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1995
- 1995-08-31 DE DE19532009A patent/DE19532009C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-02 DE DE59509217T patent/DE59509217D1/de not_active Expired - Fee Related
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DE-Z: Siemens-Zeitschrift 46 (1972) 5, S. 349-352 * |
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| EP1279919A1 (de) * | 2001-07-28 | 2003-01-29 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Einrichtung zum Erfassen der Lage einer Kante eines Verarbeitungsgutes |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19532009C2 (de) | 1997-04-10 |
| DE59509217D1 (de) | 2001-05-31 |
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