DE2920531B2 - Einrichtung zur Dimensionsmessung von eigenleuchtendem Meßgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dimensionsmessung von eigenleuchtendem Meßgut nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 12 40 939 ist eine Einrichtung zur Dimensionsmessung von Walzgut bekannt, bei der das Walzgut mit einer Lichtquelle für paralleles Licht hinterleuchtet wird, während das Walzgut selbst durch die Optik einer Kamera auf deren selbstabtastende Fotodiodenzeile abgebildet wird, die von einer Seite her abtastbar ist. Bei Verwendung einer Hinterleuchtung besteht jedoch das Problem, daß eigenleuchtendes Meßgut, wie Walzgut, selbst Licht aussendet und somit zu Fremdlicht führt, das die Messung beeinträchtigen kann. Außerdem kann das Vorhandensein von Zunder oder dergleichen auf der Walzgutoberfläche zu Problemen hinsichtlich der Bestimmung der rückwärtigen Kante des Meßgutes (in bezug auf die Abtastrichtung für die Dicdenzeile) führen, so ciaö eine aufwendige Elektronik notwendig wird, die entscheidet, ob tatsächlich die Rückkante des Meßgutes vorliegt.

Ferner ist aus der DE-AS 28 19 395 eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der ebenfalls das Walzgut mittels einer Lichtquelle hinterleuchtet und auf diese Weise auf Diodenzeilen von Diodenzeilenkameras optisch abgebildet wird. Hierbei wird die Lage der beiden hinterleuchteten Seitenkanten des Walzgutes durch wechselstromgespeiste Lampen in einem Meßzyklus von jeweils 10 msec durch Optiken auf die Dioden der Diodenzeilenkameras abgebildet und für beide Seitenkanten des Wakgutes gleichzeitig die

ίο elektrische Ladung der Dioden jeweils im Maximum der Beleuchtungsstärke der Lampen innerhalb eines jeden Meßzyklus in einer Zeit von 200 μ5βΰ abgefragt und aus der Anzahl der unbelichteten Dioden der Diodenzeilenkameras die Breite des Walzgutes ermittelt. Um den

π Einfluß von Zunder oder dergleichen auf der Meßgutoberfläche bei der Messung auszuschalten, sind insgesamt vier Kameras vorgesehen, wobei die Auswertung entsprechend kompliziert und aufwendig ist.

Dia DE-OS 2104 893 beschreibt eine Einrichtung zum Abtasten von Kanten bewegter Gegenstände, etwa Walzgut, wobei eine Kamera vorgesehen ist, die zwei Spalte aufweist, hinter denen jeweils eine Fotodiode angeordnet ist und wobei eine Optik das Walzgut auf die Spalten abbildet. Hierbei wird jedoch keine Dimensionsmessung vorgenommen, sondern es soll vielmehr das Eintreffen einer Kante an einer bestimmten Stelle zum Auslösen eines Signals festgestellt werden. Dementsprechend werden auch die Signale der beiden Dioden ausgewertet.

Ferner ist aus der DE-OS 25 16 756 eine Einrichtung zur Dimensionsmessung von Meßgut bekannt, wobei die Flächenkante auf zwei selbstabtastende Diodenzeilen projiziert wird, die symmetrisch angeordnet sind und denen ein Amplitudensollwert vorgegeben wird, mi! dem Istwerte verglichen werden. Hierbei ist wiederum das Meßgut zu hinterleuchten und für jede Kante eine Kamera zu verwenden, während mit einer komplizierten elektronischen Einrichtung Störungen der Messung versucht werden zu eliminieren.

Abgesehen davon, ist es aus der DE-PS 21 27 751 bekannt, bei rundem Querschnitt des Meßgutes eine Meßeinrichtung mit zwei Kameras zu verwenden, deren optische Achsen senkrecht aufeinander stehen, um den Durchmesser des Meßgutes zu ermitteln, wenn der Gegenstand sich in der Meßebene in allen Richtungen unkontrolliert bewegen kann. Die zweite Kamera dient hierbei dazu, die Abhängigkeit des Meßsignals von dem Abstand zwischen Abtastgerät und Achse des Gegen-Standes zu kompensieren, dient jedoch nicht dazu, Vorder- und Rückkante des Meßgutes zu erkennen, ohne daß eine Hinterleuchtung verwendet wird, vielmehr wird letztere gerade verwendet.

Grundsätzlich ist es schließlich aus »Stahl und Eisen«,

« 1977, Nr. 19, Seiten 927-932 bekannt, zur Messung die Wärmestrahlung von Walzgut zu benutzen und damit auf eine Hinterleuchtung zu verzichten, da Fotodioden eine hohe Empfindlichkeit bei infraroter Strahlung haben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der in einfacher Weise die Vorder- und die Rückkante des Meßgutes erkennbar ist, ohne daß eine Hinterleuchtung verwendet wird.

b5 Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher eriäutert.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Meßeinrichtung mit einer Kamera,

Fig.2 bis 4 zeigen drei Ausführungsformen einer Meßeinrichtung mit zwei Kameras,

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Meßeinrich tung, bei der vier Kameras verwendet werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Dirnensionsmessung von eigenleuchtendem Meßgut umfaßt eine Kamera 1, in der zwei Diodenzeilen 2 symmetrisch zur optischen Achse 3 der Kamera t angeordnet sind. Das Meßgut 4 wird mit Hilfe einer Optik 5 der Kamera 1 auf die beiden Diodenzeilen 2 abgebildet, die in einer ΐί Linie und senkre.cht zu den für die Messung zu verwendenden Kanten 6 des Meßgutes 4 angeordnet sind. Die Abtastung der Diodenzeilen 2 erfolgt jeweils in Richtung der Pfeile 7, d. h. jeweils von dem von der optischen Achse 3 abgewandten Ende der Liiodenzeilen 2 her. Die Abtast- und Auswerteelektronik für die Diodenzeilen 2 ist nicht dargestellt. Zur Kantenfindung 6 kann eine Triggerschaltiing verwendet werden, während die Amplitude der Video-Signale der Diodenzeilen 2 für beide Diodenzeilen 2 mit einer gemeinsamen Amplitudenschaltung auf einen konstanten Wert geregelt werden, d. h. daß ein Amplituden-Soll-Wert für die Video-Signale vorgegeben wird, der mit dem Anplituden-lst-Wert der Video-Signale einer Dioden, eile 2 verglichen w'rd, wobei aus dem Vergleichswert die ω Belichtungszeit für beide Diodenzeilen 2 bestimmt wird.

Für die Kantenfindung wird jeweils ein Dunkel-HcH-Übergang des eigenleuchtenden Meßgutes auf einer Diodenzeile 2 ausgenützt. Eine Dimension, beispielsweise die Breite von eigenleuchtendem Walzgut kann ohne J5 Verwendung einer Hinterleuchtungsquelle gemessen werden, wobei dann die Lage beider Walzgutkanten über eine Triggerschaltung exakt bestimmt wird. Durch Zunder auf dem Walzgut bedingte Störeinflüsse werden bei der Kantenfii.dung weitgehend eliminiert, da jeweils nur der erste Kantensprung bei der Messung ausgenutzt wird. Für die Messung kann eine Integrationszeit der Belichtung der Diodenzeilen 2 über eine Meßzeit von ca. 2-40 ms Verwendung finden, so daß Störeinflüssc durch begrenzte Zunderflächen an den Meßgutkanten weitgehend ausgemittel werden, da die Messung an sich bewegendem Walzgut vorgenommen wird. Auch bei zunderbehaftetem Walzgut bleibt die Anpassung der Belichtungszeit der Diodenzeilen 2 an die Strahlungsintensität wahrend des Meßvorganges unbeeinflußt.

Gemäß Fig. 2 sind zwei Kameras 1, 1' vorgesehen, die eine gemeinsame optische Achse 3 aufweisen, zu der symmetrisch jeweils eine· Dicdenze-le 2 in jeweils einer Kamera 1, Γ angeordnet ist. Hierbei wird durch jeweils eine Diodenzeile 2 eine:· Kamera auf gegenüberliegenden Seiten der optischen Achse 3 die Lage einer Kante des Meßgutes 4, hier ist sowohl ein Meßgut mit rundem als auch eines mit rechteckigem Profi! dargestellt, bestimmt. Hierdurch ergibt sich eine weitestgehende automatische Kompensation der durch Lageänderungen des Meßgutes 4 bedingten Meßfehler bei der Bestimmung der Dimension, so daß hierbei in gewissen Grenzen eine Variation der Lage des Meßgutes toleriert werden kann, ohne daß dadurch Meßfehler auftreten.

Die Ausführungsform von F i g. 3 unterscheidet sich von derjenigen von F i g. 2 nur dadurch, daß anstelle von einer Diodenzeile 2 in jeder Kamera 1, Γ jeweils zwei Diodenzeilen 2 wie bei der Kamera \on F i g. 1 verwendet weiden. Hierdurch kann eine zusätzliche Mittelung der Kamerasignale durch eine geeignete elektronische Auswertung vorgenommen werden, wodurch Meßfehler weiter verringert werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind die beiden Kameras 1, 1' von F i g. 3 mit ihren optischen Achsen 3 in einem rechten Winkel zueinander angeordnet, wobei dann die durch eine asymmetrische Position des Meßgutcs 4 in bezug auf die optische Achse der Kamera Γ hervorgerufene Asymmetrie der Video-Signale der Diodenzeilen 2 eine rechnerische Korrektur für die von der Kamera 1 vorgenommene Messung der Dimension des Meßgutes 4 vorgenommen werden kann.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform sind vier Kameras 1, Γ \orgesehen. wobei jeweils zwei Kameras 1, Γ eine gemeinsame optische Achse 3 aufweisen, wobei die beiden optischen Achsen 3 senkrecht aufeinander stehen. Jede Kamera 1. Γ ist mit einer Diodenzeile 2 versehen, und gemäß F i g. 2 angeordnet. Hierbei wird durch jeweils eine Kamera I, Γ jeweils eine Meßgutkante bestimmt, wobei durch die gegenseitige L-jge- bzw. Abstandserfassung des Meßgutes bzw. der Meßgutkanten mit Hilfe der zueinander rechtwinklig angeordneten Kamerasysteme solche Meßfehler mittels Korrekturrechnung korrigiert werden können, die durch Lageänderungen des Meßgutes bedingt sind. Hierbei werden zwei Dimensionen des Meßgutes bestimmt, die zueinander rechtwinklig ausgerichtet sind, wobei sich eine zusätzliche weitgehend automatische Kompensation der durch Lageänderungen des Meßgutes bedingten Meßfehler bei der Bestimmung der Dimensionen erhalten wird. Die Vorteile der Ausführungsformen der F i g. 2 und 4 werden somit vereinigt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Dimensionsmessung von eigenleuchtendem Meßgut, insbesondere Walzgut, mit einer Kamera mit selbstabtastender Diodenzeile, wobei die Diodenzeile senkrecht zu den für die Messung zu verwendenden Kanten des Mußgutes angeordnet und von einer Seite her abtastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Diodenzeilen (2) symmetrisch zu der optischen Achse (3) einer Kamera (1) oder der gemeinsamen optischen Achse (3) von zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Meßgutes (4) angeordneten Kameras (1, Γ) angeordnet und jeweils von dem von der optischen Achse (3) abgewandten Ende her abtastbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Amplitudensollwert der Videosignale vorgebbar ist, der mit den. Amplitudenistwert der Videosignale einer Diodenzeile (2) vergleichbar ist und aus dem Vergleichswert die Belichtungszeit für beide Diodenzeilen (2) bestimmbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Meßgutes (4) eine Kamera (1, Γ) mit jeweils zwei symmetrisch zur optischen Achse (3) angeordneten Diodenzeilen

(2) vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kameras (1,1') mit jeweils zwei symmetrisch zur optischen Achse (3) jeder Kamera (1, Γ) angeordneten Diodenzeilen (2) mit rechtwinklig zueinander angeordneten optischen Achsen (3) vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Kameras (1, Γ) vorgesehen sind, von denen jeweils zwei Kameras (1, Γ) eine gemeinsame optische Achse (3) und jeweils eine Diodenzeile (2) aufweisen, und die Diodenzeilen (2) der beiden Kameras (1, Γ) mit gemeinsamer optischer Achse (3) symmetrisch auf jeweils einer Seite der gemeinsamen optischen Achse (3) angeordnet sind, während die beiden optischen Achsen

(3) senkrecht aufeinander stehen.