DE3520759A1 - Method and device for the contactless determination of the diameter of material to be measured - Google Patents
Method and device for the contactless determination of the diameter of material to be measuredInfo
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Abstract
Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Durchmesserbestimmung von Meßgut Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur berührungslosen Durchmesserbestimmung von strangförmigem Meßgut für die walzgut und kabelherstellende Industrie.Method and device for contactless diameter determination of material to be measured Field of application of the invention The invention relates to a method and a device for the non-contact determination of the diameter of strand-like material to be measured for the rolling stock and cable manufacturing industry.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Nach der DE-OS 27 50 109 ist ein Laser-Soanning-Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung bekannt, bei denen ein Laserstrahl ueber einen rotierenden Polgonspiegel abgelenkt; wird. Die divergierenden Strahlen werden durch eine Optik parallelisiert. In dem parallelen Strahlenbündel des Meßfeldes befindet sich das Meßgut. Anschließend wird das parallele Strahlenbündel durch ein Linsensystem au9 einen Fotoempfänger fokussiert. Über die Synchronisation der Strahlenlaufzeit durch das Meßfeld wird aus der Dunkelheit während der Abschattung des Strahlenbündels durch das Meßgut der Durchmesser des Meßgutes ermittelt. Nachteilig ist bei einem großen Meßfeld, daß die aus einem Linsensystem bestehende Optik zur Parallelisierung bzwX Fokussierung mit großen Abbildungsfehlern behaftet ist.Characteristics of the known technical solutions According to DE-OS 27 50 109 a laser soanning method and an associated device is known, in which a laser beam is deflected over a rotating Polgon mirror; will. The diverging rays are parallelized by optics. In the parallel The material to be measured is located in the beam of rays of the measuring field. Then the parallel The bundle of rays is focused by a lens system on a photo receiver. About the Synchronization of the radiation travel time through the measuring field is made during the darkness the shadowing of the beam by the material to be measured the diameter of the material to be measured determined. The disadvantage of a large measuring field is that it consists of a lens system existing optics for parallelization or X focusing with large aberrations is afflicted.
In der DD-PS 152 988 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen die durch ein Objektiv abgebildete Schattengröße eines Meßgutes durch eine Diodenzeile gemessen wird. Die Größe des Meßgutes ergibt sich hierbei über den Abbildungsmaßstab des Objektivs im Zusammenhang mit dem Abstand der Sensoren auf der Zeile. 3æ zeigen sich Meßfeldbegrenzungen und systematische Meßfehler bei schwingendem Meßgut.In DD-PS 152 988 a method and a device is described in which the shadow size of a material to be measured is imaged by a lens a line of diodes is measured. The size of the material to be measured results from the magnification of the lens in connection with the distance of sensors on the line. 3æ show measuring field limitations and systematic Measurement error with vibrating material to be measured.
Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Meßfehler, die durch das schwingende Meßgut auftreten, zu kompensieren und die statische Sicherheit eines Meßergebnisses zu verdoppeln.Object of the invention The object of the invention is to reduce the measurement errors, which occur due to the vibrating material to be measured, to compensate and the static safety of a measurement result to be doubled.
Darlegung des Wesens der Erfindung Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schafen, die im Meßfeld frei bewegliches stangenförmiges Meßgut mit einem Durchmesser > 5 mm mißt.Statement of the essence of the invention The invention is the task based on a method and a device to sheep that are freely movable in the measuring field measures rod-shaped material with a diameter> 5 mm.
Bei dem Verfahren wird der Laserstrahl über einen rotierenden Polygonspiegel gelenkt und das divergierende LaserstrahlenbUndel über eine Optik auf einen Fotoempfänger fokussiert.In the process, the laser beam is passed over a rotating polygon mirror steered and the diverging laser beam bundle via optics on a photo receiver focused.
Erfindungsgemäß ist, daß ein zweiter Laserstrahl parallelversetzt zum ersten Laserstrahl auf den Polygonspiegel gelenkt wird. Das divergierende Laserstrahlenbündel wird durch einen asphärischen Spiegel parallelisiert und in der Bewegungsrichtung durch einen Planspiegel umgelenkt Hierbei tastet das parallele Laserstrahlenbündel das Meßfeld in entgegengesetzter Richtung zu dem anderen parallelen Laser strahlenbündel ab und wird über einen Hohlspiegel auf die Fotoempfänger fokussiert.According to the invention, a second laser beam offset parallel is directed to the first laser beam on the polygon mirror. The diverging laser beam is parallelized by an aspherical mirror and in the direction of movement deflected by a plane mirror. The parallel laser beam is scanned the measuring field in the opposite direction to the other parallel laser beam and is focused on the photo receiver via a concave mirror.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Laser, einem Polygonspiegel, einer Optik und einem Fotoempfänger.The device for performing the method consists of one Laser, a polygon mirror, an optic and a photo receiver.
Erfindungsgemäß ist, daß zwischen dem Laser und dem Polygonspiegel ein Teilerwürfel und ein Prisma parallel zueinander angeordnet sind. Zwischen dem Polygonspiegel und dem Fotoempfänger sind in Reihe ein asphärischer Spiegel und ein Hohlspiegel vorgesehen. Außerdem sind zwischen dem Po- lygonspiegel und dem Fotoempfänger hintereinander ein sphärischer Spiegel, ein Planspiegel und ein Hohlspiegel angeordnet.According to the invention, that between the laser and the polygon mirror a splitter cube and a prism are arranged parallel to each other. Between the Polygon mirror and the photo receiver are in series an aspherical mirror and a concave mirror is provided. In addition, between the po- lygon mirror and the photo receiver one behind the other a spherical mirror, a plane mirror and arranged a concave mirror.
Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Bs zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung der Seitenansicht der Vorrichtung Fig. 2 die schematische Darstellung der Draufsicht der Vorrichtung Fig. 3 die schematische Darstellung der Durchmesserbestimmung.EXEMPLARY EMBODIMENT The invention is intended below using an exemplary embodiment are explained in more detail. Bs show: FIG. 1 the schematic representation of the side view of the device FIG. 2 shows the schematic representation of the top view of the device 3 shows the schematic representation of the determination of the diameter.
Nach den Fig. 1 und 2 sind zwischen dem Laser 1 und dem Polygonspiegel 4 ein Teilerwtirfel 2 und ein Prisma 3 parallel zueinander angeordnet. Zwischen dem PolSgonspiegel 4 und dem Fotoempfänger 7 sind nacheinander ein asphärischer Spiegel 5 und ein Bohlspiegel 6 vorgesehen. Andererseits sind zwischen dem Polygonspiegel 4 und dem Fotoempfänger 11 hintereinander ein asphärischer Spiegel 8, ein Planspiegel 9 und ein Hohlspiegel 10 angeordnet. Das Meßgut 12 befindet sich zwischen dem Polygonspiegel 4 und den Hohispiegeln 6, 10.1 and 2 are between the laser 1 and the polygon mirror 4 a divider cube 2 and a prism 3 arranged parallel to one another. Between the PolSgonspiegel 4 and the photo receiver 7 are successively an aspherical Mirror 5 and a screed mirror 6 are provided. On the other hand are between the polygon mirror 4 and the photo receiver 11 one behind the other an aspherical mirror 8, a plane mirror 9 and a concave mirror 10 are arranged. The material to be measured 12 is located between the polygon mirror 4 and the high mirrors 6, 10.
Das Verfahren läuft so ab, daß ein Laserstrahl 13 durch einen Teilerwürfel 2 in die Laserstrahlen 13' und 13'' aufgeteilt wird. Der Laserstrahl 13t wird durch ein Prisma 3 parallelversetzt zu dem Laserstrahl 13'' auf den rotierenden Polygonspiegel 4 gelenkt. Das entstehende divergierende Laserstrahlenbtlndel 14 wird durch einen asphärischen Spiegel 5 umgelenkt und parallelisiert. In der Laufrichtung des parallelen Laserstrahlenb0ndels 14 liegt das Meßgut 12. Über einen Hohlspiegel 6 wird das parallele Laserstrahlenbündel 14 auf den Fotoempfänger 7 fokussiert. Der Laserstrahl 13'' trifft ebenfalls auf den rotierenden Polygonspiegel 4. Das entstehende divergierende LaserstrahlenbUndel 15 wird auch durch einen asphärischen Spiegel 8 umgelenkt und parallelisiert. Das parallele Laserstrahlenbündel 15 wird infolge des Planspiegele 9 in seiner Laufrichtung abgelenkt. In dieser Laufrichtung liegt das Meßgut 12. Über einen Hohlspiegel 10 wird das parallele Strahlenbündel 15 ebenfalls auf einen Fotoempfänger 11 fokussiert. Die beiden Strahlenbündel 14, 15 sind so fokussiert, daß sie sioh vor oder in dem Meßgut 12 schneiden.The process proceeds in such a way that a laser beam 13 passes through a splitter cube 2 is divided into the laser beams 13 'and 13' '. The laser beam 13t is through a prism 3 offset parallel to the laser beam 13 ″ on the rotating polygon mirror 4 steered. The resulting diverging laser beam bundle 14 is through a aspherical mirror 5 deflected and parallelized. In the direction of the parallel Laserstrahlenb0ndels 14 is the material to be measured 12. About a concave mirror 6 is the parallel Laser beam 14 focused on the photo receiver 7. The laser beam 13 '' also meets the rotating polygon mirror 4. The resulting diverging one Laser beam bundle 15 is also deflected by an aspherical mirror 8 and parallelized. The parallel laser beam 15 is as a result of Plane mirror 9 deflected in its running direction. That is in this direction of travel Material to be measured 12. The parallel beam 15 is also transmitted via a concave mirror 10 focused on a photo receiver 11. The two bundles of rays 14, 15 are like this focused that they cut sioh in front of or in the material to be measured 12.
Gemäß Fig. 3 beginnen die parallelen Laserstrahlenbndel 14, 15 zum Zeitpunkt to das Meßfeld D entgegengesetzt zu Aberstreioben, Der Pfeil stellt in der Fig. 2 die Zeit t dar. Da das Meßgut 12 während der Messungen schwingt, wird durch das parallele Laserstrahlenbündel 14 ein zu großer Durchmesser di ermittelt. Gleichzeitig läuft das parallele Laserstrahlenbündel 15 entgegengesetzt durch das Meßfeld D, so daß ein zu kleiner Durchmesser d2 ermittelt wird. Der Durchmesser d des Meßgutes ergibt sich somit aus der Beziehung d = d1 + d2 2 Durch die Erfindung werden die Meßfehler, dir durch das schwingende Meßgut auftreten, kompensiert und die statistische Sicherheit eines Meßergebnisses verdoppelt.According to FIG. 3, the parallel laser beam bundles 14, 15 begin to Point in time to the measuring field D opposite to Aberstreioben, the arrow places in 2 represents the time t. Since the material to be measured 12 vibrates during the measurements, a diameter di which is too large is determined by the parallel laser beam bundle 14. At the same time, the parallel laser beam 15 runs in the opposite direction through the Measurement field D, so that too small a diameter d2 is determined. The diameter d of the material to be measured thus results from the relationship d = d1 + d2 2 Through the invention the measurement errors caused by the vibrating material to be measured are compensated and the statistical certainty of a measurement result is doubled.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Laser 2 - Teilerwürfel 3 - Prisma 4 - Polygonspiegel 5 - asphärischer Spiegel 6 - Hohlspiegel 7 - Foto empfänger 8 - asphärischer Spiegel 9 - Planspiegel 10 - Hohlspiegel 11 - Fotoempfänger 12 - Meßgut 13 - Laserstrahlenbündel 13' - Laserstrahlenbündel 13'' - Laserstrahlenbündel 14 - Laserstrahlenbündel 15 - Laserstrahlenbündel D - Meßfeld d - Durchmesser des Meßgutes d1 - großer Durchmesser des Meßgutes d2' - kleiner Durchmesser des Meßgutes t - Zeit%13 - Laserstrahlenbündel to - Zeitpunkt (Start der Abtastung)List of the reference symbols used 1 - laser 2 - dividing cube 3 - prism 4 - polygon mirror 5 - aspherical mirror 6 - concave mirror 7 - photo receiver 8 - aspherical mirror 9 - plane mirror 10 - concave mirror 11 - photo receiver 12 - material to be measured 13 - laser beam bundle 13 '- laser beam bundle 13' '- laser beam bundle 14 - laser beam bundle 15 - laser beam bundle D - measuring field d - diameter of the Material to be measured d1 - large diameter of the material to be measured d2 '- small diameter of the material to be measured t - time% 13 - laser beam to - point in time (start of scanning)
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0565090A1 (en) * | 1992-04-10 | 1993-10-13 | Zumbach Electronic Ag | Procedure and device to measure the dimensions of an object |
-
1985
- 1985-02-01 DD DD27294885A patent/DD234485A1/en unknown
- 1985-06-10 DE DE19853520759 patent/DE3520759A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0565090A1 (en) * | 1992-04-10 | 1993-10-13 | Zumbach Electronic Ag | Procedure and device to measure the dimensions of an object |
| US5383022A (en) * | 1992-04-10 | 1995-01-17 | Zumbach Electronic Ag | Method and apparatus for measuring the dimensions of an object |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD234485A1 (en) | 1986-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SKET SCHWERMASCHINENBAU MAGDEBURG GMBH, O-3011 MAG |
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