DE60160T1

DE60160T1 - Verfahren zur untersuchung von fehlern an glasbahnen und einrichtung zur ausfuehrung dieses verfahrens.

Info

Publication number: DE60160T1
Application number: DE198282400257T
Authority: DE
Inventors: Jacques Francois F-34000 Montpellier Leser
Original assignee: Compagnie Electro Mecanique SA
Current assignee: Compagnie Electro Mecanique SA
Priority date: 1981-02-25
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1983-04-28
Also published as: FR2500630B1; US4492477A; CA1197915A; DE3263483D1; EP0060160A1; FR2500630A1; EP0060160B1; ATE13354T1; JPS57160049A

Claims

PATENTANWALT 8900 Augsburg

ιΛη_Λ iijhsnliaci ι CKJive Wolframstraße 9

JORG-MSCHAEL LEMKE _{Te|efon 0821/555007}

DIPLOM-INGENIEUR

Europ. Patentanmeldung 82400257.0 Anm.: Cie Electro Mecanique

C.E.M. L-ml 196-02

28. Dezember 1982 Patentansprüche

Verfahren zur Untersuchung von transparenten Folienmaterialien während des Bandlaufs, um die Fehlstellen des Materials aufzudecken und um einerseits die Fehler und andererseits die auf der genannten transparenten Folie abgelagerten Fremdkörper zu unterscheiden, dadurch gekennzein e t, daß eine der Seiten der genannten transparenten Folie (1) mittels einer Lichtquelle (6) mit schmaler öffnung und mit geringer Stärke beleuchtet wird, die ein diffuses Licht ausstrahlt; daß man mittels eines geeigneten konvergenten optischen Systems (2), das jenseits der anderen Seite der betrachteten transparenten Folie und auf einer zu ihrer Ebene senkrechten Achse angeordnet ist, das reelle scharfe Bild der Lichtquelle (6) in einer imaginären Ebene, die sich vor dem Photodetektor (3) befindet, -abbildet; daß man den Photodetektor (3) an der Stelle aufstellt, wo sich mittels desselben optischen Systems (2) das reelle scharfe Bild der Oberfläche der betrachteten Folie (1) in der Weise bildet, daß seine optische Achse sich von der Lichtquelle (6) in einer Entfernung (x) befindet, so daß er ständig einen Streifen des reellen ·. Bildes der genannten Lichtquelle bekommt, das sich in der vorgelagerten Ebene scharf und auf seiner Höhe unscharf abbildet; daß man die Stärke der

Lichtquelle (6) genügend schwach regelt, damit die konstante Lichtmenge, "Lichtschwelle" genannt, die vom'Photodetektor (3) empfangen wird, auf dem sich der Streifen des reellen, unscharfen Bildes der Lichtquelle (6) abbildet, immer unter der Reizschwelle, "Fehlerschwelle" genannt, für das Auslösen des Analysensystems bleibt, das die vom Photodetektor (3) ausgestrahlten Signale empfängt und verarbeitet/ wobei die genannte "Fehlerschwelle" erreicht und überschritten wird, wenn ein Fehler auf dem beobachteten Material vorbeizieht, der ein Abweichen des Strahlenbündels durch Brechung hervorruft; daher Bildung eines hellen scharfen Bildes des genannten Fehlers auf dem Photodetektor (3) oberhalb des unscharfen, von ihm ständig teilweise empfangenen Bildes, was die Abgabe eines Signals hervorruft, das von den entsprechenden Geräten aufgenommen und weiterverarbeitet wird, und wobei das Vorbeiziehen eines lxchtundurchlässigen Gegenstandes, der lediglich auf der transparenten beobachteten Folie abgelagert ist, durch seine Lichtundurchlässigkext selbst nur ein Verblassen des reellen Bildes hervorruft, das teilweise vom Photodetektor ständig empfangen wird, dessen Erregung in diesem Fall unter der konstanten "Lichtschwelle" bleibt, wodurch ermöglicht wird, ihn entweder nicht oder ihn als solchen zu bemerken, wobei die Wahrnehmung der Fehler einerseits und des Schmutzes andererseits mittels eines einzigen Photodetektors gewährleistet ist, der eine einmalige Stellung einnimmt.

Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optimale Stellung der Lichtquelle (6) in bezug auf die optische Achse des Photodetektor-Systems (3) so ist, daß in diesem Punkt die optische Verstärkung, dargestellt durch Go * optimal ist, wobei A die Amplitude des vom

Detektorgerät (3) ausgestrahlten Signals ist und (x) die Entfernung der.Lichtquelle (6) von der optischen Achse des Detektorsystems. (3) darstellt, und wobei die genannte Stellung des Detektors in bezug auf die Lichtquelle definiert wird als der Bereich des "Mischfeldes" zwischen dem sogenannten Bereich des "hellen Feldes", das ein Maximum an Beleuchtung aufweist, und dem sogenannten Bereich des "schwarzen Feldes", das dadurch gekennzeichnet ist, daß die lichtundurchlässigen Körper, die einer Lichtausstrahlung ausgesetzt sind, die Wirkung der Beugung hervorrufen, die von dem vorliegenden Verfahren ausgeschlossen ist.

Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß allen vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichn e t, daß die Lichtquelle (6),die sich unter der zu kontrollierenden transparenten Fläche, die vorbeiläuft, befindet, schwach und linear ist, in bezug auf die Richtung des Vorbeilaufens der genannten Fläche in einem Winkel von 45° steht, parallel zur Horizontalebene der genannten Fläche und gleichzeitig parallel zur Vertikalebene, die die optische Achse des konvergenten Systems (2) und das lineare Netz der Photodioden (3) enthält, das das lichtempfangende Element darstellt, und sich letztlich in bezug auf diese Vertikalebene in einer Entfernung (x) befindet, so daß das genannte Detektornetz das berührt, was als der äußerste Streifen des reellen unscharfen Bildes betrachtet werden kann, das von dem optischen System (2) in der Ebene des Photodiodennetzes (3) wiedergegeben wird, das selbst in der Horizontalebene angeordnet ist, auf die das reelle scharfe Bild der zu kontrollierenden transparenten Fläche und jeden Fehlers, den sie aufweisen kann, projiziert wird; wobei die reziproken Längen und Stellungen der Lichtquelle (6) und des Photodiodennetzes so sind, daß das reelle unscharfe Bild, das das optische System (2) von der Licht-

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quelle (6) auf die Ebene des Netzes (3) wiedergibt, die Länge des genannten Netzes abdeckt; das zyklische Abtasten der gesamten Oberfläche des Glases geschieht, ohne daß zwischen der Lichtquelle (6) und dem Photodiodennetz (3) ein bewegliches mechanisches Gerät eingesetzt würde, da ihr elektronisch eine Abtastfrequenz durch das Steuerelement auferlegt wird, wobei das Netz selbst eine eigene Testperiode von Diode zu Diode aufweist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, damit die Entfernung (x), in der sich die Lichtquelle von der Vertikalebene befinden muß, , in der sich die optische Achse des konvergenten Systems (2) und das lineare Netz der Photodioden (3) befinden, mit äußerster Präzision unverändert sowie die Parallelität der Lichtquelle (6) und dieser Vertikalebene vollkommen bleiben, um die optische Leistung auf der ganzen Länge des Detektornetzes optimal zu halten trotz der Änderungen, die in der Natur der zu kontrollierenden transparenten Fläche liegen, oder der räumlichen Abweichungen, die mit der Zeit in dem Gestell des Apparates selbst auftauchen können, das lineare Netz der Photodioden (3) auf einer Platte angebracht wird, die mit zwei kreisförmigen Zahnsegmenten (10) versehen ist, die sich diametral entgegengesetzt auf beiden Seiten des Netzes befinden und entweder gleichzeitig oder voneinander getrennt mit gleichen oder verschiedenen Geschwindigkeiten und in der gleichen Richtung oder entgegengesetzt mittels Förderschnecken (VT)/ die wiederum von jeder geeigneten irreversiblen Vorrichtung angetrieben werden können, beauf-

schlagt werden, und zwar schrittweise, durch zwei Motore (12), die unabhängig voneinander gemäß der von jeder der Photodioden erhaltenen Lichtmenge gesteuert werden, derart, daß das genannte Netz automatisch parallel zu sich selbst oder im Winkel verschoben werden und sogar die beiden Bewegungen gleichzeitig ausführen kann, so daß es sich gemäß ihrer Resultierenden mit einem Maximalwert (kx) verschiebt, wobei k der Verkleinerungskoeffizient des optischen Systems ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das auf das Photodiodennetz (3) projizierte reelle scharfe Bild der Breite der transparenten Fläche größer als dieses Netz ist, mehrere Detektoreinheiten nebeneinandergestellt werden, die jede auf beiden Seiten der transparenten Fläche (1) eine Lichtquelle (6), ein optisches System (2) und ein Detektornetz (3) haben, wobei jede in einem Winkel von 45° in bezug auf die Laufrichtung der transparenten Fläche steht und wobei der gegenseitige Standort jeder dieser Einheiten bzw. Geräte an den gemeinsamen Grenzen einen Bereich der Überlappung ihrer Lichtprojektion hat, um jede Unterbrechung zwischen ihnen zu vermeiden.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Geschwindigkeitsmesser (16), der die Information bezüglich der Geschwindigkeit des Vorbeiziehens der zu kontrollierenden transparenten Fläche liefert, es erlaubt, die Koordinaten des eventuell entdeckten Fehlers festzustellen, wobei die Nummer der erregten Photodiode die Abzissen und der Geschwindigkeitsmesser die Ordinaten liefert,

wobei es die gleiche Information außerdem erlaubt, die Frequenz des Abtastens der Photodiodennetze festzulegen, die notwendig sind, um die ganze Fläche des Bands (1) auf die gleiche Art zu kontrollieren, egal wie groß die Durchlaufgeschwindigkeit ist.

Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Markierungselement (17) , das durch die so gelieferten Koordinaten-Informationen gesteuert wird und das die materielle Feststellung der Lage des Fehlers auf der so kontrollierten Fläche sicherstellt, aus einem Wagen besteht, der sich auf einem Führungselement befindet, das die ganze Breite des kontrollierten Bands einnimmt, wobei seine Verschiebung durch einen Motor mit verstärktem Anlauf- und Bremsmoment gesteuert wird, der die Abzisseninformationen durch die Nummer der Diode erhält, die von dem entsprechenden Fehler erregt wurde, wobei die Auslösung der Markierung selbst gemäß den Ordinaten geschieht, die durch die Informationen, die der Geschwindigkeitsmesser liefert, festgelegt sind, wobei diese beiden Informationen im Moment der Feststellung des Fehlers gespeichert werden, und wobei die Geschwindigkeitsinformation des Auslösen im Moment des Vorbeiziehens des Fehlers unter dem Markierungsgerät ermöglicht, das einen festen Körper aufweist, der eine sichtbare Markierung auf der kontrollierten Fläche hinterlassen kann, derart, daß das oder die so beschaffenen Markierungsgeräte sich senken, bis sie die Fläche (1) im für die Markierung festgelegten Moment berühren.

Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch ge ken nz e i c h η e t, daß die gradlinige Öffnung jedes Behälters, der jede Lichtquelle (6) enthält, einem Druckluftgebläse ausgesetzt ist, das die Verstaubung jeder dieser Quellen verhindern

- 7 soll.

9. Vorrichtung nach sämtlichen vorhergehenden Ansprüchen, dad ü r c h g e k en η ζ e i c hne t, daß die elektrischen Signale, die von jeder der Photodioden des Detektornetzes (3) ausgehen, nach Verstärkung einem Komparator (2 6) weitergegeben werden, der übrigens getrennt davon die Information der Lichtschwelle und die der Fehlerschwelle erhält, wodurch es möglich wird, Lichtwerte und Fehlerwerte zu erhalten, die getrennt gespeichert und von einem Rechner analysiert werden können, der lebende oder tote Speicher, aufnehmende Datenverarbeitungsanlage genannt, beinhaltet, welche, abhängig von Außeninformationen, die von jeder Ein- und Ausgabemaschine (27) erhalten werden, Resultate liefert, die, von jeder Störung durch ein Sende-Empfangsgerät (31) gefiltert, das auch die Information des Geschwindigkeitsmessers erhält, zur Entscheidungs-Datenverarbeitungsanlage (21) weitergeleitet werden, die die entsprechenden Befehle an jedes Maschinenelement weitergibt, wie an den Leistungsverstärker (32), um die Beleuchtungsstärke der Lichtquellen (6) zu regeln, damit die Beständigkeit der "Lichtschwelle" an den elektronischen Regeleinrichtungen für die Frequenz des Abtastens der Breite des Bildes durch die Photodioden, das dieselben abhängig von der vom Geschwindigkeitsmesser (16) gelieferten Geschwindigkeitsinformation kontrollieren, und an der Markierungseinrichtung gemäß den Koordinaten des eventuellen Fehlers, sichergestellt ist, wobei die Schrittmotor© (12), die die Entfernung (kx) des Photodiodennetzes (3) in bezug auf das Bild der Lichtquelle sowie seine Parallelität in bezug auf diese aufrecht erhalten sollen, von der empfangenden Datenverarbeitungsanlage gesteuert werden.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß eine elektronische Abdeckmaske vorgesehen wird, um die Photodioden automatisch blind werden zu lassen, die einer Bildbreite entspricht, die von beiden Seiten des kontrollierten Bands (1) festgelegt ist, egal um welche Breite es sich handelt _} so daß weder das Bild des Bandrandes selbst, der nicht immer gradlinig ist, als Fehler gewertet wird noch die Spuren der Antriebsräder, die die Ränder aufweisen.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn eine überlappungs.fläche (13) zwischen den von mehreren Lichtquellen beleuchteten Flächen existiert, das eventuelle Fehlersignal, das das erste erreichte Netz abgibt, gespeichert wird und die Erregung der entsprechenden Diode oder der entsprechenden Dioden des zweiten Netzes in Richtung des Abspulens, das der gleichen Überlappungsfläche entspricht, verhindert wird bis zu dem Moment, wo der gleiche Fehler in der Höhe der Diode oder der Dioden vorüberzieht, damit dieses zweite Signal gegenüber dem ersten Signal, das schon wegen desselben Fehlers abgegeben worden ist, nicht überflüssig wird.

12. Vorrichtung gemäß allen vorhergehenden Ansprüchen, d adurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle oder die Lichtquellen (3) aus soviel Leuchtröhren besteht bzw. bestehen, deren Versorgung unter 25 Khz liegt, daß eine vollkommene Kontinuität des Vorgangs aufgrund der geringen Remanenz der Leuchtröhre gewährleistet ist.

13. Vorrichtung' gemäß Msprüch 12, d a d'u roh g e k e η η~ zeichnet, daß für die besondere Kontrolle von ge-

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schnittenen Glasbändern, die insbesondere für die Herstellung von z. B. Windschutzscheiben,laminiert oder ge™ härtet, vorgesehen sind, diese Kontrolle sich nicht auf Fehler, selbst kleinste, beschränken darf, die die Kontrolle unter "Mischfeid" erlaubt, sondern bis zur Entdeckung von Schmutz, der trotz der vorherigen Wäsche übrigbleiben konnte, getrieben werden muß, damit die Folie bei der Laminierung oder Härtung von jedem Fehler oder Schmutz befreit ist; die gesamte Beleuchtung "Mischfeid", die insbesondere für die Kontrolle der Fehler bestimmt ist, wird durch eine intensive Beleuchtung (37) vervollständigt, die unter dem Glasband angebracht ist, und durch eine oberhalb gelegene Beleuchtung (39), die diese Kontrolle durch Reflexion vervollständigt; diese zwei Ergänzungsbeleuchtungen sind selbst sowohl zur Horizontalebene des zu kontrollierenden Glases als auch zur Vertikalebene parallel, die die optische Achse und das Photodiodennetz enthält, und ihre jeweiligen Entfernungen (x¹) und (x¹¹) zu dieser letzten Ebene sind derart, daß alle beide sich an den unteren Grenzen des "Mischfeldes" befinden.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsmesser (16) in diesem Fall mit einer Tragrolle für das zu kontrollierende Glasband fest verbunden ist.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der geschliffene Rand des Glasbandes (38), der vom Photodiodennetz als Fehler betrachtet wird, es ermöglicht, die Länge des genannten Bands genau zn bestimmen, demnach in bezug auf seine Fläche und unter Berücksichtigung der Informationen des Geschwindigkeitsmessers die genauen

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Koordinaten des eventuellen Fehlers oder Schmutzes im Bereich der Oberfläche der kontrollierten Folie festzulegen sowie eine periphere Zone zu schaffen, die abgedeckt werden kann, falls es sich als nützlich erweisen sollte, auf ihrer Fläche keine Fehlererkennung durchzuführen .