CH633107A5

CH633107A5 - Einrichtung zum pruefen und erkennen von teilen.

Info

Publication number: CH633107A5
Application number: CH375178A
Authority: CH
Inventors: Jean-Pierre Lavanchy; Frieder Heizmann
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1978-04-07
Publication date: 1982-11-15
Also published as: JPH0311683Y2; JPS6242007U; JPS6421308U; US4217053A; JPS53131862A; DE2717507A1; GB1599448A; JPS6344721Y2

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Es sind schon optische Prüfeinrichtungen bekannt, bei denen zwischen Lichtquelle und lichtempfindlichem Sensor ein Teil, nachfolgend Werkstück genannt, hindurchgeführt wird, wobei zwischen Lichtquelle und Werkstück eine Konturenblende eingefügt ist, die die Kontur des zu prüfenden Werkstückes aufweist. Entspricht nun das Werkstück der Kontur, geht der Lichteinfall im Sensor fast ganz zurück und das Werkstück wird identifiziert. Weist das Werkstück eine andere Kontur auf, wird es als fehlerhaft erkannt. Diese Einrichtung hat den Nachteil, dass für jedes Werkstück eine gesonderte Kontur erforderlich ist, die jeweils ausgewechselt werden muss. Desweiteren wird von den zu prüfenden Bauteilen zuminde-stens in zwei Achsrichtungen eine hohe Genauigkeit erfordert,

wenn diese Einrichtung nicht zu Fehlanzeigen führen soll. Diese Einrichtungen sind auch nicht in der Lage, geringfügige Änderungen, beispielsweise bei einer einseitig angebrachten Fase sicher zu unterscheiden.

5

Darstellung der Erfindung

Die erfindungsgemässe Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Blende nicht an die zu prüfenden Teile angelo passt werden muss und dass zur Prüfung der vom Sensor aufgenommene Impuls dient. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, dass eine Umrüstung der Einrichtung bei verschiedenen Bauelementen nicht nötig ist, und dass mittels der Impulsform auch kleine Unterschiede und Abweichungen an den Werkstücken erkannt 15 werden können.

Mit dieser Einrichtung ist es auch möglich, nur bestimmte Abmasse oder Abschnitte des Werkstücks zu überprüfen.

Durch die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbes-20 serungen der im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einrichtung zum Prüfen bzw. Erkennen der Werkstücke mit einer Zähleinrichtung zur Auswertung der auf genommenenen Impulsformen versehen ist, die nach Unterschreiten eines vorgege-25 benen Lichteinfalles auf den Sensor zu zählen beginnt und die Zählung beim Überschreiten eines vorgegebenen Lichteinfalles beendet. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen sein, dass die Zähleinrichtung beim Erreichen eines ersten vorgegebenen Lichteinfalles zu zählen beginnt und die Zählung beim so Erreichen eines zweiten vorgegebenen Lichteinfalles beendet. Dabei ist es günstig, die Auswertung mittels leicht integrierbar auszuführender Schwellwertschaltungen durchzuführen, wobei zweckmässigerweise Vor-Rückwärtszähler Verwendung finden.

35 Wege zur Ausfährung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Einrichtung zum Prüfen von Werkstücken, 40 Fig. 2a ein erstes Impulsdiagramm zur Darstellung einer ersten Funktionsweise der Einrichtung nach Fig. 1, und

Fig. 2b ein zweites Impulsdiagramm zur Darstellung einer zweiten Funktionsweise.

In Fig. 1 ist eine Lichtquelle 1 dargestellt, die vorteilhafter-45 weise als Leuchtdiode ausgebildet ist. Es können aber auch beliebig andere Lichtquellen verwendet werden. Der von der Lichtquelle 1 ausgesandte Strahl gelangt über eine Blende 2 und über eine Linse 3 zu einem Werkstück 4, das mit konstanter Geschwindigkeit am Lichtkanal 5 vorbeigeführt wird. Mit einer 50 weiteren Linse 6 ist der Strahl zusammengefasst und auf einen lichtempfindlichen Sensor 7 geleitet, der vorzugsweise als Photodiode oder Phototransistor ausgebildet ist. Selbstverständlich können auch andere lichtempfindliche Bauteile als Sensor verwendet werden. Dem Sensor 7 sind nicht dargestellte Schwell-55 wertschalter, Verstärker und Integrationseinrichtungen, vorzugsweise Zähler, zur Auswertung der vom Sensor 7 aufgenommenen Impulse nachgeschaltet.

Die Messeinrichtung kann zur Prüfung von Werkstücken auf Lage, Masshaltigkeit, Formhaltigkeit oder Materialschäden sowie zur Erkennung von Werkstücken verwendet werden. Ausführlich seien zuerst Verfahren zur Lageprüfung von Werkstücken beschrieben. Passiert das Werkstück 4 mit einer einseitigen Fase 8 den durch die schlitzförmige Blende 2 ausgeblendeten schmalen Lichtstrahl 5, so wird von der Photodiode 7 in Abhängigkeit von der auftretenden Strahlungsenergie ein Signal nach Fig. 2 abgegeben. Kein Signal bedeutet hierbei, dass die Photodiode mit der maximalen Energie bestrahlt wird, ein abgegebenes Signal bedeutet, dass entweder kein Licht an die Photo-

60

65

3

633 107

diode 7 gelangt oder aber bei opaken Körpern nur ein Bruchteil der ursprünglichen Lichtmenge. Weist das Werkstück 4 an einer Stelle beispielsweise einen Einstich auf, wird das Signal 2a abgegeben. In diesem Falle ist ein besonders einfaches Verfahren anwendbar. Ein der Photodiode 7 nachgeschalteter Schwellwertschalter schaltet beim Erreichen des Schwellwertes 10 einen Zähler ein, der bis zum ersten Unterschreiten des Schwellwertes aufwärts zählt. Der Zählerstand ist nun ein Mass für die Abmessung 11 des Bauelementes zwischen den beiden Schwellwerten. Beim nächsten Erreichen des Schwellwertes beginnt der Zähler bis zum nächsten Unterschreiten des Schwellwertes rückwärts zu zählen. Dadurch ist die Länge 12 gegeben. Durch die Differenzbildung ist die Lage des Bauelementes eindeutig vorgegeben. Ist der Zählerstand grösser Null, befindet sich beispielsweise der Einstich des Werkstückes am hinteren Teil, ist der Wert kleiner Null, am vorderen Teil des Werkstückes.

Damit ist eine eindeutige Lagezuordnung des Werkstückes möglich. Durch die Differenzenbildung ist es weiterhin nicht erforderlich, dass die Geschwindigkeit bei allen Werkstücken gleich ist.

Dieses Verfahren ist ebenfalls zur Prüfung auf Mass und Formhaltigkeit sowie Materialschäden zu verwenden. Ist die Transportgeschwindigkeit konstant, so ist der Zählerstand gleichzeitig ein Mass des Abstandes zwischen den beiden Schwellwerten. Damit ist eine Prüfung auf Masshaltigkeit möglich. Die Formhaltigkeit und Materialschäden können auf diese Art und Weise meist sogar gleichzeitig überprüft werden. Durch die Wahl des Schwellwertes, der zwischen Null und Maximalwert variieren kann, ist die Einrichtung beliebigen Prüfaufgaben anpassbar.

Hat das Werkstück keine Einstiche, sondern soll beispielsweise auf Fasenlage sortiert werden, so ist das folgende Verfahren anwendbar. In Fig. 2b ist das Signal am Ausgang der Photodiode 7 dargestellt. Dieses Signal wird zwei Schwellwertschaltern zugeführt, von denen der eine einen unteren Schwellwert 13, der andere einen oberen Schwellwert 14 aufweist. Beim Erreichen des Schwell wertes 13 wird ein Zähler eingeschaltet, beim Erreichen eines Schwellwertes 14 wird dieser Zähler aus-5 geschaltet. Der dabei gespeicherte Zählerstand ist wiederum ein Mass für die Steilheit der Fase 8. Zur Lageerkennung ist es erforderlich, beim Unterschreiten der Schwelle 14 mit dem Rückwärtszählen zu beginnen, das beim Erreichen der Schwelle 13 beendet ist. Dieser Abschnitt habe die Länge 16. Je nachdem io ob das Zählergebnis positiv oder negativ ist, kann auf die Lage des Werkstückes geschlossen werden. Da wiederum eine Differenzbildung vorliegt, kann die Geschwindigkeit des Werkstük-kes von Werkstück zu Werkstück verschieden sein. Soll die Masshaltigkeit geprüft werden, so ist eine konstante Geschwin-15 digkeit bei allen Werkstücken erforderlich. Durch die Wahl der beiden Triggerschwellen 13 und 14 ist dabei wiederum jedes beliebige Mass beispielsweise die Steilheit der Fase 8 durch die Länge 15 bestimmbar. Die Triggerschwellen können je nach Anwendungsfall beliebig verschoben werden. Ebenso kann die 20 Anzahl der Triggerschwellen beliebig gewählt werden.

Je nach Anwendungsgebiet ist statt der Verwendung von Zählern auch die Verwendung von Integrationseinrichtungen vorsehbar. Die Verwendung von Zähleinrichtungen ist aber besonders vorteilhaft, da Zähler leicht integrierbar sind und Zähl-25 takte mit sehr hoher Genauigkeit realisierbar sind. Zur Erzielung hoher Genauigkeit ist daher die Verwendung von elektronischen Zähleinrichtungen vorteilhaft. Für einfache Anwendungen genügen auch Integriereinrichtungen beispielsweise mittels eines RC-Gliedes.

30 Ausserdem ist die Erfindung durch eine Auswertung der Zählergebnisse zum Erkennen unterschiedlicher Teile verwendbar. Eine Anordnung mehrerer Lichtkanäle 5 hintereinander, wobei die Lichtkanäle auch zu einander verdreht angeordnet sein können, kann dabei sinnvoll sein.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims

633 107 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Prüfung von Teilen auf Lage, Masshaltig-keit und Materialschäden, sowie zur Erkennung von Teilen, mit mindestens einer Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Sensor, zwischen denen das Teil hindurchzuführen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lichtquelle (1) und Teil (4) eine Blende (2) angebracht ist und dass die Gestalt des vom Sensor (7) aufgenommenen Impulses ein Mass für die Eigenschaft des jeweils geprüften Teils (4) ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Blende (2) und Teil (4) eine Linse (3) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Teil (4) und dem Sensor (7) eine Linse (6) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle (1) eine Leuchtdiode Verwendung findet.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (7) eine Photodiode oder ein Phototransistor Verwendung findet.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Lichtquellen (1) und zwei diesen zugeordnete Blenden (2) und Sensoren (7) vorgesehen sind, die in Bezug auf die Bewegungsbahn der zu prüfenden bzw. zu erkennenden Teile hintereinanderliegend angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen von zwei aufeinanderfolgenden Lichtquellen-Blenden-Sensoren-Anordnungen (1,2,7) verdreht zueinander angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zähleinrichtung vorgesehen ist, die nach Unterschreiten eines vorgegebenen Lichteinfalles (10) auf den Sensor zu zählen beginnt und die Zählung beim Überschreiten eines vorgegebenen Lichteinfalles (10) beendet.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zähleinrichtung vorgesehen ist, die beim Erreichen eines ersten vorgegebenen Lichteinfalles (13) zu zählen beginnt und die Zählung beim Erreichen eines zweiten vorgegebenen Lichteinfalles (14) beendet.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähleinrichtung abwechselnd zuerst nach oben und dann nach unten zählt oder umgekehrt.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der Zählung zur Erkennung der Lage Verwendung findet.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Integrationseinrichtung zur Messung und/oder Auswertung des Lichteinfalls vorgesehen ist.

Stand der Technik