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"Vorrichtung zur Ermittlung von Fehlerstellen in d'innen Blochen oder
Folien" Die Erfindung betrifft eine Vorrientung zur Ermittlung von Fechlstellen
in dünnen Blechen oder Follien mit einer auf einer Breite der Folie angeordneten
Lichtquelle mit Einum das Licht auf die Oberfläche der Follie zu tehten und rn-it
einer auf der entgegengesetzten weite der Follie an geordneten auf Licht ansprechenden
Einrichtung.
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Die Erfindung wird im wesentlichen darin gesehen, daß die auf Licht
ansprechende Einrichtung mehrere seitlich gegeneinander abgeschirmte, jeweils von
einem durch ei Loch in der Folie hindurchgehenden. Lichtstrahl unter Erzeugung eines
Signals erregten Lichtempfangseinrichtungen und Signalverarbeitungseinrichtungen
zur Ermittlung einer solchen Fehlerstelle urid zur Unterscheidung von durch diese
Fehlerstellen tind ron durch andere Ursacheii erzeugten Signalen aufweist, wobei
die Signale jedr Lichtempfangseirichtung unabhängig zur Ermittlung der Lage einer
Fehlerstelle mindestens bezüglich der Breite der Folie verarbeitet werden.
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Eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet zur
Ermittlun von kleinen Poren oder Öffnungen, die nachfolgen einheitlich als "Locher"
bezeichnet werden, in dünnen Blechen, die z. B. Weißblech, galvanisierter tahl,
zinnfreier Stahl und insbesondere d'innen Metallfolien beispielsweise aus Kupfer,
Messing, Aluminium oder jedem anderen licht-undurchlässigen streifenförmigen Material,
wie z. B.
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Kunststoffe. Die Vorrichtung ist insbesondere da günstig anwendbar,
wo die dünnen Bleche oder Folien längs in Streifen oder Bänder geschnitten werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnung erläutert.
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Die Vorrichtung weist eine Steuereinheit 1 auf, die die notendigen
Energieversorgungseinrichtungen und Regler für eine Lichtquelle und eine Lichtempfangeseinrichrung
und einen elektronischen Detektor enthält. Mit der Steuereinheit 1 ist ein an der
Fertigungsstraße f-ir das zu untersuchende Material - im vorliegenden Fall ein sich
bewegender Folienstreifen 2 aus Messing - angeordneter Meßwertgeber verbunden, der
aus einem nicht dargestellten Lampengehäuse mit einer Uber dem Folienstreifen 2
angeordneten Lichtquelle 5 und einem ebenfalls nicht dargestellten Abtastgehäuse
besteht, das mehrere Photoelektronen-Vervielfacher 4 enthält, die unterhalb des
zu prüfenden Folienstreifens 2 angeordnet sind.
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Die Lichtquelle 5 ist vorzugsweise als Ultra-Violett-Leuchtstoff-Lampe
ausgebildet. Die Vorrichtung arbeitet so, daß der ultraviolette Strahlungsanteil
des Lichtes, der durch Risse in den Folienstreifen 2 hindurchtritt und auf einen
Photoelektronen-Vervielfacher 4 fällt, abgetastet wird. Jeder Strahl erzeugt ein
Signal, das verarbeitet und beispielsweise dazu verwendet wird, Zählwerk, Speicher
oder andere Qualitätsüberprüfungseinrichtungen, wie Alarmeinrichtungen, zu betätigen.
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Ein System von nicht dargestellter Lichtschirmen verhindert, daß sowohl
Umgebungslicht als auch gerichtetes Licht einen Photoelektronenvervielfacher 4 au@
einem ege um die Kante des Poliehstreifens 2 herum erreicht. Um Fehlmessungen oder
Fehlanzeigen durch Umgebungslicht weiter zu verringern, ist die Lichtquelle 3 mit
einer Frequenz moduliert, die wesentlich höher als normalerweise gemessene Prequenzen
ist. Als Frequenz kommen beispielsreise @ ooo Hz in Betracht. Jeder einselne UV-Licht-Strahl,
der durch ein Loch in dem Folienstreifen 2 hindurchtritt, gelangt in das Abtastgehäuse
und dann in die Empfängerschaltung durch ein Eintrittsfenster 6, bei dem es sich
im vorliegenden Fall um einen Ultraviolett-Bandpaßfilter handelt. Die Empfängerschaltung
spricht nur auf die Modulationsfrequenz an. Zu-sätzlich sind elektrische Filtereinrichtungen
vorgesehen, die zusammen mit den optischen Filtern einen guten Rauschabstand (Signal-Rausch-Verhältnis)
gewährleisten.
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Zwischen der Lichtquelle 3 itfl Lampengehäuse und der der Lichtquelle
zugewandten Oberfläche des Folienstreifens 2 ist ein Spaltrohr 7 angeordnet um zu
gewährleisten, daß die Strahlen des modilierten UV-Lichtes senkrecht auf den Folienstreifen
2 auftreffen, und um zu gewährleisten, ca jeder Lichstrahl nur eine einzige Photoelektronen-Vervielfacher-Röhre
4 erreicht.
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Das Einlaßfenster 6 des Abtastgehäuses ist vorzugsreise dicht an der
Oberfläche des Materialstreifens angeordnet, wobei vorteilhafterweise das Fenster
aus einem Filter besteht, cer nu den ausgewählten Teil des Lichtspektrums zur Empfäangerschaltung
gelangen läßt. Daher wird im Falle der Ver-wendung von moduliertem UV-Licht nur
diesses Licht zur Empfängerschaltung durchgelassen.
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Unter dem Fe-nster 6 ist eine Vielzahl von Photoelektronen-Vervielfacher-Röhren
4 über die Breite des Folienstreifens 2 angeordnet, und das Eintrittsfenster 6 für
das ausgesendete Licht enthält einen sich in dieselbe Richtung erstreckenden schmalen
Schlitz. Die Photoelektron-Vervielfacher-Röhren 4 sind mit Vorverstärkern 8 verbunden.
Signale, die von durch Fehlstellen hindurchgehenden und die Photoelektronen-Vervielfacher-Röhren
4 erreichenden Signalen erzeugt werden, werden zur Steuereinheit 1 zurückgeleitet,
wobei Jedes Signal einem Loch oder einem Riß in dem Material entspricht und Jeweils
eine Zählung der Löcher und eine Anzeige ihrer Lage im Hinblick auf die Breite des
Materials bewirkt. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Material in
mehrere parallele Streifen zerteilt wird.
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Das in den Kasten, in dem die Lichtempfangseinrichtungen angeordnet
sind, eintretende Licht wird in diskrete Teilmengen mittels einstellbarer Trennwände
5 aufgeteilt, die zwischen den lichtempfindlichen Elementen angeordnet sind. Weiterhin
sind Schutzschirme, Lichtfallen oder dergl. vorgesehen, die verhindern, daß Licht
von einer lichtempfindlichen Einheit zur anderen übergeht. Der Folienstreifen 2
und die Trennwände 5 sind dicht am'Einlaßfenster 6 gehalten, um eine minimale optische
Streuung zwischen der lichtempfindlichen Vorrichtung oder Vorrihhtungen aufrecht
zu erhalten, die verwendet werden, um verschiedene Breitenbereiche des Streifens
zu definieren.
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Die Signale werden in dem elektronischen Detektor verarbeitet und
können von geeigneten Einrichtungen gezählt werden, vorausgesetzt, daß aufeinanderfolgende
Löcher nicht zu dicht aufeinander folgen.
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Außer der Tätigkeit einfacher Zähleinrichtungen oder Alarmeinrichtungen,
kann der Signale verarbeitende Detektor so ausgebildet sein, daß er Löcher unterschiedlicher
Größe klassifiziert undXoder zählt. Hierdurch kann eine große Zahl von Löchern oder
ähnlichen Fehlstellen ermittelt und gezählt werden und zwar entweder insgesamt und'oder
in größenabhängigen Gruppen. Eine fortlaufende Speicherung der Fehlstellen ist ebenfalls
möglich, und die Vorrichtung kann mit Einrichtungen zur Anzeige der Lage von Löchern
in dem streifen versehen sein, um die fehlerhafte Länge zu orten.
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Es ist festgestellt worden, daß das von der Lichtquelle 3 ausgesendete
Licht vorteilhafterweise ultraviolett ist, und mit einer ausreichend hohen Frequenz
von z. B. 8 ooo Hz moduliert ist. Die Vorrichtung kann indessen auch dahingehend
abgewandelt werden, daß sie mit anderen Teilen des Spektrums arbeitet, und die Frequenzmodulation
kann entfallen. Die,Verwendung der Spaltrohre 7 zur Parallelrichtung des Lichtes
kann auch unterbleiben, wenn sich dies unter besonderen Betriebsbedingungen als
wünschenswert erweisen sollte.
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Bei einer abgewandelten Ausführung der Erfindung sind Kantenabtasteinrichtungen
vorgesehen. Vorzugsweise berühren diese Kantenabtasteinrichtungen das Material nicht
und dienen dazu, an jeder Kante des Streinfens angeordnete Lichtschirme oder Lichtfallen
zu steuern, mittels derer verhindert wird, daß Streulicht um die Kanten des Folienstreifens
2 in die Licht empfangsschaltung gelangt.
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Die Vorrichtung kann auch mit dem Einlaßfenster 6 verbundene Einrichtungen
aufweisen, durch die das Fenster sauber und staubfrel gehalten wird. Diese Einrichtungen
können beispielweise aus einem transparenten Filmstreifen bestehen, der über das
Eintrittsfenster des Detektors läuft, wobei die Geschwindigkeit, mit die desen Strei
en über das Fenster läuft, einstellbar ist, um eine Anpassun an die Betriebedingungen
zu erreichen.
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Die Vorrichtung ist primär gedacht für die Verwendung in Längsschneidemaschinen,
wobei die Vorrichtung dazu verwendet ird, um die Lage, Größe undXoder Zahl von Löchern
in jedem Band, in das der Folienstreifen 2 geschnitten wird, zu ermitteln, wobei
die oben erwä'nnten Trennwände 5 in der gleichen Stellung huber die Breite des Streifens
angeordnet sind, wie die Längsschneidemesser. Die Vorrichtung kann auch mit Einrichtungen
zur Unterscheidung zwischen Löchern und anderen Fehlern ausgeristet erden, wobei
es sich bei solchen anderen Fehlern um Kantenbrüche oder Kanteneinrisse handeln
kann, wobei die Länge des Bruches oder des Einrisses dazu benutzt wird, zwischen
solchen Rissen und Löchern zu unterschiden.
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Es können Prüflampen 9 vorgesehen sein, um die Funktionsfähigkeit
jedes Photoelektronen-Vervlelfachers 4 und des ihm zugeordneten Schaltkreises zu
überprüfen. Die Prüflampen sind beispielsweise Argonlampen, die von Hand oder automatisch
in Betrieb gesetzt werden, um durch eine Fehlstelle im Blech hindurchgehendes Licht
zu simulieren, so daß Signale.
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in den zugeordneten Photoelektronen-Vervielfacherröhren 4 erzeugt
werden, wodurch der Rest der Signalverarbeitungs,-einrichtung überprüft wird, wenn
sich dies als erforderlich erlieisen sollte. Dieser Teil der Vorlrichtung kann auch
verwendet werden zur Behebung eines Ausfalls oder Fehlers der Vorrichtung.