DE2428594C3 - Vorrichtung zur Erkennung von Bereichen andersartiger Oberflächenstruktur auf Werkstücken mit ansonsten glatter Oberfläche - Google Patents
Vorrichtung zur Erkennung von Bereichen andersartiger Oberflächenstruktur auf Werkstücken mit ansonsten glatter OberflächeInfo
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- DE2428594C3 DE2428594C3 DE19742428594 DE2428594A DE2428594C3 DE 2428594 C3 DE2428594 C3 DE 2428594C3 DE 19742428594 DE19742428594 DE 19742428594 DE 2428594 A DE2428594 A DE 2428594A DE 2428594 C3 DE2428594 C3 DE 2428594C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erkennung von Bereichen andersartiger Oberflächenstruktur
auf ansonsten glatter Oberfläche, beispielsweise von buckligen Strukturen auf ebenen oder gewölbten
Flächen, wobei die zu untersuchende Oberfläche mit einem Lichtstrahl beaufschlagt wird und die unterschiedlichen
Oberflächenbereiche unterschiedliche Strahlenanteile reflektieren und ein erstes Linsensystem
mit einer Sammellinse, ein halbdurchlässiger zur
Strahlungsrichtung geneigter Spiegel, ein zweites Linsensystem und mindestens eine Auswerteeinrichtung
für die unterschiedlich reflektierten Strahlenanteile vorgesehen sind.
Eine solche Vorrichtung Findet Anwendung bei der Kontrolle und Weiterverarbeitung, vorzugsweise zur
Erkennung von Schweißnähten von Rohren und Blechen, die von Rost überzogen sein können, aber
ansonsten eine glatte Oberflächenstruktur aufweisen.
Aus der DE-OS 15 48 263 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von geometrischen
Störungen einer Soll-Oberfläche mittels optischer Mittel bekannt. Bei diesem Verfahren wird die
Oberfläche des zu untersuchenden Werkstückes gleichmäßig mit Strahlen definierter Richtung beaufschlagt.
Das von der Oberfläche reflektierte Licht wird in die Anteile getrennt, welche von der Reflexion an Flächen
der Sollform und solche die vor der Reflexion an von der So'lform abweichenden Flächenteilen herrühren. Anschließend
wird entweder die geometrische Größe der Fehlerstelle gemessen oder das Licht-Fluß-Verhältnis
bestimmt.
Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Vorrichtung weist zwei Linsensysteme auf, deren
optische Achsensenkrecht aufeinanderstehen. Der Lichtquelle ist ein Monochromator und ein Polarisator
nachgeschaltet. Ferner ist in den Strahlengang des auf die zu untersuchende Oberfläche auffallenden und des
vor dort reflektierten Lichtes ein zur Strahlungsrichtung geneigter halbdurchlässiger Spiegel angeordnet. Zur
Erfassung der unterschiedlichen von der Oberfläche reflektierten Lichtstrahlen sind zwei Empfänger vorgesehen.
Zur Erkennung von Störstellen auf der Oberfläche müssen mehrere Messungen mit Licht unterschiedlicher
Wellenlänge durchgeführt werden.
Wie allgemein bekannt, werden zur Erkennung von andersartigen Oberflächenstrukturen auf Werkstücken
mit ansonsten glatter Oberfläche auch mechanische Vorrichtungen mit Taststiften od. dgl. verwendet. Diese
Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß verschleißbedingt eine ständig genaue und störungsfreie Erkennung
nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der auf Werkstücken mit
ansonsten glatter Oberflächenstruktur andersartig strukturierte Bereiche im Arbeitsfluß des Werkstückes
schnell und genau geortet werden können.
Diese Aufgabe .vird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste Linsensystem mit mindestens einer
Sammellinse mit seiner optischen Achse senkrecht zur untersuchten Fläche angeordnet ist, daß auf der von der
Meßfläche abgewandten Seite des ersten Linsensystems im Brennpunkt der Sammellinse eine Scheib--;nblendc
angeordnet ist, daß der halbdurchlässige Planspiegel zwischen dem ersten Linsensystem und der Scheibenblende
angeordnet ist, daß die Lichtquelle im Spiegelpunkt des Brennpunktes der Sammellinse installiert ist,
daß das zweite Linsensystem mit mindestens einer Abbildungslinse direkt hinter der Scheibenblende
angeordret ist, daß seine optische Achse mit der optischen Achse des ersten Linsensystems zusammenfallt
und daß die optoelektronische Auswerteeinriehtung eine lichtempfindliche Schicht eines optoelektronischen
Sensors aufweist, die auf der von der Scheibenblende abgewandten Seite des zweiten Linsensystems
der der Meßfläche als Gegenstandsebenc entsprechenden Bildebene des aus den Linsensysiemen /usunimcn-
gesetzten Abbildungssystems installiert ist.
Gegenüber bekannten Vorrichtungen zur Bestimmung von Störungen einer Soll-Oberfläche mit optischen
Mitteln erfolgt die Erfassung von buckligen Strukturen auf ansonsten glatten Oberflächen von
Rohren und Blechen während eines Meßvorganges. Dabei wird zur Beleuchtung der zu untersuchenden
Oberfläche Licht einer beliebigen Wellenlänge benutzt. Mehrere Meßvorgänge mit polarisiertem Licht unterschiedlicher
Wellenlänge sind nicht erforderlich. Dadurch ist die Vorrichtung in ihrem Aufbau sehr einfach
und ermöglicht eine schnelle Durchführung des Verfahrens, so daß Schweißnähte von Rohren und
Blechen im Arbeitsfluß des Werkstückes ermittelt werden können. Überzüge von Rost und Schmutz auf
den Oberflächen der zu untersuchenden Werkstücke sind dabei kein Hindernis. Störeffekte, die von
möglichen rauhen Stellen auf der zu untersuchender Oberfläche herrühren, werden mittels eines Diskriminators,
der in die Auswerteeinrichtung eingebaut ist, unterdrückt. Zur Bestimmung der buckligen Strukturen
werden von der Vorrichtung nur die daran reflektierten Strahlen erfaßt, während die von der glatten Oberfläche
reflektierten Strahlen unberücksichtigt bleiben. Da Differenzmessungen zwischen den an unterschiedlichen
Oberflächenstrukturen reflektierten Strahlen unterbleiben, ist eine noch schnellere Bestimmung dieser
andersartigen Oberflächenstrukturen möglich als mit bekannten Vorrichtungen.
In vorteilhafter Weise ist der elektrische Ausgang des optoelektronischen Sensors mit dem Eingang eines
Verstärkers verbunden, dessen Ausgang mit einem Diskriminator in Verbindung steht.
Bei der Untersuchung einer gdwölbten Fläche besteht das erste Linsensystem vorzugsweise aus einer Sammellinse
und einer Zylinderlinse, während das zweite Linsensystem aus einer Abbildungslinse und einer
Zylinderlinse zusammengesetzt ist.
Die in die Vorrichtung eingebaute Scheibenblende ist vorzugsweise halbkreisförmig ausgebildet. Der in den
Strahlengang des reflektierten und nicht reflektierten Lichtes eingebaute Planspiegel ist unter einem Neigungswinkel
von 45° gegenüber der optischen Achse des ersten Linsensystems angeordnet.
In vorteilhafter Weise ist die Scheibenblende längs ihrer Symmetrieachse senkrecht zur optischen Achse
des ersten Linsensystems verschiebbar.
Die Lösung der vorgenannten Aufgabe erfolgt auch mit einer weiteren Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet,
ist, daß das erste Linsensystem mit mindestens einem Kondensor und das zweite Linsensystem mit
mindestens einem Kollektor unter einem vorgebbaren Neigungswinkel so angeordnet sind, daß der Schnittpunkt
der optischen Achsen der beiden Linsensysteme in der untersuchten Fläche liegt, daß auf der von der
Meßfläche abgewandten Seite des ersten Linsensystems im Brennpunkt des Kondensors die Lichtquelle
angeordnet ist, daß zwischen dem ersten Linsensystem und der untersuchten Fläche eine Lochblende angeordnet
ist, daß auf der von der Meßfläche abgewandten Seite des zweiten Linsensystems im Brennpunkt des
Kollektors eine Scheibenblende installiert ist, daß direkt hinter der Scheibenblende ein drittes Linsensystem mit
mindestens einer Abbildungslinse angeordnet ist, daß seine optische Achse mit der optischen Achse des
/weiten Linsensystems zusammenfällt und daß die optoelektronische Auswerteeinrichtung eine lichtempfindliche
Schicht eines optoelektronischen Sensors
aufweist, die auf der der Scheibenblende abgewandten Seite des dritten I .insensystems in der der Meßfläche als
Gegenstandsebene entsprechenden Bildebene des aus dem zweiten und dritten Linsensystem zusammengesetzten
Abbildungssystems installiert ist.
In vorteilhafter WeibC ist bei der Untersuchung von
gewölbten ciänhen das erste Linsensystem aus einem
Kondensor und einer Zylinderlinse, das zweite Linsensystem aus einem Kollektor und einer Zylinderlinse und
das dritte Linsensystem aus einer Abbildungslinse und einer Zylinderlinse zusammengesetzt.
Der elektrische Ausgang des optoelektronischen Sensors der Auswerteeinrichtung ist mit dem Eingang
eines Verstärkers verbunden, dessen Ausgang mit einem Diskriminator in Verbindung steht.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die
Scheibenblende halbkreisförmig ausgebildet. Sie kann längs ihrer Symmetrieachse senkrecht zur optischen
Achse des zweiten Linsensystems verschoben werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispicle näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung mit zusätzlichen Zylinderlinsen,
F i g. 3 eine weitere Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 4 die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung mit zusätzlichen Zylinderlinsen.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 setzt sich aus einem auf die Krümmung der beobachteten Fläche 18
abgestimmten Linsensystem 2 mit mindestens einem Kondensator 3, einem auf die Krümmung der
beobachteten Fläche abgestimmten Linsensystem 4 mit mindestens einem Kollektor 5 und einem auf die
sphärische Aberration des Linsensystems 4 abgestimmten Linsensystems 6 mit mindestens einer Abbildungslinse
7, einer Lichtquelle 8. einer Lochblende 9, einer Scheibenblende 10. einem optoelektronischen Sensor
11, einem Verstärker 12 und einem Diskriminator 13 zusammen.
Die Linsensysteme 2 und 4 sind unter einem Neigungswinkel 14 so zueinander angeordnet, daß der
Schnittpunkt 15 ihrer optischen Achsen 16 und 17 in der beobachteten Fläche 18 liegt.
Auf der der beobachteter. Fläche 18 abgewandten Seite des Linsensystems 2 ist im Brennpunkt des
Kondensors 3 eine Lichtquelle 8 installiert. Zwischen dem Linsensystem 2 und der beobachteten Fläche 18 ist
eine Lochblende 9 angeordnet. Auf der von der beobachteten Fläche 18 abgewandten Seite des
Linsensystems 4 ist im Brennpunkt des Kollektors 5 des Linsensystems 4 eine Scheibenblende 10 installiert.
Direkt hinter der Scheibenblende 10 ist das Linsensystem 6 mit der Abbildungslinse 7 angeordnet, dessen
optische Achse 19 mit der optischen Achse 17 des Linsensystems 4 zusammenfällt. Auf der von der
Scheibenblende 10 abgewandten Seite des Linsensystems 6 in der der beobachteten Fläche 18 als
Gegenstandsebene entsprechenden Bildebene des aus den Linsensystemen 4 und 6 zusammengesetzten
Abbildungssystem 20 ist die lichtempfindliche Schicht eines optoelektronischen Sensors 11 installiert. Der
elektrische Ausgang des optoelektronischen Sensors 11 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 12 verbunden,
dessen Ausgang an einem Diskriminator 13 angeschlossen
ist. Der Diskriminator gibt seine Ausgangssignale an ein Anzeigegerät z. Fl. eine Lampe und an ein
Steuergerät (beide hier nicht dargestellt) weiter.
/ur Prüfung von Oberflächen zylindrisch gewölbte; Werkstücke ist, wie Fig. 2 zeigt, das Linsensystem i
zusätzlich mit einer Zylinderlinse 21 ausgestattet. M'1
/ylinderlinsen 22 und 23 sind auch die Linsensysteme A und 6 versehen. Die Zylinderlinse 21 ist auf der dei
beobachteten Fläche 18 zugewandten Seite de; Linsensystem·; 2 direkt vor dem Kondensor 3 de·
Linsensystems 2 angeordnet.
Eb^iisc ist die Zylinderlinse 22 auf der von dei
beobachteten Fläche 18 zugewandten Seite de* Linsciisystems 4 unmittelbar an den Kollektor 5 dei
Linsensystems 4 anschließend angeordnet. Die Zylinderlinse
23 ist auf der dem optoelektronischen Sensoi 11 zugewandten Seite des Linsensystems 6 direkt an die
Abbüdungsünsc 7 des Linsensystems 6 anschüeßenc
installiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 hat folgende Wirkungsweise: Von der Lichtquelle 8 fällt eir
Lichtstrah'cnbündel 24 durch das Linsensystem 2 auf die beobachtete Fläche 18, nämlich die Oberfläche des zi
prüfenden Werkstückes, auf. Durch den Kondensor : des Linsensystems 2 wird das Lichtbündel 24 parallel!
siert. Mit der Lochblende 9, deren öffnung verstellbai
ist, läßt sich die gewünschte Breite des Lichtstrahlen bündeis 24 einstellen. Trifft das Lichtstrahlenbündel 2l
auf eine ebene Oberfläche mit glatter Struktur auf, se wird es in ein wieder paralleles Lichtstrahlenbündel 2'
reflektiert. Dieses wird vom Linsensystem 4 se gebündelt, daß das gesamte reflektierte Licht de
Lichtquelle 8 auf die Scheibenblende 10 fällt und dor absorbiert wird.
Im Falle einer zylindrischen Fläche dienen die ii
Fig. 2 in den Linsensystemen 2 urd 4 zusätzlicl angeordneten Zylinderlinsen 21 und 22 dazu, die an de
gekrümmten beobachteten Fläche 18 bei der Reflektioi auftretende Divergenz des Lichtstrahlenbündels 24 zi
korrigieren. Sie bewirken, daß das reflektierte Licht strahlenbündel 24 auf der Scheibenblende 10 als Punk
und nicht als Strich abgebildet wird. In jedem Fall win
also das Lichtstrahlenbündel 24 an der beobachtetet Fläche mit glatter Oberflächenstruktur so reflektiert
daß es von der Scheibenblende 10 vollständig absorbier wird.
An andersartig strukturierten Bereichen der beobach teten Fläche 18, z. B. an einer Schweißnaht, für derer
Erkennung sich das erfindungsgemäße Verfahrer besonders eignet, wird das Licht in eine andere Richtung
reflektiert als an der glatten Oberfläche. Diesi reflektierten Lichtstrahlen 25 durchlaufen ebenfalls da:
Linsensystem 4. werden aber im Kollektor 5 se gebrochen, daß sie an der Scheibenblende 10 vorbei
strahlen. Mittels des Linsensystems 6 werden di< Lichtstrahlen 25 auf die lichtempfindliche Schicht eine;
optoelektronischen Sensors 11 abgebildet.
Im Falle, daß die beobachtete Fläche 18 zylindriscr gewölbt ist, dient die in F i g. 2 im Linsensystem (
zusätzlich angeordnete Zylinderlinse 23 dazu, die in Abbildungssystem 20 durch die Zylinderlinse 2Ά
hervorgerufene sphärische Aberration zu korrigieren Auf die lichtempfindliche Schicht des optoelektroni
sehen Sensors 11 fällt also genau dann Licht, wem andersartig strukturierte Bereiche der Oberfläche de:
Werkstückes von der Lichtquelle 8 beleuchtet werden.
Um Slöreffeklc, die von möglichen rauhen Stellen au der beobachteten Fläche 18 herrühren, auszuschalten
werden die Ausgangssignale des optoelektronischer Sensors 11 nach Verstärkung im Verstärker 12 an der
Diskriminator 13 weitergeieitet. Dori werden Verstärkersignale
unterdrückt, die unterhalb eines einstellbaren Schwellwertes liegen und von Licht herrühren,
das an rauhen Stellen der beobachteten Fläche 18 reflektier) wurde und so auf die lichtempfindliche
Schicht des optoelektronischen Sensors 11 gefallen ist.
Die vom Diskriminator 13 an ein Steuergerät und an ein Anzeigegerät, 1. B. eine Lampe gegebenen Impulse sind
damit eine eindeutig·; Aussage dafür, daß der augenblicklich
von der Lichtquelle 8 beleuchtete Bereich der beobachteten Fläche 18 eine weniger glatte, z. B. eine
bucklige Struktur aufweist als die Umgebung.
Die in F i g. 3 und 4 dargestellte Vorrichtung 101 setzt sich aus einem auf die Krümmung der beobachteten
Fläche abgestimmten Linsensystem 102 mit mindestens einer Sammellinse 103, einem auf die sphärische
Aberration des Linsensystems 102 abgestimmten Linsensystem 104 mit mindestens einer Abbildungslinse
105, einem halbdurchlässigen Planspiegel 106, einer Lichtquelle 107, einer Scheibenblende 108, einem
optoelektronischen Sensor 109, einem Verstärker 110 und einem Diskriminator 111 zusammen.
Das Linsensystem 102 ist so installiert, daß seine optische Achse 112 senkrecht zu der beobachteten
Fläche 113 angeordnet ist. Auf der von der beobachteten
Fläche 113 abgewandten Seite des Linsensystems 102 ist im Brennpunkt der Sammellinse 103 des
Linsensystems 102 eine Scheibenblende 108 angeordnet.
Zwischen der Scheibenblende 108 und dem Linsensystem 102 ist ein halbdurchlässiger Planspiegel 106 unter
einem Neigungswinkel von 45° gegenüber der optischen Achse 112 des Linsensystems 102 angeordnet. Im
Spiegelpunkt des Brennpunktes der Sammellinse 103 des Linsensystems 102 ist eine Lichtquelle 107
angeordnet. Direkt hinter der Scheibenblende 108 ist ein Linsensystem 104 mit mindestens einer Sammellinse 105
angeordnet. Die optische Achse 114 des Linsensystems
104 fällt mit der optischen Achse 112 des Linsensystems
102 zusammen. In der der beobachteten Fläche 113 als Gegenstandsebene entsprechenden Bildebene des aus
den Linsensystemen 102 und 104 zusammengesetzten Abbildungssystems 115 ist die lichtempfindliche Schicht
eines optoelektronischen Sensors 109 angeordnet.
Sein elektrischer Ausgang ist mit dem Eingang eines Verstärkers 110 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers
110 ist an einem Diskriminator 111 angeschlossen,
der seine Ausgangssignale an ein Anzeigegerät z. B. eine Lampe und ein Steuergerät (beide hier nicht dargestellt)
weitergibt
Zur Prüfung von Oberflächen zylindrischer Werkstücke
sind wie F i g. 4 zeigt die Linsensysteme 102 und
104 zusätzlich mit je einer Zylinderlinse 116 und 117 ausgestattet Dabei ist die Zylinderlinse 116 auf der der
beobachteten Fläche 113 zugewandten Seite des Linsensystems 102 direkt vor der Sammellinse 103 des
Linsensystems 102 angeordnet Die Zylinderlinse 117 ist
auf der von der Scheibenblende 108 abgewandten Seite
des Linsensystems 104 direkt hinter der Abbildungslinse
105 des Linsensystems 104 angeordnet
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 101 hat folgende Wirkungsweise: Von der Lichtquelle 107 fällt ein
Lichtstrahlenbündel 118 nach der Reflektion an dem halbdurchlässigen Planspiegel 106 durch das Linsensystem
102 auf die beobachtete Fläche 113, nämlich die
Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes, auf. Durch die Sammellinse 103 des Linsensystems 102 wird das
Lichtbündel 118 parallelisiert. Trifft das Lichtstrahlenbündel
118 auf eine ebene Oberfläche mit glatter Struktur auf, so wird es in ein wieder paralleles
Lichtstrahlenbündel 118 reflektiert. Dieses wird vom Linsensystem 102 so gebündelt, daß das gesamte
flektierte Licht der Lichtquelle 107 das den halbdurchlässigen Planspiegel 106 durchstrahlt, auf die Scheibenblende
108 fällt und dort absorbiert wird.
Im Falle, daß die beobachtete Fläche 113 zylindrisch
gewölbt ist, dient die in Fig.4 im Linsensystem 102
zusätzlich angeordnete Zylinderlinse 116 dazu, die an der gekrümmten beobachteten Fläche 113 bei der
Reflektion auftretende Divergenz des Lichtstrahlenbündels 188 zu korrigieren. Sie bewirkt, daß das reflektierte
Lichtstrahlenbündel 118 auf der Scheibenblende 108 als Punkt und nicht als Strich abgebildet wird. In jeJem Fall
wird also das Lichtstrahlenbündel 118 an der beobachteten
Fiäche H3 mit glatter Oberflächenstruktur so reflektiert, daß es an der Scheibenblende 108 vollständig
absorbiert wird.
An andersartig strukturierten Bereichen der beobachteten Fläche 113, z. B. an einer Schweißnaht, für deren
Erkennung sich die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders eignet, wird das Licht in eine andere Richtung
reflektiert als an der glatten Oberfläche. Diese reflektierten Lichtstrahlen 119 durchlaufen ebenfalls das
Linsensystem 103, werden aber von der Sammellinse
103 so gebrochen, daß sie gegebenenfalls nach Passieren des halbdurchlässigen Planspiegels 106 an der Scheibenblende
108 vorbeistrahlen. Mittels des Linsensystems
104 werden die Lichtstrahlen 119 auf die lichtempfindliche
Schicht eines optoelektronischen Sensors 109 abgebildet
Im Falle, daß die beobachtete Fläche zylindrisch gewölbt ist, dient die in Fig.4 im Linsensystem 104
zusätzlich angeordrete Zylinderlinse 117 dazu, die im Abbildungssystem 115 durch die Zylinderlinse 116
hervorgerufene sphärische Aberration zu korrigieren.
Auf die lichtempfindliche Schicht des optoelektronischen Sensors 109 fällt nur dann Licht, wenn die
andersartig strukturierte Oberfläche des Werkstückes von der Lichtquelle 107 beleuchtet wird.
Um Störeffekte, die von möglichen rauhen Stellen auf der beobachteten Fläche 113 herrühren, auszuschalten,
werden die Ausgangssignale des optoelektronischen Sensors 109 nach Verstärkung im Verstärker 110 an den
Diskriminator Ul weitergeleitet. Dort werden Verstärkersignale unterdrückt, die unterhalb eines Schwellwertes
liegen und von Licht herrühren, das an rauhen Stellen der beobachteten Fläche 113 reflektiert wurde
und so auf die lichtempfindliche Schicht des optoelektronischen Sensors 109 gefallen ist Die vom Diskriminator
111 an ein Steuergerät und an ein Anzeigegerät, z. B. eine Lampe gegebenen Impulse sind damit eine
eindeutige Aussage dafür, daß der augenblicklich von der Lichtquelle 107 beleuchtete Bereich der beobachteten
Fläche 113 eine weniger glatte, z.B. eine wellige
Struktur aufweist als die Umgejung.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Erkennung von Bereichen andersartiger Oberflächenstruktur auf ansonsten
glatter Oberfläche, beispielsweise von buckligen Strukturen auf ebenen oder gewölbten Flächen,
wobei die zu untersuchende Oberfläche mit einem Lichtstrahl beaufschlagt wird und die unterschiedlichen
Oberflächenbereiche unterschiedliche Strahlungsanteile reflektieren und ein erstes Linsensystem
mit einer Sammellinse, ein halbdurchlässiger zur Strahlungsrichtung geneigter Spiegel, ein zweites
Linsensystem und mindestens eine Auswerteeinrichtung für die unterschiedlich reflektierten Strahlenanteile
vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Linsensystem (102) mit mindestens einer Sammellinse (103) mit seiner
optischen Achse (112) senkrecht zur untersuchten Fläche (113) angeordnet ist, daß auf der von der
Meßfläche (113) abgewandten Seite des ersten Linsensystems (102) im Brennpunkt der Sammellinse
(103) eine Scheibenblende (108) angeordnet ist, daß der halbdurchlässige Planspiegel (106) zwischen dem
ersten Linsensystem (102) und der Scheibenblende (108) angeordnet ist, daß die Lichtquelle (107) im 2>
Spiegelpunkt des Brennpunktes der Sammellinse
(103) installiert ist, daß das zweite Linsensystem
(104) mit mindestens einer Abbildungslinse (105) direkt hinter der Scheibenblende (108) angeordnet
ist, daß seine optische Achse (114) mit der optischen jo
Achse (112) des ersten Linsensystems (102) zusammenfällt und daß die optoelektronische Auswerteeinrichtung
eine lichtempfindliche Schicht eines optoelektronischen Sensors (109) aufweist, die auf
der von der Scheibenblende (108) abgewandten r, Seite des zweiten Linsensystems (104) der der
Meßfläche (113) als Gegenstandsebene entsprechenden Bildebene des auü den Linsensystemen (102 und
104) zusammengesetzten Abbildungssystems (105) installiert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, daduich gekennzeichnet,
daß der elektrische Ausgang des optoelektronischen Sensors (109) mit dem Eingang eines
Verstärkers (110) verbunden ist, dessen Ausgang mit einem Diskriminator(lll)in Verbindung steht. π
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer gewölbten Meßfläche
(113) das erste Linsensystem (102) aus einer Sammellinse (103) und einer Zylinderlinse (116) und
das zweite Linsensystem (104) aus einer Abbildungs- w linse (105) und einer Zylinderlinse (117) zusammengesetzt
ist.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheibenblende (108) halbkreisförmig ist und daß π der Planspiegel (106) unter einem Neigungswinkel
von 45° gegenüber der optischen Achse (112) des ersten Linsensystems (102) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die 6»
Scheibenblende (108) längs ihrer Symmetrieachse senkrecht zur optischen Achse (112) des ersten
Linsensystems (102) verschiebbar ist.
6. Vorrichtung zur Erkennung von Bereichen andersarliger Oberflächenstruktur auf ansonsten ηγ>
glatter Oberfläche, beispielsweise von buckligen Strukturen auf ebenen oder gewölbten Flächen,
wobei die zu untersuchende Oberfläche mit einem Lichtstrahl beaufschlagt wird und die unterschiedlichen
Oberflächenbereiche unterschiedliche Strahlungsanteile reflektieren und ein erstes Linsensystem
mit einer Sammellinse, ein zweites Linsensystem und eine Auswerteeinrichtung für die verschiedenen
reflektierten Strahlungsanteile vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Linsensystem
(2) mit mindestens einem Kondensator (3) und das zweite Linsensystem (4) mit mindestens einem
Kollektor (5) unter einem Neigungswinkel (14) so angeordnet sind, daß der Schnittpunkt (15) der
optischen Achsen (16 und 17) der Linsensysteme (2 und 4) in der untersuchten Fläche (18) liegt, daß auf
der von der Meßfläche (18) abgewandten Seite des ersten Linsensystems (2) im Brennpunkt des
Kondensors (3) die Lichtquelle (8) angeordnet ist, daß zwischen dem ersten Linsensystem (2) und der
Meßfläche (18) eine Lochblende (9) angeordnet ist, daß auf der von der Meßfläche (18) abgewandten
Seite des zweiten Linsensystems (4) im Brennpunkt des Kollektors (5) eine Scheibenblende (10) installiert
ist, daß direkt hinter der Scheibenblende (10) ein drittes Linsensystem (6) mit mindestens einer
Abbildungslinse (7) angeordnet ist, daß seine optische Achse (19) mit der optischen Achse (17) des
zweiten Linsensystems (4) zusammenfällt und daß die optoelektronische Auswerteeinrichtung eine
lichtempfindliche Schicht eines optoelektronischen Sensors (1) aufweist, die auf der der Scheibenblende
(10) abgewandten Seite des dritten Linsensystems (6) in der der Meßfläche Ί8) a|$ G?genstandsebene
entsprechenden Bildebene des aus dem zweiten und dritten Linsensystem (4 und 6) zusammengesetzten
Abbildungssystems (20) installiert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer gewölbten Meßfläche (18) das
erste Linsensystem (2) aus einem Kondensator (3) und einer Zylinderlinse (21), und das zweite
Linsensystem (4) aus einem Kollektor (5) und einer Zylinderlinse (22) und das dritte Linsensystem (6) aus
einer Abbildungslinse (7) und einer Zylinderlinse (23) zusammengesetzt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Ausgang des
Sensors (11) mit dem Eingang eines Verstärkers (12) verbunden ist, dessen Ausgang mit einem Diskriminator
(13) in Verbindung steht.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheibenblende (10) halbkreisförmig ist.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheibenblende (10) längs ihrer Symmetrieachse senkrecht zur optischen Achse (17) des Linsensystems
(4) verschiebbar ist.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742428594 DE2428594C3 (de) | 1974-06-14 | 1974-06-14 | Vorrichtung zur Erkennung von Bereichen andersartiger Oberflächenstruktur auf Werkstücken mit ansonsten glatter Oberfläche |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2428594A1 DE2428594A1 (de) | 1976-01-02 |
| DE2428594B2 DE2428594B2 (de) | 1978-07-13 |
| DE2428594C3 true DE2428594C3 (de) | 1979-03-08 |
Family
ID=5918052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742428594 Expired DE2428594C3 (de) | 1974-06-14 | 1974-06-14 | Vorrichtung zur Erkennung von Bereichen andersartiger Oberflächenstruktur auf Werkstücken mit ansonsten glatter Oberfläche |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2428594C3 (de) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593791B2 (ja) * | 1975-04-07 | 1984-01-26 | キヤノン株式会社 | 物体の像認識方法 |
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-
1974
- 1974-06-14 DE DE19742428594 patent/DE2428594C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2428594A1 (de) | 1976-01-02 |
| DE2428594B2 (de) | 1978-07-13 |
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