DE2602970B2

DE2602970B2 - Vorrichtung zur Überwachung einer Materialbahn auf Fehlstellen

Info

Publication number: DE2602970B2
Application number: DE19762602970
Authority: DE
Inventors: Werner 8192 Geretsried Obser; Gernot 8031 Olching Pinior; Erwin 8021 Icking Sick
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1976-01-27
Filing date: 1976-01-27
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2602970A1; DE2602970C3

Description

in den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung.

Nach der Zeichnung bewegt sich eine Materialbahn 12 in Richtung des Pfeiles / unter der optischen Vorrichtung gemäß der Erfindung hinweg.

Ein durch einen Laser erzeugter scharf gebündelter Sendelichtstrahl 15 wird durch eine sich quer zur Bewegungsrichtung / der Bahn 12 erstreckende Zylinderlinse 11, und zwar nur durch ihren in Fig. 1 linken Teil, auf einen Punkt 26 der Materialbahn 12 konzentriert Der Sendelichtstrahl 15 tastet die Materialbahn senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung, d. h. in Richtung des Doppelpfeiles Fnach F i g. 3 kontinuierlich ab.

Die in Fig. 1 rechte Hälfte der Zylinderlinse 11 dient dazu, von der Materialbahn 12 remittiertes Licht 17 zu empfangen und parallel zu richten. Die Zylinderlinse wird also durch Pupillenteilung für das Sende- und Empfangslicht ausgenutzt Links oberhalb der Zylinderlinse 11 ist eine weitere Zylinderlinse 20 parallel zu der erstgenannten angeordnet, weiche das mit ihrem gesamten Querschnitt empfangene parallele Lichtbündel auf den Empfangsmantelbereich 24 (F i g. 1 und 2) eines Lichtleitstabes 14 konzentriert Diametral gegenüber dem Empfangsmantelbereich 24 befindet sich eine streifenförmige Stufenspiegelanordnung 53, welche sich zumindest über die gesamte Länge des Abtastbereiches des Lichtleitstabes 14 erstreckt Die Breite der Stufenspiegelanordnung 53 ist derart daß sie noch ohne weiteres optisch dicht an der Mantelfläche des Lichtleitstabes 14 befestigt werden kann und das durch die Zylinderlinse 20 und durch den Lichtleitstab 14 selbst gebrochene Licht weitgehend vollständig empfängt Die Stufenspiegelanordnung 54 besteht aus einzelnen aneinandergesetzten Elementarspiegeln, welche das gemäß Fig.2 senkrecht zur Stabachse auftreffende Licht unter einem solchen Winkel * zur Stabachse reflektieren, daß es unter einem Winkel der Totalreflexion auf die Oberfläche des Lichtleitstabes 14 auftrifft Durch Hin- und Herreflektieren gelangt das Licht somit bis zu der in F i g. 2 rechten Stirnseite des Lichtleitstabes 14, wobei ein Photoempfänger 18 zur Aufnahme des aus der Stirnseite austretenden Lichtstromes angebracht ist Es ist auch möglich, daß die Flanken 55 der Stufenspiegelanordnung 53 als Spiegel ausgebildet sind, wobei die Neigung der Spiegel 55 gleich und symmetrisch zu der der Spiegel 54 ist In diesem Fall wird also eine dachförmige Anordnung gewählt, im Gegensatz zu der in Fig. 2 wiedergegebenen Sägezahnanordnung. Bei einer dachförmigen Stufenspiegelanordnung 53 gelangt auch Licht an die andere Stirnseite des Lichtleitstabes 14, wo gegebenenfalls ein weiterer Photoempfänger 19 oder ein Planspiegel angeordnet sein kann, der auch das zur in F i g. 2 linken Stirnseite gelangende Licht zur gegenüberliegenden Stirnseite zurückwirft

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ρ ... ches des Lichtleitstabes (DE-OS 19 41905) möglichst ratentansprucne. yiel Ucht untef winkeln der Totalreflexion in den ) untef winkeln der Totalreflexion in den

1. Vorrichtung zur Überwachung einer bewegten Lichtleitstab hineinzubrechen. Hierfür sind jedoch Materialbahn auf Fehlstellen wiederum teure Gläser mit überdurchschnittlich hohen mit einer Einrichtung a:ur Erzeugung eines quer über s Brechungsindizes erforderlich.

die Materialbahn wandernden Abtastlichtstrahls, Bei einer Spiegelreflexkamera (DE-AS 12 36 924) ist mit einer in einem ersten Teil ihrer Apertur von dem es bereits bekannt, daß in einem aus einem Stück oder Abtastlichtstrahl durchsetzten Zylinderlinse zur mehreren Stücken bestehenden flachen Strahlentei-Konzentrierung des Abtastlichtstrahls auf die lungskörper ein zusammenhängendes, prismatisches, Materialbahn, io teilverspiegeltes Linienraster rechtwinklig zur Lichtmit einer das durch einen zweiten Teil der Apertur richtung eingeschlossen und an mindestens einer der Zylinderlinse remittierte Licht empfangenden parallel zum Sucherstrahlengang liegenden Lichtausphotoelektrischen Detektoranordnung, die einen trittsfläche des Strahlenteilungskörpers eine Photozelle parallel zur Zylinderlinse ausgerichteten Lichtleit- angeordnet ist Hierdurch wird ein Teil des in den stab mit einem photoelektrischen Wandler an 15 Strahlenteilungskörper eintretenden Lichtes unter Winwenigstens einer Stirnfläche umfaßt, dadurch kein der Totalreflexion zur gegenüberliegenden Wand gekennzeichnet, daß der Lichtleitstab (14) in und von dort zur Photozelle gelenkt Nachteilig an einem dem Auftreffbereich (24) des remittierten dieser Anordnung ist, daß die Breite des Strahlentei-Lichts diametral gegenüberliegenden Bereich seiner lungskörpers so begrenzt sein muß, daß die reflektierten Oberfläche mit einer streifenförmigen Stufenspiege- 20 Strahlen nach einer Totalreflexion die Photozellen !anordnung (53) versehen ist, weiche im wesentli- erreichen und nicht erneut auf das Linienraster fallen, chen senkrecht zur Achse des Lichtleitstabs (14) weil sie sonst nicht mehr unter Totalreflexionswinkeln einfallendes Licht auf die Innenwand des Lichtleit- in den Körper zurückgeworfen werden würden, stabs unter Winkeln !reflektiert, für die Totalrefle- Schließlich ist es schon vorgeschlagen worden xion eintritt, und eine optische Einrichtung (14, 20) 25 (DE-OS 24 33 682), zur Vereinfachung des optischen zur Konzentration des remittierten Lichts auf der Systems und der Erzielung einer guten Lichtausbeute Stufenspiegelanordnung (53) vorgesehen ist die Apertur der von der Materialbahn angeordneten

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Zylinderlinse in einen Sende- und Empfangsteil zu zeichnet, daß die optische Einrichtung von dem unterteilen. Das Empfangslicht wird dabei auf einen Lichtleitstab (14) selbst gebildet ist, dessen Oberflä- 30 Lichtleitstab gelenkt, der das empfangene Licht unter chenkrümmung und Brechungsindex zur Konzentra- Winkeln der Totalreflexion zu an einer oder beiden tion des remittierten Lichts auf die Stufenspiegelan- Seiten angeordneten Photoempfängern weiterleitet Ordnung (53) geeignet gewählt sind. Auch hier ist die Lichtausbeute aufgrund des relativ

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geringen, unter Winkeln der Totalreflexion in den Stab gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung eine 35 gelangenden Lichtes relativ gering.

vor dem Lichtleitstab (14) angeordnete und sich Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, eine

parallel zu diesem erstreckende weitere Zylinderlin- Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu

se (20) umfaßt schaffen, bei der ein wesentlich größerer Teil des

Eintrittslichtes unter Winkeln der Totalreflexion in den

40 Lichtleitstab gelenkt wird, ohne daß die Länge des

Stabes begrenzt werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwa- Teil des Anspruches 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst,

chung einer Materialbahn nach dem Oberbegriff des Die Stufenspiegelanordnung besteht aus zahlreichen

Anspruches 1. 45 abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen zur

Es ist bereits eine lichtelektrische Abtastvorrichtung Stabachse geneigten und zu einer parallel zur Stabachse

bekannt (DE-AS 11 44 502), bei der Sende- und verlaufenden Anordnung zusammengefaßten Planspie-

Empfangslichtstrahl durch unterschiedliche Aperturen geln, welche dafür sorgen, daß der überwiegende Teil

einer parallel zur Abtastebene angeordneten Zylinder- des in den Lichtleitstab einfallenden Lichtes im Winkel

linse verlaufen. Der aus der Zylinderlinse austretende so der Totalreflexion an der Staboberfläche umgelenkt

Empfangslichtstrahl wird über ein Spiegelrad auf einen wird. Wegen der relativ schmalen Ausbildung der

nahe dem Lichtsender angeordneten photoelektrischen Stufenspiegelanordnung als Streifen und des konver-

Wandler gelenkt Nachteilig an dieser Anordnung ist, genten Lichteinfalls gelangt der größere Teil der bereits

daß der Empfangsstrahl schon bei geringen Erschütte- einmal an der Stabwand totalreflektierten Lichtstrahlen

rungen oder Fehljustierungen neben das Spiegelrad 55 nicht erneut auf die Stufenspiegelanordnung, sondern

gelangt und so nicht mehr für die Messung verfügbar ist auf danebenliegende Bereiche des Lichtleitstabmantels,

Aus diesem Grunde hat man bereits mit einer so daß eine weitere Fortleitung dieser Lichtstrahlen

Zylinderlinse kombinierte Lichtleitstäbe (DE-OS durch Totalreflexion möglich ist

15 979) zum Empfang des Abtastlichtfleckes verwen- Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der

det Lichtleitstäbe haben außerdem den Vorteil, daß der eo Unteransprüche.

die Stabachse enthaltenden Ebene große öffnungswin- Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise

kel aufweisende Lichtbündel voll zu erfassea Nachteilig anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

an den bekannten Lichtleitstäben ist jedoch die geringe F i g. 1 eine schematische Ansicht des Strahlengangs

Lichtausbeute, welche darauf zurückzuführen ist, daß einer Vorrichtung zur Überwachung von Materialbah-

nur ein Bruchteil des auf den Mantelbereich auftreffen- 65 nen in Richtung der Zylinder- und Lichtleitstabachse,

den Lichtes unter Winkeln der Totalreflexion in den F i g. 2 eine schematische Ansicht des verwendeten

Stab gelangt Man hat zwar schon versucht, durch eine Lichtleitstabes nach Linie IMI in F i g. 1 und

sägezahnartige Ausbildung des Empfangsmantelberei- F i g. 3 eine schematische perspektivische Ansicht der