DE3641862A1 - Vorrichtung zur pruefung rotationssymmetrischer werkstuecke - Google Patents
Vorrichtung zur pruefung rotationssymmetrischer werkstueckeInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Prüfung von rota
tionssymmetrischen Werkstücken, insbesondere Dichtringen mit kreis
förmigem Querschnitt, sogenannten O-Ringen, nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Fehler an O-Ringen können sein Geometriefehler an
der Trennfuge, z.B. Schrumpfriß, Kerben längs der Trennfuge, vor
stehender Grat, zu starkes Entgraten, und Geometriefehler ohne Vor
zugslage, z.B. Fehlstellen durch nichtausgefüllte Form, durch Abla
gerungen in der Form, durch Einschluß von Fremdmaterial, Fließmar
ken, Risse, sowie sonstige Fehler, z.B. zu rauhe Oberfläche, Ein
schluß von Fremdmaterial ohne Geometrieänderung (Farbänderung). Um
die gewünschte Qualität der O-Ringe bezüglich Fehlerfreiheit zu er
langen, wird bisher eine ein- oder mehrmalige 100%ige manuelle
Sichtprüfung nach Grenzmustern durchgeführt. Diese Prüftechnik hat
den Nachteil, daß durch die menschlichen Unzulänglichkeiten keine
100%ige Fehlerfreiheit zu erreichen ist und außerdem die Prüfkosten
an diesem Teil sehr hoch sind. Ein O-Ringprüfgerät, das eine auto
matische O-Ringprüfung vornehmen könnte, ist bislang nicht bekannt
geworden.
Aus der DE-OS 32 32 885 ist eine Vorrichtung zur automatischen Prü
fung von Oberflächen bekannt. Es ist eine Strahlungsquelle vorge
sehen, deren fokussierte Strahlung über eine Werkstückoberfläche ge
führt wird, wobei die von der Oberfläche zurückgeworfene Strahlung
nach bestimmten Kriterien für die Oberflächenbeschaffenheit ausge
wertet wird. Die zurückgeworfene Strahlung trifft einerseits auf ei
nen Strahlungsempfänger im Hellfeld und andererseits auf eine Mehr
zahl in der gleichen Ebene um den Hellfelddetektor herum angeordne
ter Strahlungsdetektoren, die die gesamte Winkelverteilung der im
Dunkelfeld von der Werkstückoberfläche zurückgestreuten Strahlung
nach Betrag und Richtung erfassen. Schäden auf der Werkstückober
fläche verändern die im Dunkelfeld oder Hellfeld reflektierte Strah
lung. Die bekannte Vorrichtung eignet sich jedoch nicht zur Prüfung
von O-Ringen, da beispielsweise der Fehler, der lediglich eine Farb
änderung durch Einschluß von Fremdmaterial in der O-Ringoberfläche
ohne Geometrieänderung bewirkt, nicht detektiert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Prüfung von rotationssymme
trischen Werkstücken, insbesondere Dichtringen mit kreisförmigem
Querschnitt, sogenannte O-Ringe, weist den Vorteil auf, daß alle an
gegebenen Fehler, insbesondere auch Fremdeinschlüsse ohne Geometrie
änderung, detektierbar sind. Es ist eine Strahlungsquelle vorge
sehen, die eine im optischen Frequenzbereich liegende Strahlung vor
gegebener Frequenz emittiert. Ein Teil von der zu prüfenden Ober
fläche des Werkstücks reflektierten Strahlung ist auf einen Strah
lungsdetektor gerichtet, der ein zur Bestrahlungstärke proportiona
les Ausgangssignal an eine Auswerteeinrichtung abgibt. Die Richtung
der von dem zu prüfenden Werkstück reflektierten Strahlung wird von
gleichen oder von einem weiteren Strahlungsdetektor erfaßt, der ein
vom Auftreffort der Strahlung auf dem Detektor abhängiges Signal an
die Auswerteeinrichtung liefert. Eine Farbabweichung oder ein Geo
metriefehler wird in der Auswerteeinrichtung durch Vergleich der er
faßten Meßwerte mit gespeicherten Vergleichswerten erkannt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Vorrichtung möglich. Vorteilhaft ist es, wenn das Werk
stück auf einer Abwälzvorrichtung aufgespannt ist, die einen dreh
baren Aufspanndorn sowie einen Schieber zum Abwälzen des Werkstücks
auf dem Dorn umfaßt. Eine Verbesserung der Farbdetektion ergibt
sich, wenn zwei Strahlungsquellen vorgesehen sind, die zwei im op
tischen Bereich liegende Strahlungen vorgebbarer unterschiedlicher
Frequenz emittieren. Es ist Detektor vorgesehen, der an eine Auswer
teeinrichtung ein Signal abgibt, das proportional zur Intensität der
vom zu prüfenden Werkstück reflektierten Strahlung mit der einen
Frequenz ist und es ist ein weiterer Detektor vorgesehen, der an die
Auswerteeinrichtung ein Signal abgibt, das proportional zur Inten
sität der vom zu prüfenden Werkstück reflektierten Strahlung mit der
anderen Frequenz ist. Mit den Ausgangssignalen der beiden farbselek
tiven Detektoren ist eine Farbkontrastmessung möglich.
Als Strahlungsquellen eignen sich insbesondere Halbleiterlaser, de
ren Ausgangsleistung steuerbar ist. In kostenempfindlichen Anlagen
können jedoch auch beispielsweise Halogenlampen Verwendung finden,
aus deren breitbandigem Emissionsspektrum gegebenenfalls mit Farb
durchlaßfilter die gewünschten Strahlungsanteile herausgesucht wer
den können.
Eine Leistungsregelung der Strahlungsquellen bringt den Vorteil mit
sich, daß starke Intensitätsschwankungen an den Strahlungsdetektoren
verursacht durch eine stark unterschiedlich reflektierende Werk
stückoberfläche, auf leicht handhabbare Werte reduziert werden kön
nen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet als optisches Meßverfah
ren das Lichtschnittprinzip, das alle Anforderungen an Erkennung und
Vermessung der zu erwartenden Werkstückdefekte erfüllt. Beim Licht
schnittverfahren wird ein Lichtstrahl oder ein Lichtband schräg, vor
zugsweise mit einem Winkel von kleiner oder gleich 45° zur Ober
flächennormalen, auf das zu prüfende Werkstück projiziert. In der
vom zu prüfenden Werkstück reflektierten Strahlung ist die Profil
kurve der Oberfläche enthalten. Der Neigungswinkel zwischen der ein
fallenden Strahlung und der Flächennormalen vergrößert das Auflö
sungsvermögen der Vorrichtung durch eine Überhöhung der Profillinie.
In den Grenzen der Schärfentiefe der eingesetzten Objektive redu
ziert das Lichtschnittverfahren eine dreidimensionale Geometrie ein
deutig in eine zweidimensionale Abbildung, sequentiell für die vom
Lichtstrahl gerade beleuchtete Werkstückfläche. Somit kann ab
schnittsweise die gesamte Oberfläche eines Werkstücks geprüft wer
den. Damit das erfaßbare Flächenstück des Werkstücks, eine bestimmte
Größe nicht unterschreitet, ohne daß das Werkstück mit der Abwälz
vorrichtung bewegt werden müßte, ist wenigstens ein erster beweg
barer Spiegel vorgesehen, mit dem die einfallende Strahlung zeilen
förmig oder mit einem anderen Muster über den zu prüfenden O-Ring
geführt wird. Gegebenenfalls ist im Strahlengang der reflektierten
Strahlung ein weiterer drehbarer Spiegel angeordnet, der eine Anpas
sung der Auslenkung der reflektierten Strahlung an die begrenzten
Strahlungsdetektorflächen ermöglicht.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen
in Verbindung mit der folgenden Beschreibung.
Fig. 1 zeigt einen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 2 zeigt eine Lichtschnittanordnung im Bereich eines zu prüfen
den O-Rings gemäß der Schnittlinie II-II′ aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine erste und eine zweite Strahlungsquelle 10, 11.
Die von der zweiten Strahlungsquelle 11 emittierte Strahlung 12 wird
mit einem Umlenkspiegel 13 und einem Strahlteiler 14 mit der von der
ersten Strahlungsquelle 10 emittierten Strahlung 15 zu einen Licht
strahl 16 vereinigt. Der Begriff "Licht" soll keine Einschränkung
des Frequenzbereiches der von den beiden Strahlungquellen 10, 11
emittierten optischen Strahlungen 12, 15 auf den sichtbaren Teil
des optischen Frequenzbereiches darstellen. Unter dem Begriff "op
tischer Frequenzbereich" wird der Frequenzbereich der Ultraviolett-,
der sichtbaren und der Infrarotstrahlung verstanden. Die beiden op
tischen Strahlungen 12, 15 weisen jeweils eine vorgegebene Frequenz
auf. Vorteilhaft werden für die beiden Strahlungsquellen 10, 11
Laser verwendet, die eine Strahlung der gewünschten Frequenz emit
tieren.
Besonders geeignet sind Halbleiterlaser, da sich deren Ausgangslei
stung über eine Ansteuerschaltung 17 leicht steuern läßt. Als preis
günstige Alternative zu Lasern können auch thermische Strahler,
insbesondere Halogenlampen, verwendet werden. Von der von den ther
mischen Strahlern abgegebenen breitbandigen Strahlung wird mit Hilfe
von einem ersten und zweiten Farbdurchlaßfilter 18, 19 der gewünsch
te Spektralanteil durchgelassen.
Der Lichtstrahl 16 gelangt über eine strahlformende Einrichtung 20
und über einen drehbaren Umlenkspiegel 21 sowie über eine als Sam
mellinse 22 ausgeführte Abbildungsoptik als einfallende Strahlung 25
scharf gebündelt auf ein zu prüfendes Werkstück 24. Das Werkstück
weist eine rotationssymmetrische Form auf. Solche Werkstücke sind
beispielsweise Dichtringe mit kreisförmigem Querschnitt, die als
O-Ringe bezeichnet werden. In der weiteren Beschreibung wird die er
findungsgemäße Vorrichtung anhand der Prüfung von O-Ringen beschrie
ben. Die von einem Oberflächensegment 29 des O-Rings 24 reflektierte
Strahlung 30 gelangt über eine Abbildungsoptik 31, die vorzugsweise
als Sammellinse ausgebildet ist, und über einen zweiten drehbaren
Spiegel 32 auf eine Sensoranordnung 33. Die Sensoranordnung 33 um
faßt einen ersten Strahlungsdetektor 34, der ein Ausgangssignal an
eine Auswerteeinrichtung 35 abgibt, das von dem Auftreffort der re
flektierten Strahlung 30 auf einer aktiven Oberfläche 36 des ersten
Sensors 34 abhängt. Die reflektierte Strahlung 30 wird mit einer
Sammellinse 37 auf die Oberfläche 36 des ersten Sensors 34 abgebil
det. Im Strahlengang zwischen dem zweiten drehbaren Spiegel 32 und
der Sammellinse 37 sind zwei Strahlteiler 38, 39 angeordnet, die ei
nen Teil der reflektierten Strahlung 30 auskoppeln. Die vom ersten
Strahlteiler 38 ausgekoppelte Strahlung 40 gelangt über einen Um
lenkspiegel 41 und über ein drittes Farbdurchlaßfilter 42 auf eine
Sammellinse 43, die die ausgekoppelte Strahlung 40 auf einen zweiten
Strahlungsdetektor 44 abbildet, der ein Ausgangssignal an die Aus
werteeinrichtung 35 abgibt, das proportional zu seiner Bestrahlungs
stärke ist. Die vom zweiten Strahlteiler 39 ausgekoppelte Strahlung
45 gelangt über einen weiteren Umlenkspiegel 46 und über ein viertes
Farbdurchlaßfilter 47 auf eine Sammellinse 48, die die ausgekoppelte
Strahlung 45 auf einen dritten Strahlungssensor 49 abbildet, der ein
Ausgangssignal an die Auswerteeinrichtung 35 abgibt, das proportio
nal zu seiner Bestrahlungsstärke ist.
Die Auswerteeinrichtung liefert Ausgangsssignale an drei Stellein
richtungen 50, 51, 52. Die erste Stelleinrichtung 50 bewegt den er
sten drehbaren Spiegel 21 und die zweite Stelleinrichtung 51 bewegt
den zweiten drehbaren Spiegel 32. Beide drehbaren Spiegel 21, 32
werden um eine auf der Zeichnungsebene der Fig. 1 senkrecht stehen
de Achse in die beiden angegebenen Pfeilrichtungen 53, 54 gedreht.
Die dritte Stelleinrichtung 52 bewegt eine Abwälzvorrichtung, die
einen um seine Achse 26 drehbaren Aufspanndorn 25 und einen parallel
zur Achse 26 des Dorns 25 bewegbaren Schieber 27 umfaßt. Die Paral
lelbewegungsrichtung trägt das Bezugszeichen 28.
Weiterhin gibt die Auswerteeinrichtung 35 Signale an die Steuer
schaltung 17 ab, die die Strahlungsleistung der beiden Strahlungs
quellen 10, 11 steuert.
Ferner ist die Auswerteeinrichtung 35 mit einer Aus- und Eingabeein
heit 56 verbunden, die einerseits für die Eingabe von Daten und Be
fehle für die Auswerteinrichtung 35 und andererseits für eine Aus
gabe der von der Auswerteeinrichtung 35 ermittelten Meßwerte des zu
prüfenden O-Rings 24 vorgesehen ist.
Fig. 2 ist ein Detailbild gemäß der in Fig. 1 eingezeichneten
Schnittlinie II-II′, das die einfallende und reflektierte Strahlung
23, 30 zwischen den beiden Sammellinsen 22, 31 im Bereich des Werk
stücks 24 zeigt. Die in den Fig. 1 und 2 übereinstimmenden Teile
sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen eingetragen. Die einfal
lende Strahlung 23 bildet mit der Flächennormalen 59 auf dem Ober
flächensegment 29 des Werkstücks 24 einen Einfallswinkel 57. Die von
der Oberfläche 23 reflektierte Strahlung 30 bildet mit der Flächen
normalen 59 einen Ausfallswinkel 58.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Der Lichtstrahl 16 wird mit dem ersten drehbaren Spiegel 21 zeilen
förmig oder mit einem beliebigen anderen Muster über das Ober
flächensegment 29 des Werkstücks 24, beispielsweise eines O-Rings
geführt. Die einfallende Strahlung 23 bildet mit der Flächennormalen
59 des Segments 29 einen Einfallswinkel 57, der vorzugsweise kleiner
oder gleich 45° ist. Die vom Segment 29 reflektierte Strahlung 30
weist während des Abtastens eine Ortsänderung auf, die die Profil
linie der O-Ringoberfläche wiedergibt. Wird der Einfallswinkel 57
etwa 45° gewählt, so ist der Ausfallswinkel 58 ebenfalls etwa 45°
und die entstehende Profilkurve erscheint im Verhältnis Wurzel 2 : 1
überhöht. Dieses Meßverfahren ist als Lichtschnittverfahren in der
optischen Oberflächenprüftechnik seit langer Zeit bekannt
(K. Räntsch: Die Optik in der Feinmeßtechnik, München, Hanser,
1949).
Die reflektierte Strahlung 30 gelangt auf die aktive Fläche 36 des
ersten Strahlungssensors 34. Da der Auftreffpunkt der einfallenden
Strahlung 23 auf dem zu prüfenden O-Ring 24 jederzeit bekannt ist,
ist auch der Auftreffpunkt der reflektierten Strahlung 30 auf dem
ersten Sensor 34, unter der Voraussetzung einer störungsfreien
Fläche 29, zu jedem Zeitpunkt durch optische Abbildungsbeziehungen
gegeben. Eine Abweichung der Position wird von der Auswerteeinrich
tung 35 durch Vergleich mit einem "Gut"-Muster festgestellt und wei
terverarbeitet. Es erfolgt dann beispielsweise das Aufstellen einer
Statistik und/oder eine Ausgabe über die Ein- und Ausgabeeinheit 56.
Das erfaßbare Oberflächensegment 29, ohne den O-Ring zu bewegen,
hängt von den maximal möglichen Auslenkungen der beiden drehbaren
Spiegel 21, 32 und von der Fläche der Detektoren 34, 44, 49 ab. Eine
Ortsänderung der reflektierten Strahlung 30 auf dem ersten Sensor
34, bedingt durch die Bewegung des ersten drehbaren Spiegels 21,
wird bei der Auswertung in der Auswerteeinrichtung 35 automatisch
berücksichtigt. Ab einer bestimmten Stellung des ersten drehbaren
Spiegels 21 trifft die reflektierte Strahlung nicht mehr auf die
aktive Fläche 36 des ersten Sensors 34. Eine Meßbereichserweiterung
ist dann durch den zweiten drehbaren Spiegel 32 möglich. Wenigstens
bei größeren Auslenkungen durch den ersten drehbaren Spiegel 21 wird
die reflektierte Strahlung 30 durch den zweiten drehbaren Spiegel 32
derart nachgeführt, daß sie stets auf die aktive Oberfläche 36 des
ersten Sensors 34 fällt. Da auch der zweite drehbare Spiegel 32 über
die zweite Stelleinrichtung 51 von der Auswerteeinrichtung 35 ge
steuert wird, ist die Stellung des zweiten drehbaren Spiegels 32
jederzeit in der Auswerteeinrichtung 35 bekannt und kann bei der
Auswertung des Meßergebnisses berücksichtigt werden.
Die vollständige Oberfläche des O-Rings 24 kann mit einem Abtastvor
gang nicht erfaßt werden. Deshalb wird der auf den Dorn 25 aufge
spannte O-Ring 24 um seine Achse 26 von der Stelleinrichtung 52 ge
dreht. Zusätzlich betätigt die Stelleinrichtung 52 den parallel zur
O-Ringachse 26 bewegbaren Schieber 27, der entweder auf die eine
oder die andere O-Ringauflagefläche eine Druckkraft ausübt, die ein
Abwälzen des O-Rings 24 auf dem Dorn 25 zur Folge hat.
Ein Teil der reflektierten Strahlung 30 wird von dem Strahlteiler 38
ausgekoppelt und auf den zweiten Strahlungssensor 44 abgebildet. Auf
den zweiten Sensor gelangen jedoch nur die Strahlungsanteile, die
das dritte Farbdurchlaßfilter 42, das auf eine der beiden emittier
ten Strahlungen 12, 15 abgestimmt ist, passieren läßt. Ein Teil der
reflektierten Strahlung 30 wird weiterhin mit dem Strahlteiler 39
ausgeblendet, die auf den dritten Strahlungssensor 49 abgebildet
wird. Auf den dritten Sensor 49 können nur diejenigen Strahlungsan
teile treffen, die das vierte Farbdurchlaßfilter 47, das auf die an
dere der beiden emittierten Strahlungen 12, 15 abgestimmt ist, pas
sieren läßt. Da der zweite und dritte Sensor 44, 49 jeweils ein Aus
gangssignal an die Auswerteeinrichtung 35 abgeben, das proportional
zur Bestrahlungsstärke ist, wird mit diesen beiden Sensoren 44, 49
eine Änderung der Intensität der beiden Strahlungsanteile 12, 15 in
der reflektierten Strahlung 30 detektiert. Eine Ortsänderung der re
flektierten Strahlung 30 auf den Oberflächen der beiden Sensoren 44,
49 hat keine Auswirkung auf das Meßergebnis, solange der Ober
flächenbereich nicht verlassen wird, in dem das Ausgangssignal pro
portional zur Bestrahlungsstärke ist. Eine Intensitätsänderung der
einen oder der anderen oder beider Strahlungsanteile 12, 15 deutet
auf eine frequenzabhängige Reflexion auf dem zu prüfenden O-Ring 24
hin, wenn gleichzeitig keine Positionsveränderung vom ersten Sensor
34 detektiert wird. Aus der festgestellten relativen Änderung der
Ausgangssignale entweder des zweiten Sensors 44 oder des dritten
Sensors 49 oder einer relativen Änderung des Verhältnisses beider
Signale zueinander kann auf eine Farbänderung des geprüften Ober
flächensegments 29 geschlossen werden. Durch einen Einspeicherungs
vorgang vor Beginn der eigentlichen Messung in die Auswerteeinrich
tung 35 von bekannten Farbänderungen läßt sich eine quantitative An
gabe von Farbänderungen, beispielsweise als Änderungen der Farbko
ordinaten im Farbendreieck, über die Ein- und Ausgabevorrichtung 56
anzeigen. Ein anderes Auswerteverfahren stellt eine Nachbarschafts
analyse dar, bei der die Positions- und Farbabweichung der reflek
tierten Strahlung 30 von einem Abtastpunkt auf dem Segment 29 zum
nächsten erfaßt und bewertet sowie mit gespeicherten Referenzwerten
verglichen werden.
Eine Farbänderung entsteht insbesondere durch Fremdmaterialein
schlüsse im O-Ring 24. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können
derartige Fehler detektiert und angezeigt werden.
Eine vereinfachte Ausführung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist ge
geben, wenn anstelle der beiden Strahlungsquellen 10, 11 lediglich
eine Strahlungsquelle vorgesehen ist. Die Sensoranordnung 33 enthält
den ersten Strahlungssensor 34, der die Positionsdetektierung der
reflektierten Strahlung 30 vornimmt und einen weiteren Strahlungs
sensor, der die Bestrahlungsstärke mißt. In dieser Anordnung wird
keines der Farbfilter 18, 19, 42, 47 benötigt. Eine Farbänderung in
der Oberfläche des Werkstücks 24 führt zu einer Änderung der Inten
sität der reflektierten Strahlung 30. Detektiert der erste Sensor 34
keine Positionsänderung und ändert sich gleichzeitig die Intensität
der reflektierten Strahlung 30, so kann wenigstens qualitativ auf
eine Farbänderung in der Werkstückoberfläche geschlossen werden.
Eine weitere Vereinfachungsmöglichkeit der Vorrichtung mit einer
Strahlungsquelle ist gegeben durch Verwendung lediglich eines einzi
gen Strahlungssensors. Dieser Sensor detektiert gleichzeitig sowohl
den Auftreffort der reflektierten Strahlung 30 auf dem Sensor als
auch die Intensität. Geeignet sind alle Arten von ein- oder zweidi
mensionalen Multisensoranordnungen. Vorzugsweise kommen Fotodioden
zeilen zur Anwendung.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können mehr als zwei Strahlungsquellen vorgesehen sein, wobei alle
Strahlungsquellen eine Strahlung im optischen Frequenzbereich mit
voneinander verschiedenen Frequenzen emittieren. Die Sensoranordnung
33 enthält dann weitere Auskopplungspfade 40, 45 für die reflektier
te Strahlung 30, die zu farbselektiven Strahlungssensoren 42, 44
bzw. 47, 49 führen. Mit dieser Anordnung läßt sich eine noch genaue
re Farbanalyse durchführen.
Claims (18)
1. Vorrichtung zur Prüfung von rotationssymmetrischen Werkstücken,
insbesondere Dichtringen mit kreisförmigem Querschnitt, sogenannten
O-Ringen, auf Oberflächenfehler, dadurch gekennzeichnet, daß wenig
stens eine Strahlungsquelle (10, 11) vorgesehen ist, deren Strahlung
(12, 15) auf die Oberfläche (29) eines zu prüfenden Werkstücks (24)
gerichtet ist, wobei zwischen Strahlungsquelle (10, 11) und Werk
stücks (24) Abbildungs- und Strahlformungsmittel (20, 22) vorgesehen
sind, und daß eine Strahlungssensoranordnung (33) vorgesehen ist,
die wenigstens einen Sensor (34, 44, 49) aufweist, der ein Ausgangs
signal an eine Auswerteeinrichtung (35) abgibt, das proportional zur
Bestrahlungsstärke ist und das vom Auftreffort der Strahlung auf der
Sensoroberfläche (36) abhängt, wobei zwischen Werkstück (24) und
Sensor (34, 44, 49) Abbildungsmittel (31, 37, 43, 48) vorgesehen
sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sen
soranordnung (33) wenigstens einen Strahlungssensor (34) aufweist,
der ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Auftreffort der ein
fallenden Strahlung (30) auf der Oberfläche (36) des Sensors (31)
abgibt und daß wenigstens ein weiterer Sensor (44, 49) vorgesehen
ist, der ein Ausgangssignal abgibt, das proportional zur Bestrah
lungsstärke des Sensors (44, 49) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens zwei Strahlungsquellen (10, 11) vorgesehen sind, die vor
gegebene unterschiedliche im optischen Spektralbereich liegende
Strahlungen abgeben.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sen
soranordnung (33) wenigstens einen ersten Strahlungssensor (34) um
faßt, der ein Signal in Abhängigkeit von dem Auftreffort der reflek
tierten Strahlung (30) auf der Oberfläche (36) des ersten Sensors
(34) abgibt und daß wenigstens zwei weitere Sensoren (44, 49) vorge
sehen sind, die ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Bestrah
lungsstärke abgeben, wobei vor dem zweiten und dritten Sensor (44,
49) jeweils ein Farbdurchlaßfilter (42, 47) angeordnet ist, wobei
der Durchlaßbereich des ersten Farbdurchlaßfilters (42) auf die von
der ersten Strahlungsquelle (10) emittierten Strahlung (15) und das
zweite Farbdurchlaßfilter (47) auf die von der zweiten Strahlungs
quelle (11) emittierten Strahlung abgestimmt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur vollständigen Erfassung der Werkstückober
fläche eine Abwälzvorrichtung (25, 27, 52) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab
wälzeinrichtung wenigstens einen um die Werkstückachse (26) drehba
ren Dorn (25) und einen parallel zur Achse (26) bewegbaren Schieber
(27) umfaßt, wobei zur Drehung des Dorns (25) und zur Ausführung der
Bewegung (28) des Schiebers (27) eine von der Auswerteeinrichtung
(35) gesteuerte Stelleinrichtung (52) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (10, 11) ein Laser ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (10, 11) ein Halbleiterlaser
ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Strahlungsquelle (10, 11) ein thermischer Strahler
ist und daß vor der Strahlungsquelle (10, 11) wenigstens ein Farb
durchlaßfilter (18, 19) angeordnet ist, das einen vorgegebenen Fre
quenzbereich der Strahlung (12, 15) passieren läßt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
thermische Strahlungsquelle (10, 11) eine Halogenlampe ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (17) zur Leistungssteuerung
der von der Strahlungsquelle (10, 11) abgegebenen Strahlung (12, 15)
vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß wenigstens ein erster drehbarer Spiegel (21) zwi
schen der Strahlungsquelle (10, 11) und dem Werkstück (24) vorge
sehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß wenigstens ein zweiter drehbarer Spiegel (32) zwi
schen dem Werkstück (24) und der Sensoranordnung (33) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Vereinigung der Strahlung (15) der ersten
Strahlungsquelle (10) und der Strahlung (12) der zweiten Strahlungs
quelle (11) ein Strahlteiler (14) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem ersten drehbaren Spiegel (31) und dem
Werkstück (24) eine Abbildungsoptik, vorzugsweise eine Sammellinse
(22) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Werkstück (24) und dem zweiten dreh
baren Spiegel (32) eine Abbildungsoptik, vorzugsweise eine Sammel
linse (31) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die auf die zu prüfende Oberfläche (29) des Werk
stücks (24) einfallende Strahlung (23) mit der Flächennormalen (59)
auf der Oberfläche (29) des Werkstücks (24) einen Winkel von etwa
45° bildet.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Drehung (53) des ersten Spiegels (21) eine er
ste Stellvorrichtung (50) und zur Drehung (54) des zweiten drehbaren
Spiegels (32) eine zweite Stelleinrichtung (51) vorgesehen sind, die
mit der Auswerteeinrichtung (35) verbunden sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863641862 DE3641862A1 (de) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Vorrichtung zur pruefung rotationssymmetrischer werkstuecke |
ES8703495A ES2005966A6 (es) | 1986-12-08 | 1987-12-04 | Dispositivo para la verificacion de piezas de trabajo simetricas rotativas. |
PCT/DE1987/000574 WO1988004416A1 (en) | 1986-12-08 | 1987-12-04 | Device for inspecting rotationally-symmetrical parts |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3917076A1 (de) * | 1989-05-26 | 1990-11-29 | Klaue Hermann | Pruefeinrichtung fuer gummi-rundschnur-dichtringe |
DE4000121C1 (en) * | 1990-01-04 | 1991-07-18 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim, De | Photoelectric quality control for sealing rings - has carrier for light source slidable and pivotable about axis in parallel with its length axis |
DE19535977A1 (de) * | 1994-10-20 | 1996-06-05 | Samapre Ind De Maquinas Ltda | Verbesserung einer Vorrichtung zur Durchführung von Qualitätsprüfungen |
EP2280270A1 (de) * | 2009-07-29 | 2011-02-02 | UTPVision S.r.l. | Optisches Detektionssystem von Oberflächendefekten, insbesondere bei einem O-Ring. |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3123184A1 (de) * | 1980-06-13 | 1982-04-08 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho, Nagakute, Aichi | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von aeusserlichen fehlern an einem runden bauteil |
US4352017A (en) * | 1980-09-22 | 1982-09-28 | Rca Corporation | Apparatus for determining the quality of a semiconductor surface |
DE3309584A1 (de) * | 1982-03-25 | 1983-10-06 | Gen Electric | Optisches inspektionssystem |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3917414A (en) * | 1973-10-11 | 1975-11-04 | Geisco Associates | Optical inspection system |
DE2433682C3 (de) * | 1974-07-12 | 1979-02-15 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Vorrichtung zur Überwachung einer Materialbahn oder einer sonstigen Abtastebene |
DE2535686A1 (de) * | 1975-08-09 | 1977-02-10 | Freudenberg Carl Fa | Verfahren zur lichtspaltpruefung von lippendichtungen aus elastomeren |
US4265545A (en) * | 1979-07-27 | 1981-05-05 | Intec Corporation | Multiple source laser scanning inspection system |
JPS5766345A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-22 | Hitachi Ltd | Inspection device for defect |
US4520388A (en) * | 1982-11-01 | 1985-05-28 | General Electric Company | Optical signal projector |
GB2173294B (en) * | 1985-04-02 | 1988-10-12 | Glaverbel | Method of and apparatus for determining the location of defects present in flat glass |
-
1986
- 1986-12-08 DE DE19863641862 patent/DE3641862A1/de not_active Ceased
-
1987
- 1987-12-04 WO PCT/DE1987/000574 patent/WO1988004416A1/de unknown
- 1987-12-04 ES ES8703495A patent/ES2005966A6/es not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3123184A1 (de) * | 1980-06-13 | 1982-04-08 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho, Nagakute, Aichi | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von aeusserlichen fehlern an einem runden bauteil |
US4352017A (en) * | 1980-09-22 | 1982-09-28 | Rca Corporation | Apparatus for determining the quality of a semiconductor surface |
DE3309584A1 (de) * | 1982-03-25 | 1983-10-06 | Gen Electric | Optisches inspektionssystem |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3917076A1 (de) * | 1989-05-26 | 1990-11-29 | Klaue Hermann | Pruefeinrichtung fuer gummi-rundschnur-dichtringe |
DE4000121C1 (en) * | 1990-01-04 | 1991-07-18 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim, De | Photoelectric quality control for sealing rings - has carrier for light source slidable and pivotable about axis in parallel with its length axis |
DE19535977A1 (de) * | 1994-10-20 | 1996-06-05 | Samapre Ind De Maquinas Ltda | Verbesserung einer Vorrichtung zur Durchführung von Qualitätsprüfungen |
DE19535977C2 (de) * | 1994-10-20 | 2000-06-08 | Samapre Ind De Maquinas Ltda | Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Dichtringen |
EP2280270A1 (de) * | 2009-07-29 | 2011-02-02 | UTPVision S.r.l. | Optisches Detektionssystem von Oberflächendefekten, insbesondere bei einem O-Ring. |
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