DE3822305A1 - Vorrichtung zur inspektion von verbindungsstellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsstellen-Inspektionsvorrichtung zur automatischen Überprüfung der gegenseitigen Abweichung von Bandrandteilen in Bandbreitenrichtung an einer Band-Verbindungsstelle für solche Fälle, in denen lange Bänder miteinander verbunden sind. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Verbindungsstellen- Inspektionsvorrichtung zum Ermitteln der gegenseitigen Abweichung der Randteile von beispielsweise einem Vorlaufband und einem Magnetband in Bandbreitenrich­ tung. Diese Abweichung kann dann auftreten, wenn das Vorlaufband und das Magnetband mittels eines Ver­ bindungsbandes zwecks Herstellung eines Videobandes, eines Audiobandes od.dgl. an ihren Randteilen miteinander verbunden werden.

Während der Herstellung von Videobandkassetten oder Audiobandkassetten werden ein Vorlaufband (oder ein Nachlaufband) und ein Magnetband unter Verwendung eines Verbindungsbandes miteinander verbunden. Im Verbindungs­ bereich zwischen den Randteilen des Vorlaufbandes und des Magnetbandes auftretende Abweichungen in Bandbrei­ tenrichtung sind bisher vom Personal (Inspektoren) durch visuelle Inspektion beurteilt worden.

Bei der visuellen Inspektion werden jedoch von den einzelnen Inspektoren unterschiedliche Beurteilungs­ kriterien angelegt. Auch können fehlerhafte Erzeugnisse infolge der Ermüdung der Inspektoren übersehen werden. Deshalb ist es nicht immer möglich, die Qualität der Erzeugnisse gleichmäßig zu halten. Ferner verursachen die Personalkosten für die Inspektoren eine Erhöhung der Produktkosten. Außerdem wird die Produktionsgeschwindig­ keit infolge der Durchführung dieses störenden Vorganges reduziert.

Das Hauptziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Verbindungsstellen-Inspektionsvorrichtung zum automatischen Ermitteln der gegenseitigen Abweichung von Bandrandteilen in Bandbreitenrichtung an einer Band- Verbindungsstelle, um dadurch die Qualität des Band­ erzeugnisses zu vergleichmäßigen.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Verbindungsstellen-Inspektionsvorrichtung, welche eine Reduktion der Kosten des Banderzeugnisses und eine Erhöhung der Band-Herstellungsgeschwindigkeit ermög­ licht.

Die Erfindung schafft eine Verbindungsstellen-Inspek­ tionsvorrichtung mit einer Lichtabstrahlungseinrichtung zum Abstrahlen von Licht auf eine Band-Verbindungsstel­ le, an welcher zwei Bandrandteile miteinander verbunden sind, mit einer Lichtempfangseinrichtung zum Empfangen des Lichtes, welches von der Lichtabstrahlungseinrich­ tung auf die Band-Verbindungsstelle abgestrahlt wurde und sich durch letztere hindurch fortpflanzte oder von dieser reflektiert wurde, und mit einer Bewertungsein­ richtung zum Bewerten der Größe der gegenseitigen Abwei­ chung der zwei Bandrandteile in Bandbreitenrichtung an der Bandverbindungsstelle auf der Grundlage von Infor­ mationen über die optische Menge (nachstehend als Licht­ menge bezeichnet) des von der Lichtempfangseinrichtung an beiden Seiten der Bandverbindungsstelle empfangenen Lichtes.

Der Begriff "Band-Verbindungsstelle", wie er hier verwendet wird, bedeutet den Verbindungsbereich, der entsteht, wenn zwei Bandrandteile miteinander derart verbunden werden, daß sie einander überlappen oder daß ihre Stoßflächen einander gegenüberliegen.

Die Lichtempfangseinrichtung kann von der Ausführung sein, die geeignet ist, das auf Bereiche in der Nähe von seitlichen Rändern der zwei Bänder nahe der Band-Ver­ bindungsstelle abgestrahlte Licht zu empfangen und das auf die Bänder auftreffende Licht auf der Basis der empfangenen Lichtmenge zu bewerten. Die Lichtempfangs­ einrichtung kann beispielsweise aus einer Mehrzahl von Phototransistoren, einem Zeilensensor oder einem Flächensensor bestehen. Im Fall, daß die Lichtempfangs­ einrichtung aus einem in Bandbreitenrichtung verlaufen­ den Zeilensensor besteht, ist es erforderlich, die Band- Verbindungsstelle bezüglich der Lichtabstrahlungsein­ richtung und der Lichtempfangseinrichtung in Bandlängs­ richtung zu bewegen, um die Information über die Licht­ mengen an beiden Seiten der Band-Verbindungsstelle aufeinanderfolgend zu erhalten. Im Fall, daß die Licht­ empfangseinrichtung andererseits aus einem Flächensen­ sor, wie beispielsweise einer ladungsgekoppelten Schal­ tung (CCD) oder dgl. besteht, kann die Band-Verbindungsstelle im stationären Zustand bezüglich der Lichtabstrahlungseinrichtung und der Lichtempfangs­ einrichtung verbleiben. In diesem Fall ist es erforder­ lich, dafür zu sorgen, daß das an beiden Seiten der Band-Verbindungsstelle erhaltene Licht gleichzeitig oder im wesentlichen gleichzeitig auf den Flächensensor auf­ trifft, um dann aufeinanderfolgend die Information über die Lichtmenge über die Gesamtfläche des Flächensensors hinweg mittels elektronischer Abtastung zu erlangen.

Die Bewertungseinrichtung bewertet die Größe der gegenseitigen Abweichung der zwei Bandrandteile in Bandbreitenrichtung an der Band-Verbindungsstelle auf der Grundlage von Informationen über die Lichtmenge, z.B. durch Vergleichen eines Unterschiedes zwischen der Information über die Lichtmenge an einer Seite der Band-Verbindungsstelle und der Information über die Lichtmenge auf der anderen Seite der Band-Verbindungs­ stelle mit einem vorbestimmten Vergleichswert.

Mit der erfindungsgemäßen Verbindungsstellen-Inspek­ tionsvorrichtung wird eine Abweichung der Bandrandteile voneinander in Bandbreitenrichtung an der Bandverbin­ dungsstelle automatisch auf der Grundlage der Informa­ tion über die Lichtmenge an beiden Seiten der Band-Ver­ bindungsstelle ermittelt. Diese Information wird erlangt durch Empfang des auf die Band-Verbindungsstelle abge­ strahlten und durch dieselbe hindurchgegangenen oder von ihr reflektierten Lichtes. Deshalb kann die Qualität des Banderzeugnisses objektiv und zuverlässig durch Vergleich der Größe der Abweichung mit dem vorbestimmten Vergleichswert bewertet und ein qualitativ gleichmäßiges Erzeugnis erhalten werden. Ferner kann infolge der auto­ matischen Ermittlung die gegenseitige Abweichung der Bandrandteile in Bandbreitenrichtung an der Band-Ver­ bindungsstelle sofort durch die Lichterfassung und die Verarbeitung der elektrischen Signale bewertet werden. Da die Inspektionsleistung nicht, wie im Fall der visuellen Inspektion, durch Ermüdung der Inspektoren verringert wird, kann die Fabrikationsgeschwindigkeit erhöht werden. Überdies können mit der erfindungsgemäßen Verbindungsstellen-Inspektionsvorrichtung, welche mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann und eine ein­ fache Konstruktion aufweist, die Band-Herstellungskosten im Vergleich zu den Personalkosten reduziert werden, die für die Inspektoren zur Durchführung der visuellen Inspektion aufzuwenden sind.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Dastellung eines Aus­ führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verbindungs­ stellen-Inspektionsvorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung, die einen Teil des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 näher zeigt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung, die die Abstrahlung von mittels der Lichtabstrahlungseinrich­ tung erzeugten Lichtes auf den Bereich in der Nähe einer Band-Verbindungsstelle zeigt, und

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die die Be­ wertung der Lichtmengeninformation zeigt, die mittels der Bewertungseinrichtung nach Fig. 1 in digitale elektrische Signale umgewandelt wurde.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Verbindungsstellen-Inspektionsvorrich­ tung umfaßt eine Lichtabstrahlungseinrichtung 4, eine Lichtempfangseinrichtung 5 und eine Bewertungseinrich­ tung 6. Die Lichtabsstrahlungseinrichtung 4 ist dazu bestimmt, einen kollimierten Lichtstrahl auf ein Band 3 abzustrahlen, das in der durch den Pfeil A angezeigten Richtung zwischen Spulen 2 a und 2 b, die auf einer Platte 1 vorgesehen sind, bewegt wird. Die Lichtempfangsein­ richtung 5 ist vorgesehen, den von der Lichtabstrah­ lungseinrichtung 4 auf das Band 3 abgestrahlten und von diesem reflektierten Lichtstrahl zu empfangen. Die Bewertungseinrichtung 6 ist dazu bestimmt, eine gegen­ seitige Abweichung der Randteile eines Vorlaufbandes und eines Magnetbandes in Bandbreitenrichtung an der Band- Verbindungstelle auf der Grundlage von Informationen über die Lichtmenge des von der Lichtempfangseinrichtung 5 empfangenen Lichtstrahls zu überprüfen und ein Bewer­ tungssignal zu erzeugen, das ein fehlerhaftes Erzeugnis dann anzeigt, wenn die Größe der Abweichung einen vorbe­ stimmten Vergleichswert überschreitet. Ferner ist ein Abstützkopf 7 mit einem hohlen Abschnitt in der Mitte der Band-Gleitfläche an der bezüglich des Bandes 3 ge­ genüberliegenden Seite der Lichtabstrahlungsseite 4 in der Nähe der Stelle angeordnet, an der das von der Lichtabstrahlungseinrichtung 4 erzeugte Licht auf das Band 3 auftrifft.

Fig. 2 zeigt im Detail einen Teil der Lichtabstrahlungs­ einrichtung 4 und einen Teil der Lichtempfangseinrich­ tung 5. Schlitzelemente 8, 8 zur Bildung eines sich in Bandbreitenrichtung erstreckenden Schlitzes und eine sich in Bandbreitenrichtung erstreckende zylindrische Linse 9 sind vor der Lichtabstrahlungseinrichtung 4 an­ geordnet, so daß der von der Lichtabstrahlungseinrich­ tung 4 erzeugte Lichtstrahl als sich in Bandbreiten­ richtung erstreckender linearer Lichtstrahl auf das Band 3 auftrifft. Ferner weist der vom Band 3 reflektierte Lichtstrahl, wie in Fig. 2 gezeigt, die Form eines sich in Bandbreitenrichtung erstreckenden linearen Licht­ strahls auf, und wird in dieser Form von einem als Lichtempfangseinrichtung 5 verwendeten Zeilensensor empfangen.

Ein bekannter Motor, der zur Erzielung einer konstanten Geschwindigkeit des Bandes 3 geeignet ist, wird als Bandantriebsmechanismus verwendet. Als Belastungs- und Entlastungs-Einrichtung für den Abstützkopf 7 wird bei­ spielsweise ein Zylindermechanismus verwendet.

Nachstehend wird das Verfahren der Bewertung einer ge­ genseitigen Abweichung der Bandrandteile in Bandbreiten­ richtung an der Band-Verbindungsstelle unter Verwendung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.

Die Spulen 2 a und 2 b werden gedreht, um das Band 3 mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 20 mm/sec in Richtung des Pfeils A zwischen den Spulen 2 a und 2 b zu bewegen. Gleichzeitig wird der Lichtstrahl mittels der Lichtabstrahlungseinrichtung 4 auf das Band 3 geworfen. Der Abstützkopf 7 wird in eine Vorwärtsstellung ge­ bracht, um mit dem Band 3 an der Rückseite des Bandbe­ reichs, auf welches der Lichtstrahl auftrifft, in Kon­ takt zu kommen. Die Lichtempfangseinrichtung 5 ist so angeordnet, daß ihre Lichtempfangsfläche den vom Band 3 reflektierten Lichtstrahl empfängt. Ferner wird die In­ formation über die Lichtmenge des vom Band 3 reflektier­ ten und von der Lichtempfangseinrichtung 5 aufgenommenen Lichtstrahls der Reihe nach in Form digitaler elektri­ scher Signale der Bewertungseinrichtung 6 zugeführt.

Das Band 3 ist durch Verbinden der Randteile des Vorlaufbandes mit dem Randteilen des Magnetbandes unter Verwendung eines Verbindungsbandes gebildet worden. Das Vorlaufband und das Magnetband sind so ausgebildet, daß ihre Breiten im wesentlichen einander gleich sind. Wenn das Vorlaufband und das Magnetband korrekt miteinander verbunden worden sind, stellen die Seitenränder des Vorlaufbandes Verlängerungen der Seitenränder des Magnetbandes dar. Es ist jedoch in der Tat nicht immer möglich, die Positionen des Vorlaufbandes und des Magnetbandes im Verlauf des Verbindungsvorganges korrekt einzustellen, so daß die Genauigkeit der Verbindung Schwankungen unterworfen ist und die Randteile des Vorlaufbandes und des Magnetbandes an der Verbindungsstelle in Bandbreitenrichtung voneinander abweichen. Eine große gegenseitig Abweichung der Bandrandteile in Bandbreitenrichtung verschlechtert die Qualität des Banderzeugnisses, das deshalb nicht auf den Markt gebracht werden darf.

Dementsprechend ist das vorgenannte Ausführungsbeispiel ausgebildet, um automatisch zu bewerten, ob die Größe der gegenseitigen Abweichung der Bandrandteile in Band­ breitenrichtung kleiner oder größer ist als der vorbe­ stimmte Vergleichswert, um die Produktqualität zu unter­ scheiden. Im Verlauf der Inspektion des Bandes 3, dessen Randteile, wie in Fig. 3 gezeigt, in Bandbreitenrichtung voneinander abweichen, wird dann, wenn das Band 3 bewegt wird und ein linearer Bereich B in der Nähe der Bandver­ bindungsstelle mit einem Vorlaufband 3 a die Lichtbe­ strahlungsposition erreicht, die Information über die optische Menge des am linearen Bereich B reflektierten Lichtstrahls über die Lichtempfangseinrichtung 5 der Bewertungseinrichtung 6 zugeführt. Wenn das Band 3 weiter in Richtung des Pfeils A bewegt wird und ein linearer Bereich C in der Nähe der Bandverbindungsstelle mit einem Magnetband 3 b die Lichtbestrahlungsposition erreicht, wird die Information über die optische Menge des am linearen Bereich C reflektierten Lichtstrahls über die Lichtempfangseinrichtung 5 der Bewertungsein­ richtung 6 zugeführt. Ein hohler Abschnitt 7 a ist in der Mitte des Abstützkopfes 7 ausgebildet. Das auf diesen hohlen Abschnitt 7 a einfallende Licht geht durch diesen hindurch und trifft nicht auf die Lichtempfangsein­ richtung 5 auf. In diesem Fall wird der von der Licht­ abstrahlungseinrichtung 4 erzeugte Lichtstrahl ledig­ lich auf die obere Seite des Bandes 3 geworfen. Das auf die Photodioden der Lichtempfangseinrichtung 5 auftreffende Licht wird in digitale elektrische Signale umgewandelt, die in ihrer Größe den optischen (Licht)mengen proportional sind. Die digitalen elektrischen Signale werden der Reihe nach, beginnend mit der obersten Photodiode der Lichtempfangseinrichtung 5, der Bewertungseinrichtung 6 zugeführt. Wenn die Größe der als Information über die Lichtmenge der Bewertungseinrichtung 6 zugeführten digitalen elektrischen Signale auf der vertikalen Achse und die Zeit auf der horizontalen Achse aufgetragen werden, ist die Information über die vom Bereich B erhaltene Lichtmenge auf dem oberen Teil von Fig. 4 und die Information über die vom Bereich C erhaltene Lichtmenge auf dem unteren Teil von Fig. 4 dargestellt. Die Bewertungseinrichtung 6 berechnet die Zeit "t" zwischen einem Signal-Anfangspunkt "s" und einem Punkt "e", an welchem das Signalniveau jäh ansteigt. Die Berechnung wird mittels eines Mikrocomputers für jeden Bereich durchgeführt. Die Bewertungseinrichtung 6 berechnet ferner den Unterschied Bd zwischen der Zeit "t" für den Bereich B und der Zeit "t" für den Bereich C und vergleicht diesen Unterschied Bd mit dem vorbestimmten Vergleichswert. Die Bewertungseinrichtung 6 erzeugt als Bewertungssignal ein OK-Signal, wenn der Unterschied Bd kleiner als der vorbestimmte Vergleichswert ist, und ein NG-Signal, wenn der Unterschied Bd größer als der vor­ bestimmte Vergleichswert ist. Der Vergleichswert wird durch Berücksichtigung eines Fehlers in der Genauigkeit der optischen Achse bezüglich des Bandes 3, der Schrägstellung des Werkstückes od.dgl. bestimmt und im voraus in der Bewertungseinrichtung 6 gespeichert. Tatsächlich wird die Infomation über die Lichtmenge in vorbestimmten Meßintervallen bestimmt. Um die Zuverlässigkeit der Bewertungsresultate zu erhöhen, kann die Zeit "t" deshalb für eine Mehrzahl der Bereiche auf dem Vorlaufband und auf dem Magnetband berechnet und für das Vorlaufband und das Magnetband gemittelt werden. Sodann kann der Unterschied Bd in der vorbeschriebenen Weise berechnet werden.

Das Bewertungssignal kann einem Summer zugeführt werden, so daß ein Warnsignal über einen vorbestimmten Zeitraum dann abgegeben wird, wenn das NG-Signal erzeugt wird. Ferner können lichtemittierende Dioden auf einer Schalt­ tafel vorgesehen sein, um visuell das als Bewertungs­ signal erzeugte OK-Signal und NG-Signal anzuzeigen. Die­ ses Verfahren ist vorteilhaft für die Aussortierung der Erzeugnisse.

Im vorerwähnten Ausführungsbeispiel wird das Band 3 vor Einlegen in eine Kassette überprüft. Jedoch kann die In­ spektion in der gleichen Weise auch nach Einlegen des Bandes 3 in eine Kassette durch Öffnen und Schließen eines Schutzpaneels durchgeführt werden.

Im vorerwähnten Ausführungsbeispiel erlangt man die In­ formation über die Lichtmenge durch Empfang des vom Band 3 reflektierten Lichtstrahls. Jedoch kann die erfin­ dungsgemäße Verbindungsstellen-Inspektionsvorrichtung auch so ausgebildet sein, daß die Information über die Lichtmenge durch Empfang eines durch das Band 3 hin­ durchgegangenen Lichtstrahls erhalten wird.

Im vorgenannten Ausführungsbeispiel wird die Information über die von den jeweiligen Bereichen auf dem Band 3 er­ haltene Lichtmenge dadurch erlangt, daß die Lichtab­ strahlungseinrichtung 4 und die Lichtempfangseinrich­ tung 5 stationär angeordnet sind und das Band 3 bewegt wird. Stattdessen kann die Information über die von den jeweiligen Bereichen auf dem Band 3 erhaltene Lichtmenge auch dadurch erlangt werden, daß die Lichtabstrahlungs­ einrichtung 4 und die Lichtempfangseinrichtung 5 in Bandlängsrichtung bewegt werden. Wahlweise kann die Lichtempfangseinrichtung 5 durch einen Flächensensor, wie z.B. eine CCD, gebildet sein, und die Lichtabstrah­ lungseinrichtung 4, die Lichtempfangseinrichtung 5 und die Bandverbindungsstelle können an solchen Stellen angeordnet sein, daß der auf dem Bereich in der Nähe der Bandverbindungsstelle abgestrahlte und von diesem Bereich reflektierte oder durch diesen hindurchgegangene Lichtstrahl gleichzeitig auf den Flächensensor auftrifft. Dann kann die Qualität des Banderzeugnisses in der gleichen Weise wie im vorgenannten Ausführungs­ beispiel auf der Basis der vom Flächensensor erzeugten Information über die Lichtmenge bewertet werden.

Claims (4)

1. Verbindungsstellen-Inspektionsvorrichtung, gekenn­ zeichnet durch eine Lichtabstrahlungseinrichtung (4) zum Abstrahlen von Licht auf eine Bandverbindungsstelle, an welcher zwei Bandrandteile miteinander verbunden sind, durch eine Lichtempfangseinrichtung (5) zum Empfangen des von der Lichtabstrahlungseinrichtung (4) auf die Bandverbindungsstelle abgestrahlten und durch dieselbe hindurchgegangenen oder von dieser reflektierten Lich­ tes, und durch eine Bewertungseinrichtung (6) zum Bewer­ ten der Größe einer gegenseitigen Abweichung zweier Bandrandteile in Bandbreitenrichtung an der Bandverbin­ dungsstelle auf der Grundlage von Informationen über die Lichtmenge des von der Lichtempfangseinrichtung (5) an beiden Seiten der Bandverbindungstselle empfangenen Lichtes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstützkopf (7) mit einem hohlen Abschnitt (7 a) in der Mitte der Bandgleitfläche auf der der Lichtab­ strahlungseinrichtung (4) bezüglich des Bandes (3) gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Schlitzelemente (8, 8) zur Bildung eines sich in Bandbreitenrichtung erstreckenden Schlitzes und eine sich in Bandbreitenrichtung erstreckende zylindri­ sche Linse (9) zwischen der Lichtabstrahlungseinrichtung (4) und dem Band (3) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungseinrichtung (6) an eine Warneinrichtung zum Abgeben eines Warnsignals zum Zeitpunkt der Entdeckung der Abweichung angeschlossen ist.