DE4023236A1

DE4023236A1 - Measuring position of workpiece edges by forming diffraction image - using gap formed between workpiece edge and known position reference edge

Info

Publication number: DE4023236A1
Application number: DE19904023236
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Straub; Frank Dipl Ing Enke; Heinz-Juergen Dipl Ing Klutz
Original assignee: UNIDOR GmbH
Current assignee: UNIDOR GmbH
Priority date: 1989-07-22
Filing date: 1990-07-21
Publication date: 1991-01-31

Abstract

The position of a workpiece edge is measured by illuminating it with parallel light and collecting and evaluating a monochrome diffraction image of the edge on a light sensitive receiver. An image of a gap is developed which is formed by the workpiece edge and an edge of known position. The width of the gap is determined from the positions of the diffraction maxima and/or minima. This gives a measure of the position of the workpiece edge w.r.t. the reference edge. ADVANTAGE - Simple, more accurate workpiece edge position measurement than with intensity measurement methods.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Bestimmen der Maßhaltigkeit von Werkstücken mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention is based on a method for determining the dimensional accuracy of workpieces with those in the preamble of claim 1 specified features.

Aus dem Aufsatz von X.L. Jiang und M. Molitor "Fresnel-Beugung für die Präzisions-Längenmeßtechnik" in Z. Technisches Messen tm, 54. Jahrgang Heft 10/1987, Seiten 375 bis 381 ist es be kannt, die Lage einer Werkstückkante aus dem Fresnel-Beugungs bild zu bestimmen, wenn diese Werkstückkante mit paralleli siertem Laserlicht beleuchtet wird. Das Beugungsbild wird von einem CCD-Zeilenarray aufgefangen und durch einen Rechner aus wertet. Nach der Theorie liegt bei der Fresnel-Beugung an einer scharfen, geraden Kante der gesuchte Kantenort bei 25% der Intensität des Lichtes, wenn als 100%-Intensität jene Intensi tät angesehen wird, die vorliegt, wenn keine Kante im Bild bereich liegt. Nachteilig dabei ist, daß nach einem auf wendigen Verfahren die theoretisch berechnete Beugungsfigur mit der realen Intensitätsverteilung auf dem CCD-Zeilenarray iterativ zur Deckung gebracht werden muß. Dazu muß zunächst aus der Intensitätsverteilung die Lage der 100%-Schwelle er mittelt und dann daraus bzw. aus den Schnittpunkten der Intensitätsverteilungskurve mit der 100%-Schwelle mit Hilfe eines aus der Anpassung der theoretischen Beugungsfigur an die beobachtete Beugungsfigur errechneten Umrechnungsfaktors die Kantenlage berechnet werden. Nachteilig ist ferner, daß eine in der Nähe der zu überprüfenden Kante liegende zweite Kante das Beugungsbild verändert, so daß dafür das für die Fresnel-Beugung an einer geraden Kante in einer Halbebene ge schaffene Auswerteverfahren nicht mehr paßt.From the essay by X.L. Jiang and M. Molitor "Fresnel Diffraction for precision length measurement technology "in Z. Technical measurement tm, 54th volume issue 10/1987, pages 375 to 381 it is be knows the position of a workpiece edge from the Fresnel diffraction image to determine if this workpiece edge with paralleli laser light is illuminated. The diffraction pattern is from a CCD line array and captured by a computer evaluates. According to the theory, Fresnel diffraction is due to one sharp, straight edge the edge location sought at 25% of the Intensity of light, if that intensity is 100% which is present when there is no edge in the image area lies. The disadvantage is that after one the theoretically calculated diffraction pattern with the real intensity distribution on the CCD line array must be iteratively matched. First of all from the intensity distribution the position of the 100% threshold averages and then from it or from the intersections of the Intensity distribution curve with the 100% threshold using one from the adaptation of the theoretical diffraction figure the observed diffraction figure calculated conversion factor the edge position can be calculated. Another disadvantage is that a second near the edge to be checked Edge changed the diffraction pattern, so that it is for the Fresnel diffraction on a straight edge in a half-plane created evaluation method no longer fits.

Aus der DE-37 15 922 A1 ist es bekannt, die Dicke eines Fadens aus dem Beugungsbild des Fadens zu bestimmen. Auf die Be stimmung der Lage von Kanten ist jenes Verfahren nicht anwend bar.From DE-37 15 922 A1 it is known the thickness of a thread determined from the diffraction pattern of the thread. On the Be This process is not applicable if the position of the edges is correct bar.

Aus der DE-25 44 296 A1 ist es bekannt, die mittlere Loch größe eines gelochten Körpers, insbesondere der Löcher einer Lochmaske für eine Farbfernsehröhre, aus deren Beugungsbild zu bestimmen. Für das Ermitteln der Lage der Kante eines Werkstückes eignet sich das darin beschriebene Verfahren jedoch ebenfalls nicht. From DE-25 44 296 A1 it is known the middle hole size of a perforated body, especially the holes of a Hole mask for a color television tube, from its diffraction pattern to determine. For determining the location of the edge of a The method described therein is suitable for the workpiece however not either.

Ein optisches Verfahren mit welchem sich der Abstand zweier Ränder eines Werkstückes bestimmen läßt, ist aus der DE 35 43 993 A1 bekannt. Dieses bekannte Verfahren arbeitet mit zwei parallelen Meßstrecken, von denen jede einen licht elektrischen Sender und einen lichtelektrischen Empfänger enthält. Zur Bestimmung des Abstandes von zwei Außenkanten eines Werkstückes werden die beiden Meßstrecken in einem Ab stand voneinander angeordnet, der etwas kleiner ist als der Abstand der beiden Werkstückkanten, deren Abstand dadurch überprüft wird, daß man das Werkstück so anordnet, daß die eine Werkstückkante im Bereich der einen Meßstrecke und die andere Werkstückkante im Bereich der anderen Meßstrecke liegt. Der Abstand der Werkstückkanten wird geprüft, wenn eine der Werkstückkanten das eine Lichtstrahlenbündel um einen vorge gebenen Anteil seines Querschnitts unterbricht, beispielsweise um 50% in dieser Lage wird die vom lichtelektrischen Empfänger der anderen Meßstrecke empfangene Lichtintensität bestimmt und verglichen mit der Lichtintensität, die bei einem genau maß haltigen Werkstück auftreten würde. Ist die gemessene Intensi tät demgegenüber zu groß, dann haben die beiden Außenkanten des Werkstückes einen zu kleinen Abstand, ist die gemessene Intensität zu klein, haben die beiden Außenkanten des Werk stückes einen zu großen Abstand. Auf entsprechende Weise kann man auch den Abstand zweier Innenkanten eines Werkstückes überprüfen, wenn es zwischen den beiden Innenkanten durch strahlt werden kann. Das Verfahren eignet sich jedoch nicht für das Überprüfen kleiner Spaltbreiten, bei denen der meß technisch erforderliche geringe Abstand der beiden Meß strecken nicht eingehalten werden kann. Man könnte dem da durch begegnen, daß man die Breite enger Spalte mit nur einer Meßstrecke überprüft durch Messung der Intensität des vom Spalt durchgelassenen Lichtstrahlbündels. Es zeigt sich jedoch, daß eine solche Messung recht ungenau ist und um so ungenauer wird, je kleiner die Spaltbreite ist. Hinzu kommt, daß bei dem bekannten Verfahren Streulicht und Änderungen der Empfindlichkeit der lichtelektrischen Empfänger das Meßergebnis verfälschen und eine Überprüfung der Lage eines Spaltes im Werkstück zusätzlich zu seiner Breite nicht möglich ist.An optical process with which the distance between two Can determine the edges of a workpiece is from DE 35 43 993 A1 known. This known method works with two parallel measuring sections, each of which is a light electrical transmitter and a photoelectric receiver contains. To determine the distance from two outer edges of a workpiece, the two measuring sections are in one Ab stood apart from each other, which is slightly smaller than that Distance between the two workpiece edges, the distance between them check that the workpiece is arranged so that the a workpiece edge in the area of a measuring section and the other workpiece edge lies in the area of the other measuring section. The distance between the workpiece edges is checked if one of the Workpiece edges that a light beam around a pre given portion of its cross-section, for example by 50% in this position is that of the photoelectric receiver the light intensity received from the other measuring section is determined and compared to the light intensity that was measured at an exact containing workpiece would occur. Is the measured intensi If, on the other hand, they are too large, then the two outer edges the distance between the workpiece and the workpiece is too small The two outer edges of the work have intensity too small too large a distance. In a corresponding way the distance between two inner edges of a workpiece check if it passes between the two inner edges can be radiated. However, the procedure is not suitable for checking small gap widths where the measured technically required small distance between the two measuring stretch can not be met. You could be there by countering that you can narrow the width with only a measuring section checked by measuring the intensity of the beam of light transmitted through the slit. It shows however, that such a measurement is quite imprecise and The smaller the gap width, the less precise it becomes. In addition comes that in the known method stray light and Changes in the sensitivity of the photoelectric receiver falsify the measurement result and check the position a gap in the workpiece in addition to its width is possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Ver fahren und eine Vorrichtung anzugeben, durch welche sich die Maßhaltigkeit von Werkstücken auf verhältnismäßig einfache Weise genauer überprüfen läßt als das mit dem bisherigen, auf einer Intensitätsmessung beruhenden optischen Verfahren mög lich war, welches in der Auswertung einfacher ist als das eingangs genannte Verfahren zur Bestimmung der Lage einer einzelnen Kante aus der Fresnel-Beugung und welches nicht nur anwendbar ist für die Bestimmung der Lage einer einzelnen Kante sondern auch für die Bestimmung der Lage von benach barten Kanten.The invention has for its object an optical Ver drive and specify a device through which the Dimensional accuracy of workpieces on relatively simple Way can be checked more precisely than with the previous one an optical method based on intensity measurement possible What was easier in the evaluation than that initially mentioned method for determining the position of a single edge from the Fresnel diffraction and which not only is applicable for determining the location of an individual Edge but also for determining the location of cont beard edges.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 4 angegebenen Merkmalen. Eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved by a method with the Claim 1 or features specified in claim 4. A device particularly suitable for carrying out the method is the subject of claim 11. Advantageous further developments of Invention are the subject of the dependent claims.

Im Gegensatz zum Stand der Technik beruht das erfindungsgemäße Verfahren weder auf der bloßen Messung der Restintensität eines durch das Werkstück teilweise unterbrochenen Lichtstrahls noch auf der Auswertung des Fresnel-Beugungsbildes einer einzelnen Kante in einer Halbebene, sondern auf der Auswertung eines Beugungsbildes, welches durch einen beleuchteten Spalt ent worfen wird. Das Beugungsbild besteht aus einem zentralen Maximum der Lichtintensität in der Richtung des den Spalt ge radlinig durchsetzenden Lichtstrahlenbündels. Zu beiden Seiten des zentralen Maximums findet man Beugungsmaxima mit abnehmen der Intensität, welche durch Beugungsminima voneinander ge trennt sind. Die Lage der Beugungsminima oder Beugungsmaxima gibt man üblicherweise durch den Winkel an, den die Richtung, in welcher das Beugungsmaximum bzw. Beugungsminimum liegt, mit der Richtung des auf den Spalt auftreffenden Lichtstrahlen bündels einschließt. Aus der Theorie der Beugung am Spalt ist bekannt, daß die Lage der Beugungsmaxima und der Beugungs minima von der Wellenlänge λ des verwendeten Lichtes und der Spaltbreite b abhängt. Ist α_n die Lage des n-ten Beugungs minimums mit n = 1, 2, 3, 4 . . ., dann giltIn contrast to the prior art, the method according to the invention is based neither on the mere measurement of the residual intensity of a light beam partially interrupted by the workpiece nor on the evaluation of the Fresnel diffraction image of a single edge in a half-plane, but rather on the evaluation of a diffraction image which is illuminated by an illuminated one Gap is designed. The diffraction pattern consists of a central maximum of the light intensity in the direction of the light beam which radially penetrates the slit. On both sides of the central maximum there are diffraction maxima with decreasing intensity, which are separated from one another by diffraction minima. The position of the diffraction minima or diffraction maxima is usually indicated by the angle which the direction in which the diffraction maximum or diffraction minimum lies is bundled with the direction of the light rays hitting the slit. It is known from the theory of diffraction at the slit that the position of the diffraction maxima and the diffraction minima depends on the wavelength λ of the light used and the slit width b. If α _{n is} the position of the nth diffraction minimum with n = 1, 2, 3, 4. . ., then applies

Ist der β_n die Lage des n-ten Beugungsmaximums, so giltIf the β _{n is} the position of the nth diffraction maximum, the following applies

Auf dieser Grundlage ist es möglich, aus der Lage der Beugungsminima und/oder -maxima die Spaltbreite sehr genau zu bestimmen. Mit der Spaltbreite kennt man zugleich die Lage des einen Randes des Spaltes, wenn die Lage des anderen Randes (Referenzrand) als bekannt angenommen wird. Dabei kommt es der Genauigkeit der Bestimmung kleiner Spaltbreiten entgegen, daß das Beugungsbild um so stärker auseinandergezogen wird, je schmaler der Spalt ist. Aus der Tatsache, daß man Beugungsbilder nur mit schmalen Spalten erzeugen kann, folgt aber keineswegs, daß das Ver fahren nur zur Bestimmung oder Überprüfung der Breite von schmalen Spalten eingesetzt werden kann.On this basis it is possible from the location of the Diffraction minima and / or maxima the slit width very to determine exactly. One knows the gap width at the same time the location of one edge of the gap when the location of the other margin (reference margin) is assumed to be known. The accuracy of the determination is smaller Slit widths counter that the diffraction pattern the stronger is pulled apart, the narrower the gap. Out the fact that diffraction patterns can only be obtained with narrow Can generate columns, but does not follow that Ver drive only to determine or check the width of narrow columns can be used.

Vielmehr kann die Erfindung auch zum Bestimmen oder Über prüfen der Maßhaltigkeit von breiten Spalten bzw. der Lage von einzelnen Werkstückkanten genutzt werden, indem man die zu überprüfende Kante und eine Referenzkante, deren Lage genau bekannt ist, nebeneinander anordnet, so daß sie ge meinsam einen Spalt begrenzen. Da die Lage der Referenzkan te bekannt ist, gibt das Beugungsbild in diesem Fall Aus kunft über die Lage der gegenüberliegenden Kante des Werk stückes. Bei der Referenzkante handelt es sich am besten um den Rand eines gesonderten Gegenstandes, z. B. um eine scharfkantige Blende, welche dicht neben dem Werkstück ange ordnet wird, bei dem die Lage eines Randes bestimmt werden soll. Diese Vorgehensweise ist bei praktisch allen Werk stücken möglich, deren Rand zwischen einer Lichtquelle und einem Empfänger angeordnet werden kann. Es ist aber auch möglich den Referenzrand am zu untersuchenden Werkstück selbst vorzusehen, vornehmlich dann, wenn es nur auf deren Relativlage ankommt. Aus der erfindungsgemäß bestimmten Lage zweier Ränder oder Kanten eines Werkstücks kann natürlich auch leicht deren Abstand berechnet und kontrolliert werden.Rather, the invention can also be used for determining or over Check the dimensional accuracy of wide gaps or the position of individual workpiece edges can be used by the edge to be checked and a reference edge, its location is known exactly, arranged side by side so that they ge limit a gap together. Since the location of the reference channel te is known, the diffraction pattern outputs in this case comes across the location of the opposite edge of the work piece. The reference edge is best around the edge of a separate item, e.g. B. a sharp-edged aperture, which is close to the workpiece is arranged in which the position of an edge is determined should. This procedure is common to practically all plants pieces possible, the edge between a light source and a receiver can be arranged. It is also possible the reference edge on the workpiece to be examined to provide for itself, especially if it is only on their Relative position arrives. From the determined according to the invention Can position two edges or edges of a workpiece Of course, their distance can be easily calculated and checked will.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert nicht nur eine Aus sage über die Breite eines Spaltes und damit über die Lage der den Spalt begrenzenden Kanten relativ zueinander, sondern auch über die absolute Lage des Spaltes, denn die Lage der Mitte des Beugungsbildes ist bestimmt durch die Lage der Mitte des Spaltes. Die Lage der Mitte des Beugungsbildes kann unmittelbar aus der Lage des zentralen Intensitäts maximums im Beugungsbild entnommen werden, wird vorzugsweise jedoch aus der Lage der zu beiden Seiten des zentralen Maximums liegenden Beugungsmaxima und/oder -minima gewonnen, was zu einer höheren Genauigkeit führt, da das zentrale Maximum im allgemeinen sehr viel breiter ist als die zu bei den Seiten anschließenden Beugungsmaxima. Darüberhinaus ist es zweckmässig, das zentrale Intensitätsmaximum auszublenden oder am Ausgang des Empfängers zu unterdrücken, da seine Intensität um eine Größenordnung höher liegt als die Inten sität der Beugungsmaxima; es ist deshalb günstiger, die Empfindlichkeit des Empfängers an die Intensität der Beugungs maxima, nicht aber an die Intensität des zentralen Maximums anzupassen. The method according to the invention not only provides an off say about the width of a gap and thus about the location of the edges delimiting the gap relative to one another, but also about the absolute position of the gap, because the position of the The center of the diffraction pattern is determined by the position of the Middle of the gap. The location of the center of the diffraction pattern can directly from the location of the central intensity maximums in the diffraction pattern are preferred however from the location of the on either side of the central Maximum diffraction maxima and / or minima obtained, which leads to greater accuracy since the central Maximum is generally much wider than that at diffraction maxima following the sides. Beyond that it is advisable to hide the central intensity maximum or to suppress at the exit of the receiver since its Intensity is an order of magnitude higher than the Inten quantity of the diffraction maxima; it is therefore cheaper that Sensitivity of the receiver to the intensity of the diffraction maxima, but not the intensity of the central maximum adapt.

Der Abstand der Beugungsmaxima oder -minima gleicher Ord nung ist ein Maß für die Spaltbreite und die Mitte zwischen Minima oder Maxima gleicher Ordnung ist ein Maß für die absolute Lage des Spaltes. Im Prinzip kann man die Spalt breite und die absolute Lage des Spaltes aus der Lage des ersten Beugungsmaximums oder des ersten Beugungsminimums bestimmen. Es ist jedoch vorteilhaft, für die Bestimmung Beugungsmaxima und/oder -minima höherer Ordnung zusätzlich heranzuziehen, soweit diese beobachtbar sind, da diese eben falls die Information über die Spaltbreite und die absolute Lage des Spaltes enthalten; durch Mittelwertbildung der aus der Lage der Beugungsmaxima und/oder -minima unterschied licher Ordnung gewonnenen Maßangaben erhält man eine genauere Aussage über die Maßhaltigkeit des Werkstückes. Erste Ver suche haben gezeigt, daß es ohne weiteres möglich ist, durch das erfindungsgemäße Verfahren Maßabweichungen fest zustellen, die kleiner sind als 5/1000 mm.The distance between the diffraction maxima or minima of the same order is a measure of the gap width and the middle between Minima or maxima of the same order is a measure of that absolute position of the gap. In principle you can use the gap wide and the absolute location of the gap from the location the first diffraction maximum or the first diffraction minimum determine. However, it is advantageous for the determination Diffraction maxima and / or minima of higher order additionally to the extent that these are observable, since these are just if the information about the gap width and the absolute Position of the gap included; by averaging the the position of the diffraction maxima and / or minima Measurements obtained in accordance with the order give a more precise Statement about the dimensional accuracy of the workpiece. First ver searches have shown that it is easily possible dimensional deviations are determined by the method according to the invention deliver that are smaller than 5/1000 mm.

Da das Beugungsbild von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes abhängt, verwendet man zweckmäßigerweise eine ein farbige Lichtquelle, insbesondere eine Laser-Lichtquelle. Prinzipiell könnte man aber auch mit weißem Licht arbeiten und vor dem Empfänger ein Filter anordnen, welches nur Licht einer Farbe durchläßt.Because the diffraction pattern depends on the wavelength of the used Light depends, one suitably uses one colored light source, especially a laser light source. In principle, you could also work with white light and place a filter in front of the receiver which is only light lets one color through.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß die Genauigkeit des Verfahrens nicht von der Intensität des verwendeten Lichtes abhängt, sondern nur von der Intensitätsverteilung im Beugungsbild. Intensitätsschwankungen der Lichtquelle haben deshalb keinen unmittelbaren Einfluß auf die Meßgenauigkeit; sie haben einen Einfluß auf die Meßgenauigkeit allenfalls da durch, daß bei verminderter Intensität möglicherweise weniger Beugungsmaxima beobachtet werden können. Ähnliches gilt für den Einfluß von Streulicht, welches die Meßgenauigkeit nicht beein flußt, solange sich die Lichtintensität in einem Beugungsmaximum noch deutlich vom Streulichtpegel abhebt. Dennoch ist es vorteil haft, Streulicht auszuschalten, um die Beugungsmaxima leichter beobachten zu können. Streulicht kann einfach dadurch ausge schaltet werden, daß man den Spalt mit linear polarisiertem Licht beleuchtet und vor dem Empfänger ein Polarisationsfilter anordnet, dessen Polarisationsrichtung mit der Polarisations richtung des auf den Spalt geworfenen Lichtes übereinstimmt. Streulicht mit anderen Polarisationsrichtungen gelangt des halb nicht auf den Empfänger.It is an advantage of the invention that the accuracy of the Procedure does not depend on the intensity of the light used depends, but only on the intensity distribution in the Diffraction pattern. Have fluctuations in the intensity of the light source therefore no direct influence on the measuring accuracy; they only have an influence on the measuring accuracy by that less intensity may be less Diffraction maxima can be observed. The same applies to the Influence of stray light, which does not affect the measuring accuracy flows as long as the light intensity is at a diffraction maximum still clearly stands out from the scattered light level. Still, it's an advantage to turn off stray light to make the diffraction maxima easier to be able to observe. Scattered light can easily get out be switched that the gap with linearly polarized Illuminated light and a polarizing filter in front of the receiver arranges whose direction of polarization with the polarization direction of the light thrown on the slit coincides. Scattered light with other polarization directions reaches the half not on the recipient.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat als Empfänger einen optisch-elektrischen Wandler, der die räumliche Verteilung der Lichtintensität wenigstens in einer Richtung, nämlich in Richtung quer zur Längsrichtung des Spaltes erfaßt. Es könnte sich dabei um eine einzelne Fotozelle handeln, auf welche das Beugungsbild mit Hilfe eines Drehspiegels oder eines Schwingspiegels abgebildet wird, welcher das Beugungs bild abtastet. Vorzugsweise wird jedoch ein statischer Empfänger mit einem optisch-elektrischen Wandler verwendet, welcher wenigstens eine Zeile von Detektorelementen hat, welche von dem gebeugten Licht getroffen werden. Besonders geeignet ist als Wandler ein ladungsgekoppelter Detektor, im allgemeinen als "CCD" (charge coupled device) bezeichnet. Ein CCD hat einerseits eine ausreichende Empfindlichkeit und läßt sich andererseits mit einer für den vorliegenden Verwendungszweck ausreichenden Dichte von Detektorelementen herstellen. Jedes einzelne Detektorelement liefert ein Spannungssignal, dessen Stärke ein Maß für die Lichtintensi tät ist, die das Detektorelement empfangen hat. Die Folge der Spannungssignale einer Zeile von Detektorelementen gibt deshalb mit der von der Größe der Detektorelemente gegebenen Auflösung die längs dieser Zeile existierende Intensitäts verteilung des Lichtes und damit das Beugungsbild wieder. Fragt man die Detektorelemente der Reihe nach ab, so erhält man ein analoges Spannungssignal, welches unmittelbar die räumliche Intensitätsverteilung des Lichtes wiederspiegelt. Die Auswerteschaltung, die zu der erfindungsgemäßen Vor richtung gehört, hat die Aufgabe, die Maxima und die Minima dieser Spannungskurve aufzusuchen, was dadurch erleichtert werden kann, daß man das Signal zuvor glättet, indem man es durch ein Tiefpaßfilter hindurchschickt.The device according to the invention has a receiver optical-electrical converter of the spatial distribution the light intensity at least in one direction, namely in the direction transverse to the longitudinal direction of the gap. It could be a single photocell, on which the diffraction pattern with the help of a rotating mirror or an oscillating mirror is shown, which diffraction image scans. However, a static one is preferred Receiver used with an optical-electrical converter, which has at least one row of detector elements, which are hit by the diffracted light. Especially a charge-coupled detector is suitable as a converter, generally referred to as "CCD" (charge coupled device). On the one hand, a CCD has sufficient sensitivity and on the other hand can be used with one for the present Use sufficient density of detector elements produce. Each individual detector element delivers Voltage signal, the strength of which is a measure of the light intensity act that has received the detector element. The consequence which gives voltage signals to a row of detector elements therefore with that given by the size of the detector elements Resolution the intensity existing along this line distribution of the light and thus the diffraction pattern again. If you interrogate the detector elements one after the other, you get an analog voltage signal, which directly reflects the spatial intensity distribution of the light. The evaluation circuit leading to the invention heard direction, has the task of the maxima and the minima to find this voltage curve, which makes it easier that the signal can be smoothed beforehand by through a low pass filter.

Die Maxima und/oder Minima werden dem jeweiligen Detektor element zugeordnet, bei dem sie auftreten. Da jedes Detektor element eine feste Position hat, ist dadurch die Lage des jeweiligen Maximums oder Minimums bekannt. Um ein Signal zu gewinnen, welches ein Maß für die Spaltbreite ist, muß die Auswerteschaltung deshalb nur eine Differenzbildung vornehmen, beispielsweise die Differenz der Positionen der beiden Maxima erster Ordnung berechnen, wobei aus mehreren Messungen, ggfs. bei unterschiedlichen Ordnungen, zur Er höhung der Genauigkeit Mittelwerte gebildet werden können. Zur Bestimmung der absoluten Lage des Spaltes genügt es beispielsweise, die Mitte zwischen den Maximas erster Ordnung aufzusuchen. Die Rechenoperationen, die die Auswerteschal tung durchzuführen hat, sind mithin sehr einfach. Die Digitali sierung des durch Abfrage des Wandlers gewonnenen Spannungs signals nimmt man zweckmäßigerweise so früh wie möglich vor; am besten führt man es unmittelbar einem Analog-Digital- Wandler zu und glättet es anschließend durch ein digitales Tiefpaßfilter.The maxima and / or minima are the respective detector element associated with which they occur. Because every detector element has a fixed position, the position of the respective maximum or minimum known. To a signal to gain, which is a measure of the gap width, must the evaluation circuit therefore only a difference make, for example, the difference in the positions of the calculate two maxima of first order, whereby from several Measurements, possibly with different orders, for Er increase in accuracy mean values can be formed. It is sufficient to determine the absolute position of the gap for example, the middle between the first-order Maximas to visit. The arithmetic operations that the evaluation scarf is therefore very simple. The digitali sation of the voltage obtained by querying the converter signals should be taken as early as possible; it is best to run it directly to an analog-digital Converter and then smoothes it with a digital one Low pass filter.

Bei Verwendung eines CCD-Wandlers wertet man zweckmäßiger weise das zentrale Maximum der Lichtintensität nicht aus, sondern unterdrückt es, damit durch die hohe Intensität dieses zentralen Maximums die an den Bereich des Maximums angrenzenden Detektorelemente nicht mit aufgeladen werden und das Meßergebnis verfälschen.When using a CCD converter, one evaluates more expediently don't show the central maximum of light intensity, but suppresses it with the high intensity of this central maximum to the range of the maximum adjacent detector elements can not be charged and falsify the measurement result.

Als Lichtquelle verwendet man am besten einen Halbleiter- Laser mit Kollimator, welcher einfarbiges, paralleles Licht liefert. Der Laser und die Auswerteschaltung können durch ein extern zugeführtes Signal oder durch ein von der Tätigkeit der Mittel zum Positionieren des Werk stücks im Lichtweg abgeleitetes Signal getriggert wer den, so daß immer dann, wenn ein Werkstück in der zum Überprüfen der Maßhaltigkeit vorgesehenen Lage positio niert ist, ein Lichtimpuls ausgesandt und sein Beugungs bild ausgewertet werden können. Bei der hohen Wiederhol frequenz, die mit einem Halbleiter-Laser und mit einem CCD-Wandler möglich ist, können im allgemeinen sogar Mehrfachmessungen durchgeführt werden, ohne daß der Arbeitstakt einer Werkzeugmaschine, welche die zu über prüfenden Werkstücke an die erfindungsgemäße Vorrich tung liefert, verlangsamt werden müßte. Dies soll an einem praktischen Beispiel verdeutlicht werden: Mit einer Vorrichtung, die mit einer Laserdiode und mit einem einzeiligen CCD-Wandler mit 2048 Detektorelementen arbeitet, konnten bei einem Arbeitstakt von 1500 pro Minute 10 Messungen pro Werkstück (d. h. 10 Messungen in ca. 7 ms) durchgeführt werden, wodurch eine hohe Meßgenauigkeit von weit unter 5/1000 mm erreicht werden konnte.The best way to use a light source is a semiconductor Laser with collimator, which is monochrome, parallel Light provides. The laser and the evaluation circuit can by an externally supplied signal or by one of the activity of the means for positioning the work signal triggered in the light path the, so that whenever a workpiece in the for Check the dimensional position provided positio is emitted, a light pulse and its diffraction image can be evaluated. At the high repetition frequency with a semiconductor laser and with a CCD converter is possible, in general, can Multiple measurements can be carried out without the Work cycle of a machine tool, which the to testing workpieces to the Vorrich invention tion delivers, should be slowed down. This is supposed to be illustrated with a practical example: With a device with a laser diode and with a single-line CCD converter with 2048 detector elements works at a rate of 1500 per minute 10 measurements per workpiece (i.e. 10 measurements in approx. 7 ms) be carried out, whereby a high measuring accuracy of could be achieved well below 5/1000 mm.

Entsprechend der hohen Arbeitsgeschwindigkeit ist die Erfindung besonders geeignet zum Überprüfen von unter einander gleichen Kleinteilen, welche in rascher Folge von einer Werkzeugmaschine geliefert werden, z. B. von elektrischen Steckkontakten mit maulförmiger Einsteck öffnung, deren Weite zur Erzielung einer vorgegebenen Kontaktkraft einen vorgegebenen Wert einhalten soll. According to the high working speed Invention particularly suitable for checking under small parts that are identical to one another, which are in rapid succession are supplied by a machine tool, e.g. B. from electrical plug contacts with mouth-shaped plug-in opening, the width to achieve a predetermined Contact force should maintain a predetermined value.

Dieses Maul kann durch einen Lichtstrahl durchstrahlt werden und liefert dabei ein Beugungsbild.A light beam can shine through this mouth and provides a diffraction pattern.

Optische Apparaturen reagieren üblicherweise empfindlich auf Verunreinigungen. Das gilt auch im vorliegenden Fall. Werkstücke aus einer laufenden mechanischen Fertigung sind häufig nicht be sonders sauber. Die optischen Elemente der Vorrichtung können deshalb durch Staub, Abrieb, Ölnebel und dgl. verunreinigt wer den. Es ist deshalb von Vorteil, sie möglichst abzuschirmen, z. B. dadurch, daß man den Wandler, die Lichtquelle, die ihnen zugeordneten weiteren optischen Bauelemente und die Prüfposition für die einzelnen Werkstücke in einer Kammer anordnet, in wel cher man einen Überdruck herstellt, sei es dadurch, daß man eine Druckluftleitung in die Kammer einmünden läßt, sei es da durch, daß man ein Gebläse vorsieht, welches gefilterte Luft in die Kammer einbläst. Auf diese Weise verhindert man das uner wünschte Eindringen von Staub oder Nebeln. Es ist aber auch möglich, den Wandler, die Lichtquelle und die ihnen zugeordne ten weiteren optischen Bauelemente in abgeschlossenen Kammern anzuordnen, die durch Fenster Sichtverbindung mit der Prüf position haben und nur die Prüfposition in einer offenen Kammer mit Überdruck anzuordnen. Soweit die Werkstücke selbst Ver unreinigungen in die Kammer einschleppen, ist von Fall zu Fall zu überprüfen, ob sie vor dem Meßvorgang gereinigt werden müssen.Optical equipment is usually sensitive Impurities. This also applies in the present case. Workpieces from an ongoing mechanical production are often not particularly clean. The optical elements of the device can therefore contaminated by dust, abrasion, oil mist and the like the. It is therefore advantageous to shield them as much as possible e.g. B. by having the converter, the light source, the assigned further optical components and the test position arranges for the individual workpieces in a chamber in which surely one creates an overpressure, be it that one a compressed air line opens into the chamber, be it there by providing a blower that contains filtered air blowing the chamber. In this way you prevent that desired penetration of dust or fog. It is also possible, the converter, the light source and the associated ten further optical components in closed chambers to be arranged through the line of sight with the test position and only the test position in an open chamber to be arranged with overpressure. As far as the workpieces themselves Ver Carrying impurities into the chamber may vary Check case if they are cleaned before measuring have to.

Angesichts der hohen Prüfgeschwindigkeit wird es in manchen Fällen entbehrlich sein, die Mittel zum Positionieren der Werk stücke in der Prüfposition so auszubilden, daß sie die Werk stücke insgesamt absolut ruhig stellen. Bei leichten Werk stücken kann das jedoch erforderlich sein, insbesondere dann, wenn sie nach Art ihres Aufbaus oder ihrer Anordnung dazu neigen, zu vibrieren. Für diesen Fall empfiehlt es sich, in der Prüfposition eine Festhaltevorrichtung, bei spielsweise einen Niederhalter für das zu prüfende Werk stück vorzusehen.Given the high testing speed, some will Cases can be dispensed with, the means of positioning the work pieces in the test position so that they are the factory Keep the pieces completely still. With light work pieces, however, may be necessary, especially then if they are based on their structure or arrangement tend to vibrate. In this case it is recommended himself, in the test position, a holding device for example, a hold-down for the work to be tested piece.

Im Hinblick darauf, daß die erfindungsgemäße Vorrich tung im Zusammenhang mit einer Werkzeugmaschine ar beiten soll, wird es sich in vielen Fällen zwangsläu fig ergeben, daß eine schrittweise arbeitende Vorschub einrichtung vorgesehen ist, welche die Werkstücke im Takt der Werkzeugmaschine durch die erfindungsgemäße Vor richtung hindurchführt. In vielen Fällen werden die Werkstücke untereinander durch einen Steg verbunden sein. Durch die schrittweise arbeitende Vorschubein richtung werden die Werkstücke deshalb in manchen Fäl len automatisch für den optischen Prüfvorgang positioniert werden. Für die meisten Fälle wird es sich jedoch empfehlen, in der Prüfposition eine Ausrichteinrichtung für die Werkstücke vorzusehen, z. B. Stifte, die in Löcher des Steges eingreifen, an welchem die Werkstücke hängen oder ein Bett zur Aufnahme der Werkstücke, um sicher zu sein, daß diese eine vorbestimmte Ausrichtung im Bezug auf die optische Meßstrecke haben.In view of the fact that the Vorrich invention tion in connection with a machine tool ar in many cases, it will be inevitable fig result in a gradual feed device is provided, which the workpieces in time the machine tool through the invention direction. In many cases Workpieces connected to each other by a web be. Thanks to the step-by-step feed In some cases, the workpieces are therefore len automatically positioned for the optical inspection process will. In most cases, however, it will recommend an alignment device in the test position to provide for the workpieces, e.g. B. pens in Engage holes in the web on which the workpieces hang or a bed to hold the workpieces around to be sure that this is a predetermined orientation in relation to the optical measuring section.

In der Prüfposition sieht man mit Vorteil auch ein Refe renzteil mit einer Referenzkante vor, deren Lage genau bekannt und vorzugsweise justierbar ist. Diese Referenz kante ermöglicht es, die Lage von einzelnen Werkstück kanten zu überprüfen, die zu diesem Zweck neben der Referenzkante angeordnet werden und mit dieser zusammen einen Spalt begrenzen.In the test position you can also see a reef with advantage renzteil with a reference edge, their position exactly is known and preferably adjustable. This reference edge enables the location of individual workpiece edges to be checked for this purpose in addition to the Reference edge are arranged and together with this limit a gap.

Stellt die Auswerteschaltung Maßabweichungen fest, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten, dann teilt sie das auf irgendeine Weise unter Identifizierung des Werk stückes mit. Zweckmäßigerweise werden solche nicht ge nügend maßhaltigen Werkstücke körperlich markiert (z. B. durch einen Farbtupfer) oder ausgesondert (z. B. dadurch, daß man sie von einem Steg, welcher mehrere Werkstücke verbindet, abtrennt). Um das zu ermöglichen, ist vorzugsweise ein Schieberegister vorgesehen, in welchem die Kennung nicht maßhaltiger Werkstücke für eine gewisse Anzahl von Ar beitsschritten zwischengespeichert wird, nämlich bis das jeweilige Werkstück nach einigen Arbeitstakten abseits der optischen Meßstrecke ein Werkzeug erreicht, mit dem es ent sprechend markiert oder abgetrennt werden kann.If the evaluation circuit detects deviations, the one exceed the predetermined threshold, then it divides somehow identifying the work piece with. Such are expediently not ge sufficiently dimensionally dimensioned workpieces physically marked (e.g. by a dash of color) or discarded (e.g. by one from a web that connects several workpieces, separates). To make this possible, a is preferably Shift registers provided in which the identifier is not dimensionally accurate workpieces for a certain number of ares steps is cached, namely until the respective workpiece after a few work cycles away from the optical measuring section a tool with which it ent can be marked or separated accordingly.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist es sogar möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung der Werkzeugmaschine einzusetzen, indem die Auswerteschal tung aus der Maßabweichung (Sollwert-Istwert-Abweichung) ein Stellsignal bildet, um die Einstellung der Werkzeug maschine mit dem Ziel einer geringeren Maßabweichung zu verändern.In an advantageous development of the invention, it is possible, the inventive device for regulation the machine tool by using the evaluation scarf from the dimensional deviation (setpoint-actual value deviation) forms a control signal to adjust the tool machine with the aim of a smaller dimensional deviation change.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beige fügten Zeichnungen schematisch dargestellt. An embodiment of the invention is in the beige added drawings shown schematically.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vor richtung in Blockdarstellung, Fig. 1 shows the construction of an inventive pre direction in a block diagram,

Fig. 2 zeigt den optischen Teil der Vorrichtung in einem Gehäuse im Längsschnitt, Fig. 2 shows the optical part of the apparatus in a housing in longitudinal section,

Fig. 3 zeigt die Anordnung aus Fig. 2 in einem Längs schnitt in einer um 90° gegenüber der Schnitt ebene gemäß Fig. 2 verdrehten Ebene, und Fig. 3 shows the arrangement of FIG. 2 in a longitudinal section in a plane rotated by 90 ° with respect to the section plane according to FIG. 2, and

Fig. 4 zeigt als Detail die Anordnung eines Referenz teils neben einem zu untersuchenden Werkstück. Fig. 4 shows in detail the arrangement of a reference part next to a workpiece to be examined.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Blockdarstellung. Sie umfaßt eine Lichtquelle 1, ins besondere in Gestalt einer Laserdiode, gefolgt von einem Kollimator 2, einem ersten Polarisationsfilter 3, einem zweiten Polarisationsfilter 4, einer Sammellinse 5, bei der es sich auch um eine Mehrfachlinse handeln kann, und einem optisch-elektrischen Wandler 6 in Gestalt eines CCD, an welchen sich eine Auswerteschaltung anschließt. Die bei den Polarisationsfilter 3 und 4 stimmen in ihrer Polari sationsrichtung überein. In einer zwischen den beiden Polari sationsfiltern 3 und 4 befindlichen Prüfposition 7 befindet sich ein zu überprüfendes Werkstück 8 und dicht daneben ein Referenzteil 18. Die benachbarten Ränder des Werkstücks 8 und des Referenzteils 18 begrenzen einen parallelen Spalt 9, der durch paralleles, linear polarisiertes Licht beleuchtet wird. Das Licht wird durch den Spalt gebeugt und durch die Linse 5 auf den optisch-elektrischen Wandler 6 fokussiert, so daß auf dessen Oberfläche ein Beugungsbild des Spaltes 9 entsteht, wobei das zweite Polarisationsfilter 4 dafür sorgt, daß das Beugungsbild nicht durch Streulicht und Fremdlicht überlagert wird. Fig. 1 shows the structure of a device according to the invention in block diagram. It comprises a light source 1 , in particular in the form of a laser diode, followed by a collimator 2 , a first polarization filter 3 , a second polarization filter 4 , a converging lens 5 , which can also be a multiple lens, and an optical-electrical converter 6 in the form of a CCD, which is followed by an evaluation circuit. The polarization filter 3 and 4 match in their polarization direction. In a test position 7 located between the two polarization filters 3 and 4 there is a workpiece 8 to be checked and a reference part 18 close to it. The adjacent edges of the workpiece 8 and the reference part 18 delimit a parallel gap 9 which is illuminated by parallel, linearly polarized light. The light is diffracted through the slit and focused through the lens 5 onto the optical-electrical converter 6 , so that a diffraction pattern of the slit 9 is formed on its surface, the second polarization filter 4 ensuring that the diffraction pattern is not superimposed by stray light and extraneous light becomes.

Der Spalt 9 könnte auch im zu untersuchenden Werkstück selbst ausgebildet sein.The gap 9 could also be formed in the workpiece to be examined itself.

Die dem optisch-elektrischen Wandler 6 folgende Auswerte schaltung umfaßt einen Analog-Digital-Wandler 10, ein digitales Tiefpaßfilter 11, einen Maximumdetektor 12, welcher die Lage der Beugungsmaxima im Beugungsbild auf dem optisch elektrischen Wandler 6 feststellt, einen Schaltungsteil 13 zur Mittelwertbildung, welcher aus mehreren aufeinanderfolgen den Maximumbestimmungen den Mittelwert bildet, einen Verglei cher 14, welcher den Mittelwert der Lage des beobachteten Beugungsmaximums mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht, und einer Ausgabeeinheit 15, welche die Abweichung des Mittel wertes vom Sollwert anzeigt. Der Vergleicher 14 kann auch ein Rechner sein, der aus der Minimum/Maximum-Bestimmung den Ist-Wert der Spaltbreite errechnet und mit dem Sollwert ver gleicht. Mit Vorteil ist zusätzlich ein Schieberegister 16 vor gesehen, in welchem die Kennung von Werkstücken 7, bei denen die Abweichung der Lage des beobachteten Beugungsmaximums vom Sollwert eine vorgegebene Schwelle überschreitet, vorübergehend gespeichert wird. Das Schieberegister 16 steuert eine Be tätigungsvorrichtung 17, welche dieses Werkstück 7, dessen Kennung im Schieberegister 16 zwischengespeichert ist, zu einem späteren Zeitpunkt aussondert. Darüberhinaus kann der Vergleicher 14 ein Stellglied 19 ansteuern, welches seiner seits im Rahmen eines Regelkreises eine Werkzeugmaschine, auf welcher die zu untersuchenden Werkstücke hergestellt oder bearbeitet werden, steuert mit dem Ziel einer geringeren Maß abweichung des Werkstücks.The evaluation circuit following the optical-electrical converter 6 comprises an analog-digital converter 10 , a digital low-pass filter 11 , a maximum detector 12 , which determines the position of the diffraction maxima in the diffraction pattern on the optical-electrical converter 6 , a circuit part 13 for averaging, which the mean value is formed from a plurality of successive maximum determinations, a comparator 14 which compares the mean value of the position of the observed diffraction maximum with a predetermined target value, and an output unit 15 which indicates the deviation of the mean value from the target value. The comparator 14 can also be a computer which calculates the actual value of the gap width from the minimum / maximum determination and compares it with the desired value. Advantageously, a shift register 16 is additionally provided, in which the identification of workpieces 7 , in which the deviation of the position of the observed diffraction maximum from the target value exceeds a predetermined threshold, is temporarily stored. The shift register 16 controls an actuating device 17 , which discards this workpiece 7 , the identifier of which is temporarily stored in the shift register 16 , at a later time. In addition, the comparator 14 can control an actuator 19 , which controls a machine tool on the part of a control loop, on which the workpieces to be examined are manufactured or machined, with the aim of reducing the dimensional deviation of the workpiece.

Die Fig. 2 und 3 zeigen, wie die optischen Teile der Vor richtung in einem Gehäuse 20 angeordnet sind. Das Gehäuse hat hintereinander drei getrennte Kammern, nämlich eine erste Kammer 21, in welcher sich die Lichtquelle 1, der Kollimator 2 und das erste Polarisationsfilter 3 befinden, eine zweite Kammer 22, in welcher sich das zweite Polarisationsfilter 4, die zylindrische Sammellinse 5 und der als Bildaufnehmer dienende optisch-elektrische Wandler 6 befinden. Zwischen diesen beiden Kammern befindet sich eine Druckkammer 23, in welcher sich die Prüfposition 7 für die zu untersuchenden Werkstücke befindet. Figs. 2 and 3 show how the optical parts are arranged in a housing 20. Before direction. The housing has three separate chambers one behind the other, namely a first chamber 21 in which the light source 1 , the collimator 2 and the first polarization filter 3 are located, a second chamber 22 in which the second polarization filter 4 , the cylindrical converging lens 5 and the optical-electrical converters 6 serving as image recorders. Between these two chambers there is a pressure chamber 23 in which the test position 7 for the workpieces to be examined is located.

Die erste Kammer 21 und die zweite Kammer 22 sind zur Um gebung hin abgeschlossen und weisen zur Druckkammer hin jeweils ein Fenster 24 bzw. 25 auf. Die Druckkammer hat auf der einen Seite einen Eingang für das Einbringen der zu untersuchenden Werkstücke und an der gegenüberliegenden Seite einen Ausgang 27, durch welchen die untersuchten Werk stücke die Druckkammer 23 wieder verlassen. An einer zwischen dem Eingang 26 und dem Ausgang 27 gelegenen Seite, vorzugs weise an der Unterseite, hat die Druckkammer 23 einen Luft einlaßstutzen 28, in welchen gefilterte Luft eingeblasen wer den kann, wodurch in der Druckkammer ein Überdruck entsteht, der das Eindringen von Staub oder Nebeln verhindern soll.The first chamber 21 and the second chamber 22 are closed to order and have a window 24 and 25 towards the pressure chamber. The pressure chamber has on one side an input for the introduction of the workpieces to be examined and on the opposite side an outlet 27 through which the examined workpieces leave the pressure chamber 23 again. On a side between the input 26 and the output 27 side, preferably on the underside, the pressure chamber 23 has an air inlet port 28 into which filtered air can be blown in, which creates an overpressure in the pressure chamber, which prevents dust from entering or to prevent fog.

Darüberhinaus befinden sich in der Druckkammer 23 und in der zweiten Kammer 22 noch je eine Spaltblende 29 und 30.In addition, there are two slits 29 and 30 in the pressure chamber 23 and in the second chamber 22 .

Das zu untersuchende Werkstück 8 ist in den Fig. 2 und 3 nur symbolisch angedeutet. Es wird durch ein justierbar in der Prüfposition 7 angebrachtes Referenzteil 18 zu einem Spalt 9 ergänzt (siehe auch Fig. 4).The workpiece 8 to be examined is only indicated symbolically in FIGS. 2 and 3. It is supplemented by a reference part 18 which can be adjusted in the test position 7 to form a gap 9 (see also FIG. 4).

In Fig. 4 ist dargestellt, wie an einem gehäusefesten Strukturteil 31 das justierbare Referenzteil 18 angebracht ist, welches zur Begrenzung des Spaltes 9 eine scharfe Kante 18a aufweist, der gegenüber der Rand 8a des Werkstücks 8 angeordnet wird, dessen Lage bestimmt werden soll. Um das Werkstück 8 während der Messung ruhig zu halten, ist eine Festhaltevorrichtung vorgesehen, welche aus einem am Struktur teil 31 angebrachten Anschlagteil 32 und einem demgegenüber beweglichen Niederhalter 33 besteht, zwischen denen das Werk stück 8 eingeklemmt werden kann.Which is opposite the edge 8 is arranged a workpiece 8 in Fig. 4 is shown how the adjustable reference part 18 is mounted on a housing-fixed structural part 31, which for limiting the gap 9 has a sharp edge 18 a, whose position is to be determined . In order to keep the workpiece 8 steady during the measurement, a holding device is provided which consists of a stop part 32 attached to the structural part 31 and a holding-down element 33 which can be moved relative thereto, between which the workpiece 8 can be clamped.

Die dargestellte Vorrichtung eignet sich besonders für Werk stücke, die aneinanderhängend einen Strang bilden und als Strang durch die Druckkammer 23 hindurchbewegt werden, wo bei in der Darstellung gemäß Fig. 4 die Bewegungsrichtung des Bandes senkrecht zur Zeichenebene steht. Für die Dauer der Messung werden die Werkstücke 8 jeweils zwischen dem Anschlagteil 32 und dem Niederhalter 33 festgelegt, so daß die Bewegung schrittweise erfolgt. Wie Fig. 4 zeigt, ist das Anschlagteil 32 winklig ausgebildet, so daß es den Lichtweg nicht unterbricht.The device shown is particularly suitable for work pieces that form a strand attached to one another and are moved as a strand through the pressure chamber 23 , where in the illustration according to FIG. 4 the direction of movement of the belt is perpendicular to the plane of the drawing. For the duration of the measurement, the workpieces 8 are each fixed between the stop part 32 and the hold-down device 33 , so that the movement takes place gradually. As shown in Fig. 4, the stop member 32 is angular, so that it does not interrupt the light path.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen der Lage von Rändern an Werk stücken durch

- Beleuchten des Randes mit parallelem Licht und
- Auffangen und Auswerten eines einfarbigen Beugungs bildes des Randes auf einem lichtempfindlichen Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beugungsbild eines Spaltes entworfen wird, der einerseits durch den zu überprüfenden Rand und andererseits durch einen Rand begrenzt wird, dessen Lage als bekannt angenommen wird (nachfolgend als Referenz rand bezeichnet), und daß aus der Lage der Beugungsmaxima und/oder der Beugungs minima die Spaltbreite berechnet wird, welche ein Maß für die Lage des Randes in Bezug auf den Referenzrand ist.

1. Procedure for determining the location of edges on workpieces

- Illuminate the edge with parallel light and
- Collection and evaluation of a monochrome diffraction image of the edge on a light-sensitive receiver, characterized in that a diffraction image of a slit is designed, which is limited on the one hand by the edge to be checked and on the other hand by an edge whose position is assumed to be known (hereinafter referred to as Reference edge denotes), and that the gap width is calculated from the position of the diffraction maxima and / or the diffraction minima, which is a measure of the position of the edge in relation to the reference edge.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Spaltes ein gesonderter Gegenstand mit einer den Referenzrand bildenden Kante dicht neben dem Rand des Werkstücks angeordnet wird, dessen Lage bestimmt werden soll. 2. The method according to claim 1, characterized in that to form the gap with a separate object an edge forming the reference edge close to the edge of the Workpiece is arranged, the position of which is to be determined.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzrand eine am Werkstück selbst ausge bildete Kante verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that out as a reference edge on the workpiece itself formed edge is used.

4. Verfahren zum Überprüfen der Maßhaltigkeit von Werk stücken an Stellen, die einen Spalt begrenzen, durch

- Beleuchten des Spaltes mit parallelem Licht
- Auffangen eines einfarbigen Beugungsbildes des Spaltes auf einem lichtempfindlichen Empfänger, und
- Vergleich der Lage der Beugungsmaxima und/oder der Beugungsminima mit der Lage der Beugungsmaxima bzw. -minima im Beugungsbild eines Werkstücks mit genau maßhaltigem Spalt.

4. Procedure for checking the dimensional accuracy of workpieces at locations that delimit a gap

- Illuminate the gap with parallel light
- Collection of a monochrome diffraction pattern of the slit on a light-sensitive receiver, and
- Comparison of the position of the diffraction maxima and / or the diffraction minima with the position of the diffraction maxima or minima in the diffraction pattern of a workpiece with a precisely dimensioned gap.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück und eine gesonderte Referenzkante zur Bildung eines Spaltes dicht nebeneinander angeordnet werden.5. The method according to claim 4, characterized in that the workpiece and a separate reference edge arranged close to each other to form a gap will.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Lage der Beugungs maxima ausgewertet, das zentrale Maximum dabei jedoch aus geblendet oder unterdrückt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the location of the diffraction maxima evaluated, but the central maximum is dazzled or suppressed.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß durch Bestimmen des Abstands der Beugungsmaxima und/oder -minima gleicher Ordnung die Spaltbreite und durch Bestimmen der absoluten Lage des Haupt maximums und/oder der Beugungsmaxima oder -minima die Lage des Spaltes im Werkstück überprüft wird.7. The method according to any one of the preceding claims characterized in that by determining the distance the diffraction maxima and / or minima of the same order Gap width and by determining the absolute position of the head maximums and / or the diffraction maxima or minima the location of the gap in the workpiece is checked.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Lage von Beugungsmaxima und/oder -minima unterschiedlicher Ordnung bestimmt und daraus ein Mittelwert für die Lage und/oder Breite des Spaltes abge leitet wird.8. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the location of diffraction maxima and / or -minima of different orders determined and from them an average for the position and / or width of the gap is abge is leading.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Spalt mit linear polarisiertem Licht beleuchtet und nur Licht mit derselben Polarisationsrichtung zum Empfänger durchgelassen wird.9. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the gap with linear illuminates polarized light and only light with the same Polarization direction to the receiver is passed.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Spalt mit Laserlicht bestrahlt wird.10. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the gap with laser light is irradiated.

11. Vorrichtung zum Durchführen des in einem der vorstehenden Ansprüche angegebenen Verfahrens gekennzeichnet durch
eine paralleles Licht aussendende Lichtquelle (1),
einen Empfänger, welcher einen optisch-elektrischen Wandler (6) unter Verwendung eines lichtempfindlichen Halbleiters umfaßt, der die räumliche Verteilung der Lichtintensität wenigstens in einer Richtung erfaßt,
eine einen Rechner enthaltende Schaltung (10 bis 16) zum Auswerten des Ausgangssignals des optisch-elektrischen Wandlers (6)
und Mittel zum Positionieren des Werkstücks (8) im Licht weg an einer zwischen der Lichtquelle (1) und dem Wandler (6) gelegenen Stelle (nachfolgend als Prüfposition (7) be zeichnet).11. Device for performing the method characterized in one of the preceding claims
a light source ( 1 ) emitting parallel light,
a receiver which comprises an optical-electrical converter ( 6 ) using a light-sensitive semiconductor which detects the spatial distribution of the light intensity at least in one direction,
a circuit ( 10 to 16 ) containing a computer for evaluating the output signal of the optical-electrical converter ( 6 )
and means for positioning the workpiece ( 8 ) in the light away at a location between the light source ( 1 ) and the transducer ( 6 ) (hereinafter referred to as the test position ( 7 )).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (6) ein ladungsgekoppelter Detektor (CCD) ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the converter ( 6 ) is a charge coupled detector (CCD).

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lichtquelle (1) ein Halbleiter laser mit Kollimator (2) ist.13. The apparatus of claim 11 or 12, characterized in that the light source ( 1 ) is a semiconductor laser with a collimator ( 2 ).

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (1) und der Prüfposition (7) ein erstes Polarisationsfilter (3) und zwischen der Prüfposition (7) und dem Wandler (6) ein zweites Polarisationsfilter (4) liegt und daß beide Pola risationsfilter (3, 4) in ihrer Polarisationsrichtung über einstimmen. 14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that between the light source ( 1 ) and the test position ( 7 ), a first polarization filter ( 3 ) and between the test position ( 7 ) and the converter ( 6 ), a second polarization filter ( 4 ) lies and that both polarization filters ( 3 , 4 ) agree in their direction of polarization.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (10 bis 16) ein Tiefpaßfilter (11) enthält.15. Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the circuit ( 10 to 16 ) contains a low-pass filter ( 11 ).

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wandler (6) und dem Tiefpaßfilter (11) ein Analog-Digital-Wandler (10) angeordnet ist und daß das Tiefpaßfilter (11) ein digitales Filter ist.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that an analog-digital converter ( 10 ) is arranged between the converter ( 6 ) and the low-pass filter ( 11 ) and that the low-pass filter ( 11 ) is a digital filter.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß wenigstens die Prüfposition, (7) ggfs. auch die Lichtquelle (1), der Wandler (6) und die ihnen zugeordneten optischen Bauelemente (2, 3, 4, 5) in einer Kammer (23) angeordnet sind, in welche zur Erzeugung eines Überdrucks eine Zuleitung für unter einem Überdruck stehende Luft einmündet.17. The device according to one of claims 11 to 16, characterized in that at least the test position ( 7 ), if appropriate. Also the light source ( 1 ), the transducer ( 6 ) and the optical components ( 2 , 3 , 4 ) assigned to them 5 ) are arranged in a chamber ( 23 ) into which a supply line for air under excess pressure opens in order to generate an excess pressure.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, da durch gekennzeichnet, daß in der Prüfposition (7) eine Festhaltevorrichtung (32, 33) für das zu prüfende Werk stück (8) vorgesehen ist.18. Device according to one of claims 11 to 17, characterized in that a holding device ( 32 , 33 ) for the workpiece to be tested ( 8 ) is provided in the test position ( 7 ).

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, da durch gekennzeichnet, daß der Prüfposition (7) eine Ausrichteinrichtung, z. B. Stifte für das Werkstück, (8) zuge ordnet ist. 19. Device according to one of claims 11 to 18, characterized in that the test position ( 7 ) has an alignment device, for. B. pins for the workpiece, ( 8 ) is assigned.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfposition (7) ein Referenzteil (18) mit einer Referenzkante (18a) zuge ordnet ist.20. Device according to one of claims 8 to 16, characterized in that the test position ( 7 ) is assigned a reference part ( 18 ) with a reference edge ( 18 a).

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich net, daß die Lage der Referenzkante (18a) justier bar ist.21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the position of the reference edge ( 18 a) is adjustable bar.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, da durch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (10 bis 16) zur vorübergehenden Speicherung der Kennung von Werkstücken (7), deren Maßabweichung eine vorgegebene Schwelle überschreitet, ein Schieberegister (16) enthält.22. Device according to one of claims 11 to 21, characterized in that the evaluation circuit ( 10 to 16 ) for temporarily storing the identification of workpieces ( 7 ) whose dimensional deviation exceeds a predetermined threshold, contains a shift register ( 16 ).

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schieberegisters (16) eine Be tätigungsvorrichtung (17) zum Aussondern des Werkstückes (7) steuert, dessen Kennung im Schieberegister (16) gespeichert ist.23. The apparatus according to claim 22, characterized in that the output of the shift register ( 16 ) controls an actuating device ( 17 ) for separating the workpiece ( 7 ), the identifier of which is stored in the shift register ( 16 ).

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, da durch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (10 bis 16) zugleich Stellglied eines Regelkreises ist, welches auf eine Werkzeugmaschine einwirkt, die die zu prüfenden Werkstücke liefert.24. Device according to one of claims 11 to 23, characterized in that the evaluation circuit ( 10 to 16 ) is also an actuator of a control circuit which acts on a machine tool that delivers the workpieces to be tested.