DE3523411A1

DE3523411A1 - Method and device for determining the contour of a profile, in particular a plastic-sheathed or coextruded, asymmetrical plastic profile

Info

Publication number: DE3523411A1
Application number: DE19853523411
Authority: DE
Inventors: Karl Schaeuble; Wolfgang Dipl Ing Zielinski; Dieter Dipl Ing Palige; Harald Dipl Phys Dr Schmalfuss; Hubert Dipl Ing Kurpiella; Bernhard Ing Grad Schneider; Reinhold Dipl Ing Bolz
Original assignee: Ymos AG Industrieprodukte
Current assignee: Ymos AG Industrieprodukte
Priority date: 1985-06-29
Filing date: 1985-06-29
Publication date: 1987-02-05

Abstract

The invention relates to a method and a device for determining the contour of a profile in the production process, in particular of an asymmetrical plastic-sheathed or coextruded, plastic profile. The core of the invention resides in that the light is projected from at least one light source as a computer-controlled linear illumination onto the profile at right angles to its longitudinal axis in such a way that the light intensity is constant over the contour, in that, furthermore, the diffusely reflected light fraction is projected onto at least one electrooptic transducer, and in that a computer is used to compare a stored desired value of the profile with the projected actual value of the profile and the result of the comparison is then employed for further use, and in that provision is made of at least one light source (5, 13), a device (6, 14, 15, 16) for generating a linear illumination of constant light intensity over the contour (3a) of the profile (1), at least one optoelectronic transducer (7, 8) and an electronic system for evaluation, comparison and control. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor richtung zum Ermitteln der Kontur eines Profiles im Fertigungsprozeß, insbesondere eines asymmetrischen, kunststoffummantelten oder coextrudierten Kunststoff profiles.The invention relates to a method and a direction for determining the contour of a profile in the Manufacturing process, especially an asymmetrical, plastic-coated or co-extruded plastic profiles.

Bei der Herstellung von Kunststoffleisten müssen zu weilen sehr enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn die Leisten zunächst als Endlosprofile gefertigt werden, die sodann in Stücke geschnitten und an ihren Enden in einem wei teren Arbeitsgang umspritzt werden. Von der Leiste zu dem aufgesetzten Endstück dürfen sichtbare Übergän ge oder Absätze nicht vorhanden sein, so daß eine sehr hohe Maßhaltigkeit bei der Leiste gefordert wird. Da aber mehrere Parameter sich bei der Herstellung der Leiste auf deren Maßhaltigkeit auswirken, ist die Einhal tung der gewünschten Maßhaltigkeit mit Problemen verbunden, und es ist das Ziel der Erfindung, zur perma nenten Steuerung des Herstellungsprozesses die Profil kontur der Leiste auf ihre Maßhaltigkeit überprüfen zu können und Abweichungen von der Sollform nach Grö ße und Lage festzustellen und zu erfassen, damit sofort gezielte Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.When manufacturing plastic moldings you need to because of very tight manufacturing tolerances will. This is e.g. B. the case when the strips are initially manufactured as endless profiles, which then cut into pieces and at their ends in a white overmolded operation. From the bar to visible overlaps are allowed on the attached end piece ge or paragraphs do not exist, so a very a high degree of dimensional accuracy is required. There but several parameters are involved in the manufacture of the The effect of the bar on their dimensional accuracy is the halcy the desired dimensional accuracy with problems connected, and it is the aim of the invention to perma nent control of the manufacturing process the profile Check the contour of the bar for dimensional accuracy can and deviations from the target shape according to size The position and location can be determined and recorded immediately targeted countermeasures can be taken.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Licht von mindestens einer Lichtquelle als rechner gesteuerte Linienbeleuchtung auf das Profil quer zu sei ner Längsachse derart geworfen wird, daß die Lichtin tensität über die Kontur konstant ist, daß ferner der diffus remittierte Lichtanteil auf mindestens einen elek tro-optischen Wandler abgebildet wird und daß von ei nem Rechner ein gespeicherter Sollwert des Profiles mit dem abgebildeten Istwert des Profiles verglichen wird und das Vergleichsergebnis sodann zur weiteren Ver wendung benutzt wird.To achieve the object, the invention provides that the light from at least one light source as a computer controlled line lighting to be across the profile ner longitudinal axis is thrown such that the light intensity is constant over the contour, that further the diffuse remitted light component on at least one elec tro-optical converter is mapped and that from egg a stored setpoint of the profile with a computer the actual value of the profile shown is compared and the comparison result then for further ver is used.

Durch dieses Verfahren ist eine berührungslose Kon trolle des Profiles bzw. seiner Kontur unmittelbar im Fertigungsprozeß möglich und gestattet jederzeit korri gierende Maßnahmen.Through this process, a non-contact con trolls of the profile or its contour directly in the Manufacturing process possible and allows corri legal measures.

Hierbei wird z. B. der Strahl eines HeNe-Lasers über einen Schwingspiegelscanner derart rechnergesteuert auf das Profil geworfen, daß unabhängig von der Kon tur des Profiles die Lichtintensität an allen Stellen quer zur Längsachse des Profiles konstant ist. Von diesem Licht wird sodann lediglich der diffus remittierte Licht anteil auf einem elektro-optischen WandIer abgebildet, der nahe bei der Achse des Profiles angeordnet ist. Hier durch entsteht ein Bild, das der Kontur des Profiles sehr nahe kommt und sich zur Auswertung eignet.Here, for. B. the beam of a HeNe laser a vibration mirror scanner computer-controlled in this way thrown on the profile that regardless of the Kon the profile of the light intensity across all points to the longitudinal axis of the profile is constant. Of this Then only the diffusely reflected light becomes light portion mapped on an electro-optical wall, which is located close to the axis of the profile. Here by creating an image that matches the contour of the profile very much comes close and is suitable for evaluation.

Anstelle eines Lasers können allerdings auch Leucht dioden zusammen mit Zylinderlinsen verwendet wer den, um über die Kontur des Profiles eine Linienbe leuchtung zu erhalten. Die Ansteuerung der Leuchtdi oden erfolgt in Weiterbildung der Erfindung gepulst, damit man Werte an definierten Stellen des Profiles erhält.Instead of a laser, however, lights can also be used diodes used in conjunction with cylindrical lenses to create a linear line across the contour of the profile to get lighting. The control of the light di ode is pulsed in a further development of the invention, so that you have values at defined points of the profile receives.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Be schreibung und den Ansprüchen im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor.Further features of the invention emerge from the Be spelling and claims related to the drawing.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh rungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigtThe invention is described below with reference to Example, which are shown in the drawing, described in more detail. It shows

Fig. 1 eine Prinzipskizze der Vorrichtung in Seitenan sicht; Figure 1 is a schematic diagram of the device in Seitenan view.

Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows a top view of the device according to FIG. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Profil und Fig. 3 shows a section through a profile and

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Leuchtdioden- Anordnung mit Zylinderlinsen. Fig. 4 is a schematic view of a light emitting diode arrangement with cylindrical lenses.

Das in Fig. 3 im Schnitt gezeigte Profil 1 besteht aus einer Einlage 2 z. B. in Gestalt einer metallischen Leiste mit vorzugsweise asymmetrischer Form. Bei dem darge stellten Ausführungsbeispiel ist die Einlage im wesentli chen C-förmig. Aus anwendungstechnischen Gründen muß die Einlage 2 mit Kunststoff zumindest teilweise ummantelt sein und wird hierzu in einem in den Figuren nicht dargestellten Extruder mit einer Kunststoffschicht 3 versehen. Die Kontur 3a dieser Kunststoffschicht 3 bzw. ihre Maßhaltigkeit wird mit Hilfe der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung kontrolliert bzw. erfaßt.The profile 1 shown in Fig. 3 in section consists of an insert 2 z. B. in the form of a metallic bar with preferably asymmetrical shape. In the Darge presented embodiment, the insert is Chen in wesentli C-shaped. For technical reasons, the insert 2 must be at least partially coated with plastic and is provided with a plastic layer 3 in an extruder, not shown in the figures. The contour 3 a of this plastic layer 3 or its dimensional accuracy is checked or detected with the aid of the device shown in FIGS. 1 and 2.

Die Vorrichtung 4 besteht aus einer Lichtquelle 5, einem Schwingspiegelscanner 6, einer Abbildungsoptik 7 und einer CCD-Kamera 8. Der Lichtstrahl 9 der Licht quelle 5 wird von dem Schwingspiegelscanner 6 auf das Profil 1 geworfen und nur ein diffus remittierter Licht anteil 10 wird von der Abbildungsoptik 7 aufgenommen und von der CCD-Kamera 8 verwertet. Die Abbildungs optik 7 und die CCD-Kamera 8 sind mit ihrer Achse 11 möglichst nahe bei dem Profil 1 und unter einem mo--g lichst kleinen Winkel zur Achse 12 des Profiles 1 ange ordnet. Dadurch bildet sich von dem durch die Profil rauhigkeit erzeugten, diffus emittierten Lichtanteil 10 ein konturengenaues Bild des Profiles 1 in der CCD-Ka mera 8 ab und kann in einem Rechner mit einem gespei cherten Bild verglichen werden. Das Vergleichsergebnis läßt sich sodann zur weiteren Verwendung benutzen, d. h. im Falle von Maßungenauigkeiten zur Steuerung des Extruders heranziehen.The device 4 consists of a light source 5 , an oscillating mirror scanner 6 , an imaging optics 7 and a CCD camera 8 . The light beam 9 of the light source 5 is thrown by the oscillating mirror scanner 6 onto the profile 1 and only a diffusely remitted light portion 10 is picked up by the imaging optics 7 and used by the CCD camera 8 . The imaging optics 7 and the CCD camera 8 are arranged with their axis 11 as close as possible to the profile 1 and at the smallest possible angle to the axis 12 of the profile 1 . As a result, a contour-accurate image of the profile 1 in the CCD camera 8 is formed from the diffusely emitted light portion 10 generated by the profile roughness and can be compared in a computer with a stored image. The comparison result can then be used for further use, ie in the event of dimensional inaccuracies to control the extruder.

Die Lichtquelle 5 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein HeNe-Laser. Der Schwingspie geIscanner 6 ist rechnergesteuert, damit auf die Kontur 3a eine Linienbeleuchtung herrscht, die über die ge samte Kontur 3a gleiche Lichtintensität besitzt. Dies ist für eine exakte Auswertung des diffusen Lichtanteiles 10 erforderlich. Die Abbildungsoptik 7 und die CCD- Kamera können auch durch einen anderen, elektro-opti schen Wandler ersetzt sein, der in der Lage ist, den diffus remittierten Lichtanteil 10 zu erkennen und zu verwerten.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the light source 5 is a HeNe laser. The Schwingspie geIscanner 6 is computer-controlled, so that there is line lighting on the contour 3 a, which has the same light intensity over the entire contour 3 a. This is necessary for an exact evaluation of the diffuse light component 10 . The imaging optics 7 and the CCD camera can also be replaced by another electro-optical converter which is able to recognize and utilize the diffusely reflected light portion 10 .

Die Fig. 4 zeigt in einer abgewandelten Ausführungs form für die Laser-Lichtquelle 5 und den Schwingspie gelscanner 6 schematisch mehrere Leuchtdioden 13 und zugeordnete Zylinderlinsen 14, 15 bzw. 16. Die Anzahl der Leuchtdioden 13 und der Zylinderlinsen 14, 15 bzw. 16 und ihre Anordnung ist jeweils bedingt durch die Kontur 3a des Profiles 1 und wird derart gewählt, daß die Leuchtdioden 13 und die Zylinderlinsen 14, 15, 16 eine Linienbeleuchtung auf dem Profil quer zu seiner Längsachse 12 erzeugen. Auch hier wird wiederum die Ansteuerung der als Lichtquellen dienenden Leuchtdi oden 13 derart gewählt, daß die Lichtintensität über die gesamte Kontur 3a des Profiles 1 konstant ist. Fig. 4 shows in a modified embodiment form for the laser light source 5 and the Schwingspie gelscanner 6 schematically a plurality of LEDs 13 and associated cylinder lenses 14 , 15 and 16 respectively. The number of LEDs 13 and the cylindrical lenses 14 , 15 and 16 and their arrangement is in each case due to the contour 3 a of the profile 1 and is chosen such that the LEDs 13 and the cylindrical lenses 14 , 15 , 16 line lighting on the profile Generate transverse to its longitudinal axis 12 . Here too, the control of the light diodes 13 serving as light sources is selected such that the light intensity is constant over the entire contour 3 a of the profile 1 .

Ferner erfolgt vorzugsweise eine gepulste Ansteue rung der Leuchtdioden 13. Dadurch läßt sich die Kontur 3a des Profiles 1 an einer definierten Stelle exakt erfas sen.Furthermore, a pulsed control of the light emitting diodes 13 is preferably carried out. As a result, the contour 3 a of the profile 1 can be detected exactly at a defined point.

Die Auswertung der von den Leuchtdioden 13 und den Zylinderlinsen 14, 15 und 16 erzeugten Linienbe leuchtung erfolgt wiederum durch einen elektro-opti schen Wandler gemäß Fig. 4. Aus produktionstechni schen Gründen kann das Profil 1 an der Meßstelle 17 tordiert oder quer zur Achse 12 um einen mehr oder weniger großen Betrag verschoben sein. Eine Ganzkör perverschiebung in X-Y-Richtung quer zur Achse 12 läßt sich in einem Rechner eliminieren. Größere Schwierigkeiten bereitet jedoch eine Torsion eines im übrigen maßhaltigen Profiles 1. Um diese Torsion zu erkennen, sind zusätzlich an der Meßstelle 17 opto-elek tronische Sensoren 18, 19 angeordnet, die bei dem in Fig. 3 im Schnitt dargestellten Profil 1 die Lage des Steges 20 der Einlage 2 erfassen und eine Abweichung aus einer Soll-Lage als Korrekturwert an den Rechner geben. Das von der Kamera 8 empfangene Bild wird unter Verwendung der Korrekturwerte der Sensoren 18, 19 im Rechner so weit gedreht, daß die festgestellte Torsion eliminiert ist, woraufhin der Vergleich mit dem ebenfalls im Rechner gespeicherten Sollprofil bzw. Soll wert des Profiles 1 erfolgt.The evaluation of the line illumination generated by the light-emitting diodes 13 and the cylindrical lenses 14 , 15 and 16 is again carried out by an electro-optical converter according to FIG. 4. For production-technical reasons, the profile 1 can be twisted at the measuring point 17 or transversely to the axis 12 be shifted by a more or less large amount. A whole body displacement in the XY direction transverse to the axis 12 can be eliminated in a computer. However, torsion of an otherwise dimensionally stable profile 1 presents greater difficulties. In order to recognize this torsion, optoelectronic sensors 18 , 19 are additionally arranged at the measuring point 17 , which, in the profile 1 shown in section in FIG. 3, detect the position of the web 20 of the insert 2 and a deviation from a target Give the position to the computer as a correction value. The image received by the camera 8 is rotated using the correction values of the sensors 18 , 19 in the computer to such an extent that the torsion determined is eliminated, whereupon the comparison with the target profile or target value of the profile 1 , also stored in the computer, takes place.

Die Sensoren 18, 19 sind vorzugsweise opto-elektro nische Entfernungsmesser. Je nach Anwendungsfall können aber auch induktive Näherungsschalter zur Be stimmung einer Verdrehung einer unbeschichteten Flä che der Einlage 2 in der X- Y-Ebene verwendet werden, um eine tordierte Lage des Profiles 1 festzustellen.The sensors 18 , 19 are preferably optoelectronic range finders. Depending on the application, inductive proximity switches can also be used to determine a rotation of an uncoated surface of the insert 2 in the X-Y plane in order to determine a twisted position of the profile 1 .

Je nach Anwendungsfall ist es Ferner unter Umstän den geboten, mehr als einen elektro-optischen Wandler zu verwenden und jedem dieser Wandler bestimmte Teile der Kontur des Profiles zuzuordnen.Depending on the application, it may also be offered more than an electro-optical converter to use and each of these transducers certain Assign parts of the contour of the profile.

In einem in den Figuren nicht dargestellten Rechner erfolgt der Vergleich des erhaltenen Bildes mit den dort gespeicherten Sollwerten des Profiles 1. Ferner steuert der Rechner den Schwingspiegelscanner 6 bzw. die Leuchtdioden 13.The image obtained is compared in a computer (not shown in the figures) with the target values of profile 1 stored there. The computer also controls the oscillating mirror scanner 6 or the light-emitting diodes 13 .

Claims

1. A method for determining the contour of a professional les in the manufacturing process, in particular an asymmetrical plastic-coated or coextruded plastic profile, characterized in that the light from at least one light source as computer-controlled line lighting is thrown onto the profile transversely to its longitudinal axis in such a way that the Light intensity over the contour is constant, furthermore the diffusely remitted light portion is imaged on at least one electro-optical converter and that a stored target value of the profile is compared with the imaged actual value of the profile and the comparison result is then compared by a computer is used for further use.

2. The method according to claim 1, characterized records that from the diffusely remitted light Part of the at an acute angle to the axis of the Profiles remitted light component is detected.

3. The method according to claim 1, characterized records that the light source is pulsed.

4. The method according to claim 1, characterized records that the torsion of the profile additionally as Correction value to preferably opto-electronics way is measured.

5. The method according to claim 1, characterized records that a shift in the profile additionally as a correction value to preferably opto is measured electronically.

6. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized by at least one light source ( 5 , 13 ), a device ( 6 , 14 , 15 , 16 ) for generating line lighting of constant light intensity over the contour ( 3 a) of the profile ( 1 ), at least one opto-electronic converter ( 7 , 8 ) and an evaluation, comparison and control electronics.

7. The device according to claim 6, characterized in that a computer-controlled Schwingspie gel scanner ( 6 ) is provided.

8. The device according to claim 6, characterized in that a continuous wave laser is provided as the light source ( 5 ).

9. The device according to claim 6, characterized in that computer-controlled light-emitting or laser serdiodes ( 13 ) and cylindrical lenses ( 14-16 ) are provided.

10. The device according to claim 6, characterized in that opto-electronic sensors ( 18 , 19 ) are additionally provided for torsion detection of the profile ( 1 ).

11. The device according to claim 6, characterized in that a plurality of electro-optical converters ( 7 , 8 ) are provided.

12. The apparatus according to claim 6, characterized through a computer controlled light source.

13. The apparatus according to claim 6, characterized in that inductive proximity switches or continuous wave laser in addition to the torsion or position displacement detection of the profile ( 1 ) are seen before.