DE10101443B4 - Method for determining a sectional image of an object structure - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ermittlung eines Schnittbildes einer Objektstruktur mittels einer optoelektronischen Vorrichtung mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, welcher eine zeilenförmige Anordnung von N Empfangselementen aufweist, und einer Auswerteeinheit zur Auswertung der Ausgangssignale An (n = 1, ... N) der Empfangselemente, wobei die Objektstruktur mittels der Sendelichtstrahlen beleuchtet wird und die an dieser zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen eine Abbildung der Objektstruktur auf den Empfangselementen des Empfängers generieren, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Objektstruktur die Ausgangssignale An mit zwei Schwellwerten S1, S2 mit S2 ≥ S1 zur Unterscheidung von belichteten Empfangselementen (10) mit Ausgangssignalen An > S2 und unbelichteten Empfangselementen (10) mit Ausgangssignalen An < S1 bewertet werden, und dass die Objektstruktur wenigstens eine Kante eines Bogens (3) aufweist, auf welche ein Teil der Sendelichtstrahlen (6) ausgerichtet wird, wobei durch die von der Kante des Bogens (3) zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen (8) eine Anzahl Nb von aufeinander folgenden belichteten Empfangselementen An...Method for determining a sectional image of an object structure by means of an optoelectronic device with a transmitter emitting transmit-light beams, a receiver receiving receive light beams, which has a row-shaped arrangement of N receive elements, and an evaluation unit for evaluating the output signals A n (n = 1, ... N) the receiving elements, wherein the object structure is illuminated by means of the transmitted light beams and the receiving light beams reflected back at this generating an image of the object structure on the receiving elements of the receiver, characterized in that for determining the object structure, the output signals A n with two thresholds S 1 , S 2 with S 2 ≥ S 1 for distinguishing exposed receiving elements (10) with output signals A n > S 2 and unexposed receiving elements (10) with output signals A n <S 1 , and that the object structure has at least one edge of a sheet (3), on which a part of the transmitted light beams (6) is aligned, wherein by the reflected from the edge of the sheet (3) received light beams (8) a number N b of successive exposed receiving elements A n .
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method according to the preamble of the claim 1.
Das in Rede stehende Verfahren dient zur Ermittlung eines Schnittbildes einer Objektstruktur mittels einer optoelektronischen Vorrichtung.The The method in question serves to determine a sectional image an object structure by means of an optoelectronic device.
Hierfür eingesetzte Vorrichtungen weisen einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender auf, wobei die Sendelichtstrahlen zur Ausleuchtung einer Objektstruktur verwendet werden. In Abstand neben dem Sender liegt ein Empfangslichtstrahlen empfangender Empfänger. Der Empfänger besteht aus einer zeilenförmigen Anordnung von Empfangselementen. Die Objektstruktur wird durch die Rückreflexion der Sendelichtstrahlen auf den Empfänger abgebildet, wobei die Empfangslichtstrahlen an den Ausgängen der Empfangselemente Ausgangssignale in Form eines Kontrastmusters generieren, welches der Objektstruktur entspricht.For this purpose used Devices have a transmitting light beam emitting transmitter on, wherein the transmitted light beams for illuminating an object structure be used. At a distance next to the transmitter is a received light rays receiving recipient. The recipient consists of a line-shaped Arrangement of receiving elements. The object structure is determined by the back reflection the transmitted light rays are imaged on the receiver, wherein the Receiving light beams at the outputs of the receiving elements output signals generate in the form of a contrast pattern, which is the object structure equivalent.
Die
Die
Die
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass mit diesem eine sichere und zuverlässige Bogenkontrolle an einer bogenverarbeitenden Maschine durchführbar ist.Of the Invention is based on the object, a method of the initially so-called type so that with this a safe and reliable sheet control can be carried out on a sheet-processing machine.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object, the features of claim 1 are provided. advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine optoelektronische Vorrichtung seitlich versetzt zu den zu erfassenden Bögen derart anzuordnen, dass mit dieser jeweils die Kante eines Bogens erfassbar ist. Die Kante eines Bogens oder gegebenenfalls die Kanten mehrerer Bögen werden damit auf den Empfänger abgebildet. Dabei wird der von jeder Kante eines Bogens zurückre flektierte Teil der Sendelichtstrahlen entsprechend der Lage und der Dicke des Bogens auf eine vorgegebene Anzahl von Empfangselementen zurückreflektiert. Durch die auf diese Empfangselemente zurückreflektierte Lichtmenge liegen deren Ausgangsignale oberhalb eines Schwellwerts S2, so dass diese belichtet sind. Die seitlich im Bogen vorbeigeführten Sendelichtstrahlen werden nicht oder nur in geringem Maß zum Empfänger zurückreflektiert, so dass die korrespondierenden Empfangselemente unbelichtet bleiben, das heißt die Ausgangssignale An liegen dann unterhalb eines Schwellwerts S1 (S1 < S2). Im Grenzfall können die beiden Schwellwerte auch zusammenfallen, so dass die Bewertung der Ausgangssignale mit einem Schwellwert S = S1 = S2 erfolgt.The basic idea of the invention is to arrange an optoelectronic device laterally offset from the sheets to be detected in such a way that the edge of a sheet can be detected with it. The edge of a sheet or possibly the edges of several sheets are thus imaged on the receiver. In this case, the portion of the transmitted light beams reflected back from each edge of an arc is reflected back to a predetermined number of receiving elements in accordance with the position and the thickness of the sheet. Due to the amount of light reflected back on these receiving elements, their output signals are above a threshold value S 2 , so that they are exposed. The transmitted light rays passing laterally in the arc are not or only to a small extent reflected back to the receiver, so that the corresponding receiving elements remain unexposed, that is to say the output signals A n are below a threshold value S 1 (S 1 <S 2 ). In the limiting case, the two threshold values can also coincide, so that the evaluation of the output signals takes place with a threshold value S = S 1 = S 2 .
Durch die Auswertung der Folgen aufeinander folgender belichteter Empfangselemente ist eine zuverlässige Detektion der Bögen möglich, wobei die Länge einer derartigen Folge ein Maß für die Dicke eines Bogens liefert.By the evaluation of the consequences of consecutive exposed receiving elements is a reliable one Detection of the bows possible, being the length such a consequence, a measure of the thickness of a Bow supplies.
Im Gegensatz zu bekannten optischen Verfahren zur Bogendetektion wird nicht die Oberfläche eines Bogens zu dessen Detektion im Auflicht- oder Durchlichtverfahren mit den Sendelichtstrahlen beaufschlagt. Vielmehr erfolgt die Bogendetektion durch seitliche Sendelichteinstrahlung in Form einer Dickenmessung des jeweiligen Bogens.In contrast to known optical methods for arc detection, the surface of a sheet for its detection in incident or transmitted light method is not exposed to the transmitted light beams. Rather, the arc detection is carried out by lateral transmitted light radiation in the form of a Thickness measurement of the respective bow.
Dadurch wird erreicht, dass die optische Messung zur Bogenerfassung weitgehend unabhängig von der Bedruckung eines Bogens ist. Auch ist die erfindungsgemäße Dickenmessung der Bögen weitgehend unabhängig von den Materialeigenschaften der Bögen. So können gleichermaßen Bögen aus Blech, Karten, Folien oder weiteren Materialien sicher erfasst werden. Schließlich ist vorteilhaft, dass die seitliche Anordnung der Vorrichtung an bogenverarbeitenden Maschinen ohne konstruktiven Aufwand an mehreren Stellen der Maschine, insbesondere an deren Anlegetisch bewerkstelligt werden kann.Thereby is achieved that the optical measurement for Boigernfassung largely independently from printing on a sheet. Also, the thickness measurement according to the invention the bows largely independently from the material properties of the bows. So sheets of sheet metal, Cards, slides or other materials can be detected safely. After all is advantageous in that the lateral arrangement of the device Sheet processing machines without design effort on several Make the machine, especially at the feed table done can be.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass in einer bogenverarbeitenden Maschine auch Bögen dann sicher erfassbar sind, wenn diese nicht nur als Einfachbögen sondern auch als Mehrfachbögen mehr fach übereinander liegen. Dabei können mit der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung die einzelnen Bögen in einer Mehrfachbogenanordnung gerade dann auch sicher erfasst werden, wenn zwischen diesen Bögen durch die unvermeidlichen Flatterbewegungen der Bögen unterschiedliche Zwischenräume vorhanden sind, die durch Luftpolster zwischen den Bögen entstehen.One An essential advantage of the method according to the invention is that in a sheet-processing machine also sheets then are certainly detectable, if these not only as single sheets but also as multiple sheets more than one above the other lie. It can with the optoelectronic invention Device the individual bows just then detected safely in a multiple arc arrangement when, between these bows different due to the inevitable flapping movements of the bows interspaces are present, which arise through air cushion between the sheets.
Eine derartige Situation ist insbesondere dann gegeben, wenn mit der optoelektronischen Vorrichtung der Transport von Einfach- und Mehrfachbögen an einem Anlegetisch einer Druckmaschine kontrolliert wird. Die Bögen liegen dann gegebenenfalls in Mehrfachbögen auf dem Anlegetisch auf, wobei zwischen den einzelnen Bögen kleine Zwischenräume aufgrund von Luftpolstern verbleiben.A Such a situation is particularly given when with the Optoelectronic device transporting single and multiple sheets on one Feed table of a printing press is controlled. The bows are lying then possibly in multiple sheets on the feed table, where between the individual sheets small interspaces remain due to air cushions.
Durch seitliche Anordnung der optoelektronischen Vorrichtung werden die einzelnen Kanten der Bögen und die Oberkante des Anlegetisches erfasst. Entsprechend der Anzahl und der Lagen der Kanten werden vom Empfänger Folgen bestimmter Längen von aufeinander folgenden belichteten Empfangselementen registriert. Zwischen den einzelnen Folgen von belichteten Empfangselementen werden Folgen von aufeinander folgenden unbelichteten Empfangselementen registriert. Diese unbelichteten Empfangselemente werden dadurch erhalten, dass Teile der Sendelichtstrahlen in die Zwischenräume zwischen die Bögen geführt sind und dadurch nicht mehr oder nur in geringem Maß zum Empfänger zurückgeführt werden.By lateral arrangement of the optoelectronic device are the single edges of the arches and the top edge of the feed table detected. According to the number and the locations of the edges are followed by the receiver following certain lengths of registered consecutive exposed receiving elements. Between the individual episodes of illuminated reception elements are sequences of successive unexposed receiving elements registered. These unexposed receiving elements are thereby get that parts of the transmitted light rays into the spaces between the Bows are guided and thereby no longer or only to a limited extent be returned to the recipient.
Durch die Auswertung der Folgen von belichteten und unbelichteten Empfangselementen lassen sich die Zahl und die Dicken der auf dem Anlegetisch liegenden Bögen erfassen.By the evaluation of the consequences of exposed and unexposed receiving elements the number and the thicknesses of the ones lying on the feed table can be Capture bows.
Zweckmäßigerweise erfolgt in einer Einlernphase die Erfassung eines Einzelbogens, dessen Dicke als Referenzwert abgespeichert wird. Dadurch können in der darauf folgenden Arbeitsphase mit großer Sicherheit durch Vergleich der aktuellen Messwerte mit dem Referenzwert Einfachbögen von Mehrfachbögen unterschieden werden.Conveniently, in a training phase, the acquisition of a single sheet, whose thickness is stored as a reference value. This can be done in the following work phase with great certainty by comparison A distinction is made between the current measured values and the reference value of single sheets of multiple sheets become.
Vorteilhaft wird in der oder in einer weiteren Einlernphase auch die Oberkante des Anlegetisches als Referenzwert eingelernt. Durch Referenzierung der in der Arbeitsphase ermittelten Messwerte auf die Lage der Oberkante des Anlegetisches ist dann eine Lagebestimmung der Bogenkanten möglich.Advantageous becomes in the or in another learning phase also the upper edge of the feed table taught as reference value. By referencing the in the work phase measured values on the position of the upper edge the feed table is then a position determination of the sheet edges possible.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:
- a) Draufsicht auf die Anordnung gemäß
1 mit verschiedenen Montageorten der optoelektronischen Vorrichtung. - b) Seitenansicht der Anordnung gemäß
2a .
- a) top view of the arrangement according to
1 with different mounting locations of the optoelectronic device. - b) side view of the arrangement according to
2a ,
- a) leerem Anlegetisch,
- b) einem auf dem Anlegetisch aufliegendem Bogen,
- c) mehreren auf dem Anlegetisch aufliegenden Bögen.
- a) empty feed table,
- b) a bow resting on the feed table,
- c) several sheets resting on the feed table.
Die
Bögen
Die
optoelektronische Vorrichtung
Die
in
Dem
Sender
Durch
die Blende
Der
Sender
Der
Sender
Wie
in
Die
optoelektronische Vorrichtung
Die
Auswerturg der Ausgangssignale An wird im
Folgenden anhand der Diagramme gemäß
Ein
belichtetes Empfangselement
Demgegenüber liegt
ein nicht belichtetes Empfangselement
In
Während einer
Einlernphase erfolgt zunächst
eine Referenzierung der optoelektronischen Vorrichtung
Die
entsprechenden Messergebnisse sind in
Der
am Anlegetisch
Zur
Kontrolle, ob die Sendelichtstrahlen
Wie
aus
Als
weiteres Kriterium für
die Detektion der Oberkante muss der Übergang der belichteten auf die
unbelichteten Empfangselemente
Durch
Bezug auf die so ermittelte Lage n0 der Oberkante
können
nachfolgend die Dicken und Positionen der auf dem Anlegetisch
Wie
aus
Dieser
Signalpeak wird dadurch verursacht, dass die Sendelichtstrahlen
Die
beiderseits der Kante des Bogens
Die
Anzahl Nb der belichteten Empfangselemente
Die
Anzahl Nb wird als Referenzwert Nb,ref in der Auswerteeinheit
Eine
derartige während
der Arbeitsphase erfolgende Messwerterfassung ist in
Die
Ausgangssignale An gemäß
Entsprechend
der Breite der Zwischenräume zwischen
den Oberflächen
der Bögen
Bei
dem in
Die Folgen Nz1, Nz2, Nz4 liegen in der Größenordnung der Breiten der Signalpeaks und sind größer als der Grenzwert Nz,min, so dass diese Folgen als Zwischenräume klassifiziert werden. Dagegen liegt die Folge Nz3 unterhalb des Grenzwerts Nz,min.The sequences N z1 , N z2 , N z4 are on the order of the widths of the signal peaks and are greater than the limit value N z, min , so that these sequences are classified as gaps . By contrast, the sequence N z3 is below the limit value N z, min .
Demzufolge
werden in der Auswerteeinheit
Die Längen N1 und N4 dieser Folgen werden mit dem Referenzwert Nb,ref verglichen, wobei in diesem Fall eine hinreichende Übereinstimmung vorliegt, so dass diese Folgen als Einfachbögen klassifiziert werden, wobei die Längen der Folgen N1 und N4 ein Maß für die Breite des jeweiligen Einfachbogens liefern.The lengths N 1 and N 4 of these sequences are compared with the reference value N b, ref , in which case there is sufficient agreement, so that these sequences are classified as single arcs, the lengths of the sequences N 1 and N 4 being a measure of provide the width of each single bow.
Dagegen
ist die Länge
Nz3 der dritten Folge von unbelichteten
Empfangselementen
Somit
liefert die Auswertung der Ausgangssignale An gemäß
Aufgrund
von Umwelteinflüssen
wie Feuchtigkeit, Temperatur oder Materialschwankungen unterschiedlicher
Chargen von zu detektierenden Bögen
Aufgrund
von Bewegungen der Bögen
- 11
- Optoelektronische VorrichtungOptoelectronic contraption
- 22
- Anlegetischfeed table
- 33
- Bogenbow
- 44
- Vertiefungdeepening
- 55
- Gehäusecasing
- 66
- SendelichtstrahlenTransmitted light beams
- 77
- Sendertransmitter
- 88th
- EmpfangslichtstrahlenReceiving light rays
- 99
- Empfängerreceiver
- 1010
- Empfangselementereceiving elements
- 1111
- Sendeoptiktransmission optics
- 1212
- Empfangsoptikreceiving optics
- 1313
- Filterfilter
- 1414
- Blendecover
- 1515
- Auswerteeinheitevaluation
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