用于探测复式零件的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于探测复式零件的方法和装置，具体而言，除了已知的用于在运输时和在给机器供料时探测复式零件的激光传感器之外，本发明涉及一种附加的光电接收器的组件，该激光传感器彼此相对布置。如果在测量间隙中没有材料且两个激光传感器精确取向，那时附加的光电接收器准确地接收来自相对而置的激光传感器的激光束。该组件使得实现改善测量的测量方法和评估且因此提高在监测运输和给机器供料中的工艺可靠性。
【专利说明】用于探测复式零件的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于借助于相对布置的两个激光传感器在运输时和在给机器供料时探测复式零件(Doppelteil)的方法，该激光传感器相应带有激光源和探测器，部件在激光源与探测器之间穿过行进，其中，测量在相应的激光传感器与部件的面向该激光传感器的表面之间的间距，并且由在激光传感器彼此的间距与由两个激光传感器测得的间距的总和之间的差求得部件的厚度。此外，本发明涉及一种用于在运输时和在给机器供料时探测复式零件的装置，其带有相对布置的两个激光传感器单元以及与激光传感器单元相连接或者可与激光传感器单元相连接的电子控制单元，该激光传感器单元布置成彼此有间距、形成用于运动穿过该两个激光传感器单元之间的部件的测量间隙、并且相应设有激光传感器，该激光传感器相应带有激光源和探测器。
【背景技术】
[0002]从文献DE 39 01 088 Al中已知一种用于探测复式零件的这样的方法和这样的装置。该方法能够与部件的材料和表面特性无关地实现对穿过的部件进行扫描。可监测由包括铁磁的或者非铁磁的材料(例如钢、铝、黄铜、锌、铜以及其它的金属合金)制成的板材、金属板、卷材、板还件(Blechzuschnitte)、前板(Frontplatinen)等等。同样还可监测由包括塑料、纸等等制成的部件。
[0003]在此主要关注的是确定实际上紧将一个部件输送给机器。尤其针对在将板材输送至变形压力机(Umformpressen)中时的复合板件探测已经建立了不同的方法。在此，工艺可靠性是赋予其最大的重要性的特征。因此不是每种测量原理适合于这种高要求的任务。使用激光传感器的优点在于在检查板材时相对于同样无接触的涡流法(Wirbelstromverfahren)需要相对较小的测量范围(Messweg)。
[0004]在目前的激光应用中，为了厚度测量的目的如此安装两个激光传感器使得其相对而置并且如上所述的那样确定间距。实际上安装和评估的这种方式仅当提供下列条件时才富有成效:两个激光彼此精确地取向、测量轴线垂直于表面伸延、间距的测量和评估同步进行、装配距离保持恒定、使用快速的激光传感器(其可快速地适应于改变的反应特性)以及不中断地监测测量系统。
[0005]两个激光彼此的精确的取向是绝对必要的，因为只有这样才可进行足够准确的测量，因为在彼此没有精确取向的情况下(即带有偏差)，即使激光相对于待测量的部件垂直取向时，材料中的不平度(其存在于一个传感器中，而在另一个中没有)已经导致测量误差。如果测量轴没有垂直于材料表面取向，则测量的不是厚度，而是测量的这样的路段(Strecke)，其相应于实际厚度除以材料表面偏离直角的角度的余弦值。如果没有同时测量两间距且没有成对地进行两间距的评估，那么可产生时间上的测量误差，其中，同步测量在此意指间距的同步扫描。测量误差只有当材料振动或者是不平时才出现。那时将进行有误差地测量间距，其中，系统可长时间在没有值得注意的测量误差的情况下工作并且然后突然变得十分明显，因为材料在这时间比之前趋向于更多的振动。[0006]因此，为了避免有错误的评估，设置成无中断地进行故障的探测，这是重要的。已知的激光传感器在此显示出只有在激光束失效时才显示的固有的缺点。这可导致材料可未被察觉地行驶穿过测量间隙。这是特别严重的，因为这时复合板件控制实际上不再工艺可
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【发明内容】
[0007]因此本发明的目的在于提出一种利用其在探测复式零件时提高工艺可靠性的可能性。
[0008]根据本发明，该目的通过相应带有方法的权利要求或者并列的装置的权利要求的特征的方法和装置来解决。其它有利的设计方案可从相应的回引的从属权利要求中得到。
[0009]根据本发明，相应的激光束借助于与两个激光源相对布置的光电接收器(Fotoempfanger)来检测并且因此探测过程由激光传感器监测。这样引起显著改善在复式零件的检查中的工艺可靠性。利用这种措施实现避免对材料的停留位置的猜测并且探测出激光源或者激光传感器的可能的错误位置。
[0010]优选地，借助光电接收器确定部件是否位于激光传感器之间。除了来自激光传感器的现有的测量数据之外，该附加的措施尤其重要，以便明确探测出在激光传感器之间“没有材料”的这种状态。
[0011]有利地，如果在激光传感器之间不存在部件，那么，当两个激光源或激光传感器精确地取向时，通过以下方式来检查两个激光传感器彼此的取向，即光电接收器那时只接收来自相对布置的激光源的信号。
[0012]上述的两种措施导致:根据方法的另一设计方案，仅在这时才进行部件的测量，即在通过激光传感器测量间距之前由光电接收器接收到来自与其相对布置的激光源的激光束。附加地，根据一种改进方案，当由两个激光传感器给出关于相对于部件的间距的测量信号时，同样仅在那时才执行测量。因此，相比之前，当无效的间距值被解释为“在测量间隙中没有材料”时，关于过程控制的至少一个更准确的消息是可能的。
[0013]此外，根据方法的一种有利的设计方案，在通过激光传感器测量间距之后，如果光电接收器没有接收到来自相对而置的激光源的激光束，则可发出故障信号。这意味着在测量期间激光传感器的取向已经改变并且因此对部件的进行的测量至少是成问题的。
[0014]在方法的另一设计方案中，如果光电接收器接收来自与该光电接收器相对而置的激光源的激光束，有利地可暂时断开其它的激光源。这应避免来自其它的激光源的可能的散射光到达光电接收器上并且由该光电接收器解释为来自相对而置的激光源的信号。
[0015]适宜地，方法如此设计，即，如果部件在由光电接收器探测的激光束中运动，即光电接收器没有接收到来自相对布置的激光源的光，则对部件开始间距测量。由此确立明确的测量开端。
[0016]根据本发明的装置具有光电接收器，其在`测量间隙未占用且激光传感器单元彼此取向成用于精确的测量时接收来自相对布置的激光传感器单元的激光源的激光束。
[0017]优选地，通过由激光传感器单元限定的测量间隙来确定对于测量有效的、对于评估适宜的测量区域。
[0018]有利地，如果光电接收器没有接收到来自相对布置的激光源的信号，并且一个或两个激光传感器单元没有给出信号，则控制单元发出故障信号。在这种情况下，明显在激光传感器单元之间存在材料，然而激光传感器单元没有提供因此可期待的信号。理想地，可如此取向使得两个激光传感器单元基本上必须总提供相同的信号。如果在此出现在一定的公差范围内的偏差，这意味着材料的不均匀(Welligkeit)，在公差范围之外为错误。
[0019]原则上，光电接收器可一起集成或者在外部布置在激光源中。有利地，光电接收器如此布置使得散射光源于撞击到第一激光源的玻璃盖上的激光束。在此通过简单的设计措施实现光电传感器的布置。为此使用通常在激光源中本来存在的玻璃板(激光源的激光束通过该玻璃板逸出)来捕捉来自相对布置的激光源的撞击到玻璃板上的激光束的反射物。尺寸在此在如此小的范围内，即在由光电接收器接收反射物时可假设两个激光源已精确取向。
[0020]为了防止光电接收器接收任何类型的散射光(其可导致错误的解释)设置有光学屏蔽元件，该屏蔽元件防止环境光出现到光电接收器上。这可通过合适的光学元件(例如过滤器)来实现。还可为此简单地使用内部很暗的套管，光电接收器布置在该套管中且激光束穿过该套管到达到玻璃板上。
[0021]因此本发明借助于在现有的单元处的附加的设计措施和测量方法的相应的执行方案使得能够实现过程更可靠地控制复式零件。优点在于可明确确定何时在测量间隙中没有材料且检测两个传感器的取向。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]结合权利要求和附图从本发明的实施例的随后的说明中得出本发明的其它特征。单个的特征相应可单独地或者成组地在本发明的实施形式中实现。在唯一的附图中以原理上的截面图示示出了激光传感器单元的布置方案，在激光传感器单元之间没有材料。
【具体实施方式】
[0023]附图示出了一种装置1，其带有第一激光传感器单元2和第二激光传感器单元3。在激光传感器单元2、3之间形成有测量间隙4。每个激光传感器单元2、3都具有激光传感器5或6，该激光传感器相应包含以已知的方式来进行距离测量的激光源5’、6’和探测器5"、6"。借助于未示出的控制单元来评估由激光探测器提供的信号。在激光传感器5处存在用于遮住外部光线(Fremdlichtabschattung)的套管10,其在其靠近激光传感器5的出射窗7的端部处在内侧上具有光电接收器8。光电接收器8可为平常的光电二极管。该光电二极管探测来自激光束9 (其源于布置在激光传感器6中的激光源6’)的、作为由出射窗7反射回的散射光的光。将由光电二极管8提供的信号同样输送至未示出的用于评估的电的控制装置。
[0024]一旦光电接收器8探测到激光源6’的激光束9，就证明在测量间隙4中不存在材料。因此这种状态是明确的。为了可靠，可短时间地使激光传感器5无效。由此在检测时确保光电接收器8不是偶然地接收来自激光传感器5的激光束的光且为此将测量间隙4偶然地解释为未占用。
[0025]一种可能的方法流程是这样的，即在识别出在传感器单元2、3之间存在材料之后，执行测量并确定通过激光传感器5、6提供的信号是否有效。如果适用，则继续测量。如果得出信号两者都是无效的一例如因为信号超过或低于极限值，则进行短时间地断开激光传感器5。如果在光电接收器8处存在信号，这说明不存在材料，且可开始下一次的测量。如果没有信号，则出现故障。同样，如果激光传感器5或者激光传感器6的信号无效，在测量时出现故障。
【权利要求】
1.一种用于借助于相对布置的两个激光传感器(5,6)在运输时和在给机器供料时探测复式零件的方法，该激光传感器相应带有激光源(5’，6’)和探测器(5’ ’，6’ ’)，部件在该激光源和探测器之间穿过，其中，测量在相应的所述激光传感器(5，6)与部件的面向该激光传感器的表面之间的间距，并且由在所述激光传感器(5，6)的间距与由两个所述激光传感器(5，6)测得的间距的总和之间的差求得部件的厚度，其特征在于，借助于与两个所述激光源(5’，6’)相对布置的光电接收器(8)，其探测相应的激光束且因此通过所述激光传感器(5，6)监测探测过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于所述光电接收器(8)确定在所述激光传感器(5，6)之间是否存在部件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果在所述激光传感器(5，6)之间不存在部件，则检测两个所述激光传感器(5，6)彼此的取向。
4.根据上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，仅在这时执行部件的测量，即在通过所述激光传感器(5，6)测量间距之前由所述光电接收器(8)接收到来自相对而置的所述激光源出’)的所述激光束(9)时。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，仅在这时通过所述激光传感器(5，6)执行间距测量，即在由两个激光传感器(5，6)给出关于相对于部件的间距的测量信号时。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在测量之后，如果所述光电接收器(8)没有接收到来自相对而置的所述激光源出’)的激光束(9)，则发出故障信号。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果光电接收器(8)探测到来自相对而置的激光源(6’)的激光束(9)，则暂时断开其它的激光源(5，)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其特征在于，如果部件在由所述光电接收器(8)探测的所述激光束(9)中运动，则开始部件的测量。
9.一种用于在运输时和在给机器供料时探测复式零件的装置(I)，其带有:相对布置的两个激光传感器单元(2，3)，该激光传感器单元布置成彼此有间距、形成用于运动穿过该激光传感器单元之间的部件的测量间隙(4)、并且相应设有激光传感器(5，6)，该激光传感器相应带有激光源(5’，6’)和探测器(5’ ’，6’ ’)；以及与所述激光传感器(5，6)相连接或者可与该激光传感器单元相连接的电子控制单元，其特征在于，在激光传感器单元(5，6)中的光电接收器(8)，其在测量间隙(4)未占有且激光传感器单元(5，6)彼此取向成用于精确测量时接收来自相对布置的所述激光传感器单元(5，6)的激光源(5’，6’)的激光束(9)。
10.根据权利要求9所述的装置(I)，其特征在于，所述测量间隙(4)确立针对测量有效的测量区域。
11.根据权利要求9或10所述的装置(I)，其特征在于，如果所述光电接收器(8)没有接收到来自相对布置的所述激光源(6’)的信号且一个或两个激光传感器单元(5，6)都没有给出信号，则所述控制单元发出故障信号。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置(I)，其特征在于，所述光电接收器(8)如此布置，即其接收来自所述激光束(9)的散射光，该散射光源于所述激光束(9)撞击到第一个激光源(5’)的玻璃盖(7)上。
13.根据上述权利要求9至12中任一项所述的装置(I)，其特征在于，设置有光学屏蔽元件(10)，该屏蔽元件防止环境光出现到所述光电接收器(8)上。
【文档编号】B65H7/12GK103754669SQ201310423264
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2012年9月17日
【发明者】F.瓦尔希, M.阿明格翁, J.曼茨 申请人:罗兰电子有限责任公司