DE2106345A1

DE2106345A1 - Vorrichtung zum Prüfen von band förmigem Material

Info

Publication number: DE2106345A1
Application number: DE19712106345
Authority: DE
Inventors: Robert Dexter Victor N Y Johnson (V St A ) P
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1970-02-11
Filing date: 1971-02-10
Publication date: 1971-08-26
Also published as: GB1342914A; FR2080446A5; US3618063A; BE762775A

Description

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Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Vorrichtung zum Prüfen von bandförmigem Material

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von bandförmigem Material mit einer zeilenweise arbeitenden Abtasteinrichtung und mit einer beim Abtasten des Bandes auf Grund von Fehlstellen desselben Signale erzeugenden Detektoreinrichtung.

Bei einer nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtung zum Prüfen von bandförmigem Material wird das zu prüfende Band quer zu seiner Längsrichtung zeilenweise abgetastet. Das Band wird dabei als in Teilstreifen zerlegt angesehen und jedem dieser Teilstreifen ist eine Schaltungsanordnung zugeordnet. Die Fehlstellen werden in dem jeweiligen Teilstreifen registriert, wenn immer eine vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgender Abtastvprgänge ein eine Fehlstelle anzeigendes Signal auslöst. Jene Signale, die nicht mit anderen aufeinanderfolgenden Fehlstellensignalen zusammenwirken und eine längere Fehlstelle anzeigen und registrieren, werden bei dieser Vorrichtung gelöscht.

Aus diesem Umstände ergibt sich das Problem, daß nicht zu erkennen ist, wie häufig solche zufälligen Fehlstellen auftreten. Häufungen kleiner Fehlstellen, von denen jede nicht groß genug ist, um als Fehlstelle registriert zu werden, können nämlich unter dem Gesichtspunkt der Produktqualität ebenso zu beanstanden sein, wie ein Fehler, aeroben genannten Art.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der die Häufigkeit des Auftretens statistisch verteilter kleiner Fehlstellen festgestellt werden kann.

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung gelöst durch einen Akkumulator für die Fehlsteilensignale> durch eine den Inhalt acs Akkumu-

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lators in Abhängigkeit von der Anzahl der eintreffenden Fehlstellensignale erhöhende und in Abhängigkeit von der Zeitspanne zwischen diesen Signalen erniedrigende Addier- und Subtrahiereinrichtung, durch einen einen Vergleichswert liefernden Sollwertgeber, durch eine den Akkumulatorinhalt und den Vergleichswert miteinander vergleichende Vergleichseinrichtung und durch eine beim Anwachsen des Akkumulatorinhaltes über den Vergleichswert hinaus ein Warnsignal erzeugende Alarmeinrichtung. Dadurch, daß einerseits die Signale für einzelne Fehlstellen den Akkumulatorinhalt erhöhen und andererseits nur entsprechend große Zeitspannen zwischen den auftretenden Fehlstellen den Akkumulatorinhalt wieder -erniedrigen, wird erreicht, daß der Akkumulatorinhalt ein Maß für die Häufigkeit des Auftretens solcher statistisch verteilter Fehlstellen liefert, nach dem beurteilt werden kann, ob die einzeln nur wenig oder gar nicht störenden kleinen Fehlstellen durch ihre Häufung dennoch eine zu berücksichtigenden Qualitätsminderung bringen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Multipliziereinrichtung vorgesehen, mittels der die den Inhalt des Akkumulators erhöhenden Signale auf einen anderen Zählwert einstellbar sind - als die den Inhalt des Akkumulators erniedrigenden Signale. Dadurch hat man die Möglichkeit, je nach den Anforderungen an die Fehlerfreiheit des bandförmigen Materials die Vorrichtung auf unterschiedliche Grade der Häufigkeit von Fehlstellen einzustellen, die zur Auslösung eines Warnsignales und etwa damit verbundener Maßnahmen führt. Je höher der Zählwert für die den Inhalt des Akkumulators erhöhenden Signale eingestellt wird, um so langer müssen die zwischen aufeinanderfolgenden Fehlstellen sich erstreckenden Zeitspannen sein, d. h. um so geringer muß die Häufigkeit des Auftretens von Fehlstellen sein, um den Akkumulatorinhalt insgesamt unterhalb eines eingestellten Grenzwertes zu halten.

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Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung an hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein logisches Blockschältbild der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm des Betriebes der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3a eine Bit-Matrize, in der Signale sowohl für fc streifenförmig wie auch für statistisch verteilt

auftretende Fehlstellen enthalten sind;

Fig. 3b eine Bit-Matrize, in der lediglich die Signale statistisch verteilt auftretender Fehlstellen der Matrize nach Fig. 3a enthalten sind.

Wenngleich die Vorrichtung in Fig. 1 nur mit Symbolhaft gezeichneten Elektronikbaugruppen und-teilen dargestellt ist, sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß es dabei hauptsächlich auf deren Wirkungsweise ankommt. Diese kann ganz oder teilweise durch eine in geeigneter Weise programierte allgemeine digitale Datenverarbeitungsanlage oder auch fe durch eine in geeigneter Weise geschaltete Anordnung logischer Schaltkreise oder auch anderweitig erreicht werden.

Die Vorrichtung ist in Verbindung mit einem Abtastsystem dargestellt, bei dem ein von dem zu prüfenden Band reflektierter Abtaststrahl zur Festeilung von Fehlstellen auf dem Band untersucht wird. In gleicher Weise kann dafür aber auch ein Abtastsystem eingesetzt werden, bei dem das zu prüfende Band durchstrahlt wird.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, richtet ein Facettendrehspiegel

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ein Strahlenbündel auf ein Band 12 und läßt ihn darüber hinwegstreichen. Das Strahlenbündel ist so auf das Band 12 gerichtet, daß es von der Bandoberfläche zu einer sammelnden Optik 14 reflektiert wird. Unregelmäßigkeiten in der Bandoberfläche haben Modulationen des Lichtes zur Folge, das von einem Photodetektor 42 aufgenommen wird, wodurch dieser wieder veranlaßt wird, einzelne Fehlstellensxgnale zu erzeugen, die solche Unregelmäßigkeiten des Bandes darstellen.

Wenn der Abtaststrahl beginnt, über das Band 12 hinwegzustreichen, erregt er einen Photodetektor 66, der am Rande des Bandes 12 angeordnet ist. Dadurch wird eine Steuerung für die Behandlung von Fehlstellensignalen über die ganze Bandbreite hinweg ausgelöst. Die Aktivierung des Photodetektors 66 bewirkt, daß ein erster Impuls eines Taktgebers 70 durch ein UND-Gatter 68 und dann durch ein ODER-Gatter zu einem Zählwerk 74 und zu einer Flip-Flop-Schaltung 76 geleitet wird, wobei die Flip-Flop-Schaltung in ihren EINS-Zustand versetzt wird. Wenn die Flip-Flop-Schaltung 76 sich in diesem Zustand befindet, wird ein UND-Gatter 78 geöffnet, so daß es den Impulsen des Taktgebers 70 möglich ist, nun durch das UND-Gatter 78 zu dem Zählwerk 74 zu gelangen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung wird beispielhaft angenommen, daß der Taktgeber 70 sechs Impulse während der Zeit abgibt, während der der Abtaststrahl über einen vorgegebenen Teilstreifen des Bandes 12 hinwegstreicht. Sobald demnach das Zählwerk 74 sechs Impulse gezählt hat, läuft es über, versetzt dadurch die Flip-Flop-Schaltung 76 in ihren NULL-Zustand zurück und aktiviert über ein UND-Gatter 80 einen Teilstreifen-Schaltkreis, der dem nächsten Teilstreifen des Bandes 12 zugeordnet ist/ deren Gesamtzahl zwölf beträgt.

In der Zeit, in der der erste Teilstreifen-Schaltkreis aktiviert ist, d. h. währenddessen die Flip-Flop-Schaltung 76

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in ihrem NULL-Zustand sich befindet, wird jedes einzelne Fehlstellensignal, das durch den Photodetektor 42 aufgenommen wird, durch ein UND-Gatter 82 zu einem Speicher 90

,der als Zwischenspeicher dient, weitergeleiteti Dieser Speicher Rann beispielsweise als Register ausgebildet sein. Falls ein Bit in dem Speicher 90 am Ende einer Teilstreifenabtastung vorhanden ist, wird der Speicher 90 über ein UND-Gatter 92 zu einem binären Zweistufenzählwerk 94 durchgeschaltet. In dem Falle, irt dem im Speicher 90 kein Bit am Ende einer Teilstreifenabtastung vorhanden ist, wird.das Zählwerk 94 über ein UND-NICHT-Gatter 96 gelöscht. Auf diese Weise bedarf es,mindestens zweier aufeinanderfolgender Bits aus zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen desselben Bandteilstreifens in dem Speicher 90, um die zweite Stufe des Zählwerkes 94 in den EINS-Zustand zu versetzen. Wenn die zweite Stufe des Zählwerkes 94 in ihren EINS-Zustand versetzt ist, liegt eine Bandfehlstelle vor, deren Lage über ein UND-Gatter 46 in einer Aufzeichnungsvorrichtung 48 festgehalten wird, in dem das UND-Gatter 46 zugleich einen die betreffende Bandstelle anzeigenden Impuls eines Bandstellenzählwerkes 50 hindurch leitet... · In dem Falle, daß zwar das Abtasten eines bestimmten Teilstreifens ein einzelnes Zählstellensignal liefert, daß aber weder das vorhergehende Abtasten noch das nächstfolgende Abtasten dieses Teilstreifens ein einzelnes Fehlstellensignal liefert, dann befindet sich die erste Stufe des Zählwerkes 94 im EINS-Zustand und die zweite im NULL-Zustand, wenn das eben erwähnte nächstfolgende Abtasten dieses Teilstreifens beendet ist. In diesem Falle ist ein zufällig auftretendes Fehlstellensignal, d. h. das dem EINS-Zustand der ersten Stufe des Zählwerkes 94 entsprechende Signal, festgestellt und isoliert worden. Die Bandstellenanzeige eines derartigen Fehlers würde in einer Vorrichtung der bisherigen Art nicht aufgezeichnet. Im vorliegenden Falle wird das isolierte EINS-Bit in dem Zählwerk 94 durch eine

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logische Schaltung als Teil einer Diskriminatoreinrich-"tung, die ein UND-NICHT-Gatter S 100 und ein UND-Gatter S 102 aufweist, zu der ersten Stufe eines zwölfstufigen Schieberegisters S 104 geleitet. Das tritt dann ein, wenn das oben erwähnte nächstfolgende Abtasten des betreffenden Teilstreifens beendet wird, d. h. wenn das UND-NICHT-Gatter 96 das Zählwerk 94 löscht.

In der gleichen Weise geben der zweite bis zwölfte Schaltkreis EINS-Bits oder NULL-Bits an die ihnen zugeordnete Stufe des Schieberegisters S 104 ab, was im einzelnen davon abhängt, ob sie jeweils ein einzelnes solches EINS-Bit festgestellt haben oder nicht. Daraus folgt, daß am Ende eines jeden vollen Abtastvorganges des Bandes im Schieberegister S 104 ein digitales Wort*, gespeichert ist, da_s jede beliebige Anzahl bis maximal zwölf EINS-Bits haben kann.

Sobald bei jedem Teilstreifen das Abtasten beendet ist, d. h. wenn die Plip-Flop-Schaltung 76 wieder in ihren NULL-Zustand zurückversetzt ist, wird durch ein ODER-Gatter S 106 ein Impuls an ein Zwölf-Bit-Zählwerk S 108 abgegeben. Demzufolge zählt das Zählwerk S 108 während jedes Bandabtastvorganges bis zur Dezimalzahl zwölf. Sobald das Zählwerk S 108 einmal zwölf Impulse gezählt hat, öffnet es ein UND-Gatter S 110, so daß die Impulse des Taktgebers * 70 zu dem Schieberegister S 104 gelangen können und da s In dem Schieberegister S 104 vorhandene, aus zwölf Bits bestehende Digitalwort zu einem logischen Schaltkreis weiterschieben können, der als Addier- und Subtrahiereinrichtung dient und ein UND-Gatter S 112 und ein UND-NICHT-Gatter S 114 aufweist. In Fig. ist die dafür erforderliche Zeit dargestellt. Ein Zwölf-Bit-Zählwerk S 116 zählt die Zwölf-Bits, die erforderlich sind, um das Schieberegister 104 zu löschen. Wenn dieses Zählwerk S 116 seinen zwölften Zählimpuls empfangen hat, löscht es sowohl sich selbst wie auch das Zählwerk S 108, wodurch das

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Zählwerk S 108 für den nächsten Bandabtastvorgang wieder bereitsteht.

Auf Grund eines jeden EINS-Bits, das in dem digitalen Wort im Schieberegister S 104 vorhanden war und durch das UND-Gatter S 112 ausgelesen wird, erhöht sich der Inhalt eines Akkumulators S 118. Auf Grund eines jeden NULL-Bits des digitalen Worts, das aus dem Schieberegister S 104 durch das UND-NICHT-Gatter S 114?ä9rchgeht, erniedrigt sich der Inhalt des Akkumulators S 118. Der Inhalt des Akkumulators S 118 wird in einer Vergleichseinrichtung S 120 mit einem von einem Sollwertgeber S 122 gelieferten Vergleichswert verglichen. Wenn der Inhalt des Akkumulators S 118 größer als der Vergleichswert ist, was darauf hin deutet, daß zu viele einzelne Fehlstellen im Band innerhalb eines vorgegebenen Bereiches der Bandfläche aufgetreten sind, dann wird eine Alarmeinrichtung S 124 oder dergleichen eingeschaltet, um anzuzeigen, daß eine Häufung von Bandfehlstellen aufgetreten ist.

Bei der hier beschriebenen Vorrichtung kann die Fehlstellendichte, d. h. die Häufigkeit einzeln auftretender Fehlstellen, eingestellt werden, die erreicht werden muß, um danach die Alarmeinrichtung S 124 auszulösen. Zu diesem Zweck ist eine Multipliziereinrichtung S 126 mit einer Umsteuereinrichtung 128 vorgesehen, mittels deren die durch das UND-Gatter S hindurchgeleiteten, den Inhalt des Akkumulators S 118 erhöhenden EINS-Bits auf einen anderen Zählwert eingestellt werden als die durch das UND-NICHT-Gatter S 114 hindurchgeleiteten, den Inhalt des Akkumulators S 118 erniedrigenden NULL-Bits. Beispielsweise kann man den Zählwert für jedes in dem digitalen Wort vorhandene EINS-Bit am Ausgang des Schieberegisters S 104 auf 10 einstellen. Auf Grund eines jeden NULL-Bits in dem digitalen Wort wird der Inhalt des Akkumulators S 118 um 1 erniedrigt. Je größer die Konzen-

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tration von Fehlstellen in einer vorgegebenen Bandfläche ist, um so größer wird demzufolge die Aussicht sein, daß der Inhalt des Akkumulators über den Vergleichswert des Sollwertgebers S 122 hinaus anwachsen und dadurch die Alarmanlage S 124 auslösen wird. Ein Verkleinern des Zahlwertes aus der Umsteuereinrichtunq· S 128 hat zur Folge,daß eine größere Dichte von Fehlstellen erforderlich ist, um ein Warnsignal auszulösen. Ein Vergrößern des Zählwertes hat, wie schon ausgeführt, die umgekehrte Wirkung.

Anhand der Fig. 3a und 3b wird im folgenden das Auftreten von Fehlstellensignaien und deren Registrierung dargestellt, wohei die Darstellung sich auf fünf aufeinanderfolgende Abtastvorgänge beschränkt, die mit S, bis S^ bezeichnet sind. Die den gewählten zwölf Teilstreifen des Bandes entsprechenden Schaltkreise sind dabei mit CL bis C,₂ bezeichnet.

In dieser Darstellungsweise sind in Fig. 3a beispielhaft einige aufgetretene Fehlstellensignale jeweils durch das Bit-Zeichen "1" eingetragen. Dabei bemerkt man, daß im Schaltkreis C₃ ein streifenförmiger Fehler angezeigt wird. Im Schaltkreis C- ist bei den Abtastvorgängen S₂ und S₃ und im Schaltkreis C_r ist bei den Abtastvorgängen S, und

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S₂ jeweils eine kürzere streifenförmige Fehlstelle aufgetreten. Einzelne Fehlstellen haben sich bei den Schaltkreisen C₇ bis C₉ angehäuft, die bei den Abtastvorgängen S₃ bis S. erscheinen. Entsprechend dem weiter oben Ausgeführten speichert eine Aufzeichnungseinfichtung 48 im Schaltkreis C₃ fortlaufend die von dem Zählwerk 50 für die Bandstellenanzeige stammenden Impulse, die dem streifenförmigen Fehler in dem Teilstreifen 3 entsprechen. In gleicher Weise speichert je eine Anzeigevorrichtung 48 in den Schaltkreisen C,

und C, die ebenfalls von dem Zählwerk 50 stammenden Impulse, 6

die den kürzeren strelfenförmigen Fehlstellen der zugeordneten Teilstreifen 5 bzw. 6 .entsprechen. Wie in Fig. 3b zu sehen ist, v/erden jedoch nur die den statistisch verteilt

auftretenden Fehlstellen in den Schaltkreisen C₇ bis C_g entsprechenden Fehlstellensignale , die eine Anhäufung solcher einzelner Fehlstellensignale zum Ausdruck bringen, durch die logischen Schaltkreise zu digitalen Wörtern verarbeitet und an das Schieberegister S 104 weitergeleitet. Je nach der Größe des am Zählwerteinstellers S 128 eingestellten Zählwertes vermag, diese Anhäufung gegebenenfalls die Alarmeinrichtung S 124 auszulösen.

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Claims

Patentansprüche-

l.J Vorrichtung zum Prüfen von bandförmigem Material mit einer zeilenweise arbeitenden Abtasteinrichtung und mit einer beim Abtasten des Bandes auf Grund von.Fehlstellen desselben Signale erzeugenden Detektoreinriahtung, gekennzeichnet durch einen Akkumulator (S118) für die Fehlstellensignale, durch eine den Inhalt des Akkumulators (S 118) in Abhängigkeit von der Anzahl der eintreffenden Fehlstellensignale erhöhende und in Abhängigkeit von der Zeitspanne zwischen diesen Signalen erniedrigende Addier- und Subtrahiereinrichtung (S 112, S 114), durch einen Vergleichswert liefernden Sollwertgeber (S 122), durch eine den Akkumulatorinhalt und den Vergleichswert miteinander vergleichende Vergleichseinrichtung (S 120) und durch eine bein. Anwachsen des Akkumulatorinhaltes über den Vergleichswert hinaus ein Warnsignal erzeugende Alarmeinrichtung (S 124).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Fehlstellensignale von Fehlstellen einander benachbarter Abtastzeilen zu einer diese Signale speichern-"den" Auf zeichnuhgseinrichtüng (48)" und- die Fehlstellensignale einzeln, in einander nicht, benachbarten Abtastzeilen auftretender Fehlstellen zu dem Akkumulator (S 118) weiterleitende EJiskriminatorer.einrichtung (92,94,96, S 100,S 102, S 104) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Multipliziereinrichtung (S 126, S 128) vorgesehen ist, mittels der die den Inhalt des Akkumulators (S 118) erhöhenden Signale auf einen anderen Zählwert einstellbar sind als die den Inhalt des Akkumulators erniedrigenden Signale.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung mehrere Schaltkreise (C₁...C -j^ aufweist, die je einem Teilstreifen (1...12) des Bandes zugeordnet sind, daß die Aufzeichnungseinrichtung mehrere Zwischenspeicher (90) aufweist, von denen jeder mit je einem/Schaltkreise (C,...C₁₂) der·Detektoreinrichtung zusammenwirkt und auf Grund einer dadurch während eiiier vorgegebenen Anzahl von Abtastschritten für den zugeordneten Teilstreifen (1...12) empfangenen vorgegebenen Anzahl von Eingangssignalen ein Fehlstellen in diesem Teilstreifen darstellendes Signal abgibt, daß jeder Zwischenspeicher (90*) eine Löschschaltung aufweist, die ihn löscht, wenn die vorgegebene Anzahl Abtastschritte für den zugeordneten Teilstreifen kein Fehlstellensignal liefert, und daß die Diskriminator einrichtung "(92,94,96, S 100,S 102,S 104) eine Speichereinrichtung (S 104) zum Aufnehmen der beim Löschen aus den Zwischenspeichern/abgegebenen Signale und zum nacheinander erfolgenden Weiterleiten dieser Signale an den Akkumulator (S 118) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung als Schieberegister (S 104) des Bandes (12) ausgebildet ist und die Addier- und Subtrahiereinrichtung (S 112,S 114) als eine Diskriminatoreinrichtung aufweist, die beim überschieben eines Registersignals in den Akkumulator dessen Inhalt beim Vorhandensein"eines Fehlstellen darstellenden Signals erhöht und beim Vorhandensein eines keine Fehlstellen darstellenden Signals erniedrigt.

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