本發(fā)明涉及一種用于測定兩個平坦的工件表面之間的夾角的設備，所述設備具有用于激光束的激光發(fā)射器，所述設備還具有布置在兩個工件表面之間的、與夾角的頂點軸線軸線平行的并且以垂直于轉子軸線的用于激光束的發(fā)射方向連續(xù)運轉的導向轉子，所述設備還具有接收裝置，所述接收裝置具有用于沿發(fā)射方向在工件表面上反射的激光束的接收器，并且所述設備還具有連接在接收裝置上的分析電路。

現(xiàn)有技術

為了檢測通過彎邊機彎曲的板材的彎曲角，已知多種不同的測量裝置，其中，通常基于光隙法進行的光學檢測與對板材表面的機械測量相比具有無磨損的優(yōu)點。除了光隙法還已知一種光學測量方法(EP 0 915 320 A1)，其中，再通過彎邊機彎曲的板材的一個邊的外側上布置有激光發(fā)射器，該激光發(fā)射器圍繞與彎曲角的頂點軸線平行的軸線來回擺動，也就是說圍繞由垂直于板材的側邊的表面的激光束經過所確定的中間位置擺動。因為激光發(fā)射器對稱地布置在兩個接收器二極管之間，在激光發(fā)生器每次從導向轉子的中間位置向外擺動時，兩個接收器二極管中的一個都會被在側邊表面上反射的激光束擊中，從而使接收器二極管的信號峰值結合導向轉子和進而激光發(fā)射器相對于規(guī)定的參比旋轉位置的所對應的旋轉位置確定被發(fā)射的激光與側邊表面上的法線之間的夾角。由于該夾角與激光發(fā)射器相對于側邊表面的距離有關，因此為了檢測基于參比旋轉位置的、激光發(fā)射器垂直于側邊表面的中間位置的旋轉角，測量激光發(fā)射器的與兩個接收器二極管的信號峰值相對應的旋轉角，從而使垂直于側邊表面的中間位置相對于參比旋轉位置的夾角能夠通過接收器二極管的兩個旋轉角的總和的一半計算得出，并且能夠由此推導出側邊表面與通過參比旋轉位置確定的參比表面之間的夾角。在這種已知的工件表面相對于參比表面光學角測量方法中有利的是，并不用散射光、而是在工件表面上反射的激光束測定角度。然而不利之處在于所需的費用，尤其為了測量兩個板材的側邊之間的夾角，每個側邊都需要一個測量裝置。

最終為了避免該弊端已知的是(JP 2002-59217 A)，在兩個平坦的工件表面之間設置連續(xù)運轉的導向轉子，其具有平行于兩個工件表面之間的夾角的頂點軸線的轉子軸線，從而使與轉子軸線共軸的激光束通過導向轉子的朝轉子軸線45°傾斜的鏡片沿徑向向導向轉子偏轉，并且當被偏轉的激光束垂直于相應的工件表面時在工件表面上沿偏轉方向反射。通過導向轉子的驅動電機相應的旋轉位置，則可以在分析電路中測算兩個工件表面之間的任何夾角。然而不利之處在于，由于發(fā)射裝置和接收裝置所導致的結構復雜性，該結構復雜性在激光發(fā)射器與導向轉子之間的光路中要求半透鏡，用于將反射的激光束偏轉至接收裝置，并且由此要求彎邊機的彎曲沖頭的特殊結構，以便能夠安置測量設備。

技術實現(xiàn)要素：

由此本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種用于確定兩個平坦的工件表面之間的夾角的設備，從而能夠以相對簡單的結構件確保高分辨率的角度檢測。

基于上述類型的設備，本發(fā)明的技術問題由此解決，即，所述激光發(fā)射器具有探測二極管，并且所述探測二極管構成用于被反射的激光束的接收器。

作為探測二極管應用于激光發(fā)射器中的發(fā)光二極管通常用于激光二極管的功率調節(jié)，因為被激光擊中的探測二極管的光電流與激光二極管的已發(fā)射的光功率有關。在使用探測二極管作為用于反射的激光束的接收器的情況下，探測二極管在接收到反射的激光束時不僅被已發(fā)射的激光束而且還被反射的激光束擊中，這表現(xiàn)在光電流明顯升高時，從而能夠在出現(xiàn)探測二極管的這種電流峰值時使導向轉子的旋轉角作為相應的工件表面上的法線的傾斜的衡量指標。由此不需要用于激光束的單獨的接收裝置，并且形成簡單、緊湊的結構，這在彎邊機的彎曲沖頭區(qū)域中特別局促的空間條件下是特別重要的。

導向轉子可以容納激光發(fā)射器本身，激光發(fā)射器則通過導向轉子運行。然而對于許多應用場合來說，當導向轉子構成沿轉子軸線的方向延伸的、用于從靜止的激光發(fā)射器發(fā)射的激光束的平坦的反射面時，形成了更簡單的結構關系，因為在此情況下激光發(fā)射器和由此以及用于反射的激光束的接收器能夠與導向轉子無關地布置。

相對于預定的參比旋轉位置得到導向轉子的旋轉角。為此，導向轉子可以配屬有根據(jù)導向轉子的旋轉位置能夠控制的、連接在分析電路上的參比信號發(fā)生器，所述參比信號發(fā)生器在導向轉子每次旋轉時都示出參比旋轉位置。盡管能夠使用不同的參比信號發(fā)生器(這僅僅取決于分析電路在導向轉子的參比旋轉位置中被重復旋轉位置的參比信號加載)，當激光束本身控制參比信號發(fā)生器時還是得到特別有利的結構關系。為此可以使用鏡片，該鏡片將已發(fā)出的激光束朝探測二極管反射，其中，出現(xiàn)與通過在工件表面上反射的激光束而形成的光電流相比明顯更高的光電流峰值。如果使用具有用于偏轉由靜止的激光發(fā)射器發(fā)射的激光束的鏡面的導向轉子，該鏡面就可以用于形成參比信號。

當分析電路具有通過參比信號發(fā)生器能夠控制的、按脈沖節(jié)拍或脈沖激發(fā)的計數(shù)器時，得到了測量數(shù)據(jù)的特別簡單的計算規(guī)則，從而使導向轉子的每個旋轉劃分成多個計數(shù)步驟，所述計數(shù)步驟分別與導向轉子的每一個旋轉步驟和由此與每一個角增量相對應。由此相應的計數(shù)器讀數(shù)分別給出導向轉子基于參比旋轉位置的旋轉角，其中，沿著被發(fā)射的激光束的方向接收到的被反射的激光束的旋轉位置的計數(shù)器讀數(shù)的差異表示用于兩個工件表面之間的待測量夾角的直接衡量指標。

附圖說明

在附圖中示例性地示出本發(fā)明的技術方案。在附圖中：

圖1以示意性正視圖方式示出根據(jù)本發(fā)明的用于確定兩個平坦的工件表面之間夾角的設備，

圖2以示意性側視圖方式示出所述設備，

圖3示出與圖1相對應的根據(jù)本發(fā)明的設備的結構變形方案的視圖，和

圖4示出用于根據(jù)本發(fā)明的設備的分析電路的框圖。

具體實施方式

尤其如圖1和圖2所能看出的，根據(jù)本發(fā)明的用于確定兩個平坦的工件表面1、2之間的夾角α的設備具有導向轉子3，所述導向轉子的軸線4與待測量的夾角α的頂點軸線5相平行地延伸。在所示實施方式中，可由電機6通過軸7驅動的導向轉子3具有沿轉子軸線4延伸的、用于激光束9的平坦的反射面8，激光束由靜止的激光發(fā)射器10發(fā)射并且集束地達到導向轉子3的反射面8，以便在反射面8上被反射。由反射面8發(fā)射的激光束9沿著垂直于頂點軸線5延伸、在頂點軸線5上相交的直線經過兩個工件表面1、2，在所述直線之間形成夾角α。投射在工件表面1上的、由導向轉子3的反射面8發(fā)射的激光束9在相應的工件表面1、2上反射。只有沿投射在工件表面1、2上的激光束9的方向反射的激光束9才用于通過接收裝置11測定角度，所述接收裝置根據(jù)本發(fā)明配置于激光發(fā)射器10，以便滿足特別簡單的結構要求。

如圖1直接所示，當激光束9垂直于工件表面1、2延伸時，投射在工件表面1、2上的激光束9僅沿投射的激光束9的方向被反射。因此，導向轉子3在接收從工件表面1、2上反射的激光束9時的旋轉位置對于工件表面1、2的相應傾斜度來說是具表征性的。因為在垂直于工件表面1、2延伸的激光束9之間形成工件表面1、2之間待測量的夾角α，通過導向轉子3的與垂直于工件表面1、2的激光束9相對應的旋轉位置反應出工件表面1、2之間的夾角α，這能以簡單的方式進行測量技術上的分析計算。

在圖1中示出根據(jù)本發(fā)明的用于確定板材12的邊之間的彎曲角α的測量設備的應用，所述板材借助沖頭13被壓進彎邊機的凹模14中。盡管該應用表現(xiàn)為優(yōu)選的應用領域，但是顯然本發(fā)明并不局限于彎邊機，而是可以廣泛地有利地應用于兩個平坦的工件表面1、2之間的夾角的無接觸式的測量。

由于激光發(fā)射器10除了激光二極管15之外還具有探測二極管16，探測二極管16可以作為用于被反射的激光束9的接收器使用，如圖4所示。激光二極管15基本上被看做點狀光源，以至于被發(fā)射的激光以常見方式借助準直光學元件17聚焦為激光束9。由于探測二極管16作為用于被反射的激光束9的接收器使用，在工件表面1、2上反射的激光束9額外地擊中探測二極管16，以至于由于通過激光二極管15的加載而形成的光電流出現(xiàn)突躍的光電流峰值，該光電流峰值反映出在工件表面1、2上反射的激光束9被接收。由此，由導向轉子3的相應的旋轉位置可以以簡單的方式得出工件表面1、2之間的夾角α。

為此，導向轉子3的旋轉位置基于參比旋轉位置給出。為此設置參比信號發(fā)生器，所述參比信號發(fā)生器能夠以有利的方式被激光束9本身加載。由于被反射的激光束9通過探測二極管16檢測，探測二極管16也可以作為參比信號發(fā)生器使用。在導向轉子3的一個旋轉位置中，在該旋轉位置中反射面8垂直于由激光發(fā)射器10發(fā)射的激光束9，因此由激光發(fā)射器10發(fā)射的激光束9直接被反射面8(鏡片)原路反射，從而使探測二極管16被與在工件表面1、2上反射的激光束相比明顯更高的光功率加載。由此導致的光電流峰值因此明顯比與角測量相關的光電流峰值提高。通過具有反射面8的垂直于激光束9的接收光軸的定向的旋轉位置所確定的參比旋轉位置用作用于測定角度的初始旋轉位置。

特別簡單的分析計算方式規(guī)定，根據(jù)圖4，控制用于導向轉子3的電機6和激光發(fā)射器10的分析電路18具有通過振蕩器19按脈沖節(jié)拍的計數(shù)器20，所述計數(shù)器分別通過參比信號發(fā)生器復位。為此，探測二極管16的輸入信號在相應的增強和編輯后輸入計算單元21，在所述計算單元中確定，由探測二極管16接收的信號是相當于參比信號還是相當于基于接收到的、在工件表面1、2上反射的激光束9形成的測量信號。隨著參比信號的出現(xiàn)，計數(shù)器20重新啟動并且在導向轉子3運行時計算激光脈沖的計數(shù)步驟。當出現(xiàn)測量信號時，讀取相應的計數(shù)器讀數(shù)，該計數(shù)器讀數(shù)相當于到當前位置所計數(shù)的計數(shù)步驟的總和，基于導向轉子3的連續(xù)運轉該總和可以等于角增量。為了檢測兩個工件表面1、2之間的夾角α，因此僅需要獲得基于參比旋轉位置的旋轉角的差值，該旋轉角通過被反射的激光束9的接收被確定。

為了能夠例如將夾角α準確到十分之一度地確定，計數(shù)器在導向轉子3的運轉期間至少脈沖7200次。在運轉360°的情況下，十分之一度的檢測需要至少3600個計數(shù)步驟。因為由反射面8發(fā)射的激光束9具有相對于導向轉子3的角速度雙倍的角速度，計數(shù)步驟的數(shù)量也應該加倍，因此對該示例來說至少應需要7200個計數(shù)步驟。在計數(shù)步驟的數(shù)量更大的情況下，計數(shù)步驟數(shù)量的第7200個部分相當于十分之一度。因此為了確定兩個工件表面1、2之間的夾角α，僅應獲得用于導向轉子3的旋轉位置的計數(shù)步驟數(shù)量之間的差值，激光束9在導向轉子中垂直于工件表面1、2延伸?？梢酝ㄟ^計算單元21直接通過輸出端22讀取夾角值。

根據(jù)圖3的實施方式示出，也可以使用棱鏡作為導向轉子3的反射面8，通過所述棱鏡可以實現(xiàn)被發(fā)出的激光束像被接收的激光束一樣的額外的偏轉，例如以便能夠設置用于確定的參比旋轉位置的獨立的參比脈沖發(fā)生器23。該參比脈沖發(fā)生器23被激光束9在導向轉子3的預設的參比旋轉位置中加載。