CN105960589B - 用于检查工件表面和带材料的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于检查工件表面的装置，具有以下的特征：设置了传感器（7），所述传感器被构造用于检查工件表面，具有声波辐射面的超声震荡器（8a、8b），所述超声震荡器刚性地与所述传感器（7）连接，用以构造传感器单元（5），以及与所述传感器单元（5）耦联的可运动的定位装置（6），用于将所述传感器单元（5）定位在与所述工件表面的对置位置中，其中，所述定位装置（6）具有挤压机构，所述挤压机构朝着工件表面的方向挤压所述传感器单元（5），所述超声震荡器（8a、8b）的声波辐射面实施超声波振动，使得在气体状的介质存在的条件下在所述工件表面和所述声波辐射面之间作用有超声波悬浮力场，所述超声波悬浮力场生成反向于所述挤压力指向的反力，由此所述传感器单元（5）与所述工件表面间隔地保持悬着，其中，所述传感器被构造，用以检测不同的物理的效果，如例如表面结构偏差或者颜色偏差。

Description

用于检查工件表面和带材料的装置
技术领域
本发明涉及用于借助于传感器、如例如摄像头或者涡流传感器检查工件表面的装置。本发明尤其涉及如下的装置，所述装置适合于将所述传感器与所述工件表面以恒定的距离保持并且迅速地修正距离改变。本发明此外涉及带材料处的材料特性的检查或者测量。
背景技术
由现有技术已知如下的系统，其实现工件或者带材料的表面的检查。对此，传感器必须被准确地保持在先前确定的位置中。例如当借助于具有非常小的深度清晰度的光学的系统进行光学的检查时，在所述工件表面上引导所述光学的系统时必须保持该系统的镜头和工件表面的距离恒定。这样的系统由文件WO94/18643和WO01/23869 A1已知。类似的要求也适用于其它传感器和其它测量或者检查方法，如例如电容的或者感应的检查方法。
要求的测量准确性越高，对测量装置的机械的构造的要求越高。特别当所述测量准确性依赖于传感器位置和工件表面之间的限定的距离的保持时是这种情况。例如在监测带材料情况下，当传感器紧挨着在所述带材料的表面上横向于所述带的运动方向运动时，为此使用刚性的横梁。
因为所述带材料在运动期间大多略微地振动，所以产生测量错误。当所述带在测量位置处在辊子上运转时，因为辊子会具有不圆性，所以同样产生测量错误。如果待检查的带材料例如是具有硬的表面的钢板材时，所述传感器在这样的情况下能够与滑块耦联，所述滑块具有在所述钢带的表面上滚动的支撑轮，使得所述传感器始终与钢带表面具有相同的距离。
然而存在一系列应用情况，其中所述带材料在处理过程、例如覆层过程期间必须被检查。在此，所述带材料运转通过例如干燥隧道，其中必须保持恒定的温度和均匀的温度分布。在该情况下，目前说明的装置出于两个原因不能被使用：通过所述支撑轮与所述带材料的直接机械的接触一方面会损害带材料的敏感的表面并且另一方面会在接触部位处改变所述带材料的表面温度。
发明内容
由此，本发明的任务在于，提供如下的装置，利用所述装置传感器能够以准确规定的距离被定位在运动的工件表面上或者在运动的工件表面上运动并且在所述工件的厚度波动或者在支撑辊子或者转向辊子的不圆性的情况下，测量系统和工件表面之间的距离、接下来称作测量距离能够被保持恒定。另外的要求在于，为了保留期望的测量距离所述传感器的后调整必须在非常短的时间内进行并且所述带材料在测量部位处的温度分布尽可能少地受到影响。
所述任务利用权利要求1所述的装置通过以下方式得到解决，即至少一个超声波-超声震荡器与所述测量系统机械地耦联。所述超声波-超声震荡器如下地定向，其声波辐射的面对置于材料表面，并且如下地运行，即被辐射的声波波浪产生悬浮力场，当所述超声震荡器和所述工件借助于挤压机构彼此挤压时，其防止所述超声震荡器表面与所述工件表面的接触，
挤压机构可以理解为所有适合于将所述超声震荡器与耦联在其处的传感器借助于先前确定的挤压力挤压向所述工件表面的技术的机构。所述挤压力能够通过机械的弹簧、通过被控制的机械的驱动机构、液压的驱动机构或者气动的驱动机构实现。挤压力也能够通过磁性的吸引或者排斥、同样通过使用作用质量上的重力或者通过真空、也就是说在使用外部的空气压力的条件下产生。
上述说明的用于表面检查的装置的重要的优点在于，所述悬浮力场在测量或者检查部位处没有明显地影响温度分布。
所述传感器与所述工件表面的距离能够在必要时改变，方法是改变所述超声震荡器的电的功率消耗。由此，振动幅度改变。同样地，借助于所述超声震荡器的电的功率调节能够非常快速地改变所述传感器和所述工件表面的距离。
所述超声震荡器的声波辐射面具有与所述工件表面一致的形状，也就是说，其在平整的材料表面的情况下平坦地实施，在两维或者三维地拱起的材料表面的情况下与其匹配地拱起。
根据权利要求2，设置了用于控制所述工件表面和所述工作单元之间的距离的距离控制机构，其中，所述距离能够通过声波能量的改变被改变。由此实现了所述传感器关于所述工件表面的特别快速和准确的后调整。
根据权利要求3，所述传感器由至少两个超声震荡器包围。该布置是特别有利的，因为由此所述传感器被保护防止有害的影响。
根据权利要求4，所述传感器与至少两个超声震荡器耦联，所述至少两个超声震荡器能够分开地被触发。该实施方式具有如下的优点，即通过不同地触发所述超声震荡器也实现了可运动的悬挂的传感器单元的微小的倾斜，用以由此还能够更准确地定位所述传感器。
具体实施方式
以例子结合两个附图更详细地解释用于表面检查的装置：
图1示出了隧道式炉1，在其中进行热处理过程。带材料2在被驱动的辊子3上被引导通过所述隧道式炉1。在所述隧道式炉1的入口处，借助于喷射装置4将漆喷射到所述带材料2上。在所述隧道式炉1的出口处布置了示意性示出的用于表面检查的传感器单元5。所述传感器单元5挂吊在可运动的悬挂6处并且以300μm的距离悬在所述带材料2上方。需要注意的是，所述传感器单元5关于所述带材料表面的距离不借助于所述可运动的悬挂6调节。所述悬挂6仅仅用于承受所述传感器单元5的重量的一部分。所述重量的剩余的部分被用作重力的挤压力，其反向于借助于超声波-悬浮力场产生的力起作用。
在图2中示意性地示出了所述传感器单元5的指向所述带材料2的表面上的下侧面。以附图标记7表示传感器、例如摄像头。以附图标记8a、b表示两个产生超声波-悬浮力场的超声震荡器。要强调的是，所述漆在离开所述隧道式炉的带材料2上还没有完全硬化并且因此对于机械的接触还是敏感的。也特别重要的是，所述带的温度保持恒定并且也没有被测量过程影响。然而同样重要的是，所述层厚度能够尽可能直接在所述喷射装置后确定，由此，漆厚度的偏差或者其它错误能够迅速地被识别出并且能够被修正。
因为所述悬浮力场对所述带材料2的表面处的温度分布几乎没有影响，所以所述测量不影响敏感的漆层。

Claims (4)

1.用于检查工件表面和带材料的装置，具有以下的特征：
-设有至少一个传感器（7），所述传感器被构造用于检查特别的工件表面和/或特别的带材料（2），
-设有至少一个具有声波辐射面的超声震荡器（8a、8b），所述超声震荡器机械刚性地与所述传感器（7）连接，用以形成传感器单元（5），以及
-设有与所述传感器单元（5）耦联的可运动的定位装置（6），用于将所述传感器单元（5）定位在与所述工件或者带表面的对置位置中，其中，
-所述定位装置（6）具有挤压机构，所述挤压机构朝着工件表面的方向挤压所述传感器单元（5），其中，产生预先确定的挤压力，或者重力被用作挤压力，
-所述超声震荡器（8a、8b）的声波辐射面实施超声波振动，使得在气体状的介质存在的条件下在所述工件或者带表面和所述声波辐射面之间作用有超声波悬浮力场，所述超声波悬浮力场生成反向于所述挤压力指向的反力，由此所述传感器单元与所述工件或者带表面间隔地保持悬着，其中，
所述传感器被构造，用以
-检测所述工件表面或者所述带的表面结构偏差或者颜色偏差或者反射特性的偏差或者材料不均匀性或者错误部位，或者
-检测所述带厚度或者施加的覆层的厚度，或者
-检测所述工件或者带表面处的表面温度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，设置了距离控制机构，用于控制所述工件表面（2）和所述工作单元（3）之间的距离，其中，所述距离通过改变声波能量被改变。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器（7）由至少两个超声震荡器（8a、8b）包围。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器（7）与至少两个超声震荡器（8a、8b）耦联，所述至少两个超声震荡器能够分开地被触发。
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