DD210749A1

DD210749A1 - METHOD FOR THE CONTINUOUS, TOUCH-FREE MEASUREMENT OF SEMI-GROUND GEOMETRIES

Info

Publication number: DD210749A1
Application number: DD24388782A
Authority: DD
Inventors: Werner Broy; Ulf Forke; Guenter Nawroth
Original assignee: Werner Broy; Ulf Forke; Guenter Nawroth
Priority date: 1982-10-11
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1984-06-20

Abstract

Die kontinuierliche, beruehrungslose Messwerterfassung von Halbzeuggeometrien dient zur Qualitaetsueberwachung bei der Halbzeugfertigung. Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch die Anwendung dieses Messverfahrens bei der Profeistrangherstellung eine Ausschussquotensenkung bei gleichzeitiger Produktivitaets- und Qualitaetssteigerung zu erhalten. Mit dem erfindungsgemaessen Verfahren soll die Herstellung von Praezisionshalbzeugen in geforderter guter Qualitaet realisierbar werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass innerhalb der plastischen Phase des Profilstranges mit einem Messgroessenaufnehmer der nach dem Lichtschnittprinzip arbeitet, die Oberflaechenform und Winkelgenauigkeit des herzustellenden Profilstranges dargestellt werden. Die erhaltenen Abbildungen lassen durch die Weiterverarbeitung mittels ansich bekanntem Bilddigitalisiergeraet und Bildanalysegeraet einen Vergleich zwischen geforderter Soll- und Istgeometrie zu und es erfolgt bei Abweichungen ueber Regler und Stellglieder die Beeinflussung der Profilstranggeometrie. Der Einsatz des Messverfahrens kann beispielsweise in der plast- und elastverarbeitenden sowie in der glasverarbeitenden Industrie erfolgen.The continuous, contactless measured value recording of semi-finished product geometries serves to monitor the quality of semi-finished products. The aim of the invention is to obtain a reject rate reduction with simultaneous increase in productivity and quality through the use of this measurement method in the profeistrang production. With the inventive method, the production of precision semi-finished in the required good quality should be realized. According to the invention, the object is achieved in that within the plastic phase of the extruded profile with a Messgroessenaufnehmer working on the light-section principle, the surface shape and angular accuracy of the profile to be produced strand are displayed. By means of further processing by means of a known image digitizing device and image analysis device, the images obtained permit a comparison between the required setpoint and actual geometries, and in the event of deviations via regulators and actuators, the profiled strand geometry is influenced. The use of the measuring method can be done for example in the plastic and elastverarbeitenden and in the glass processing industry.

Description

Verfahren zur kontinuierlichen, berührungslosen Meßwerterfassung von HalbzeuggeometrienMethod for continuous, non-contact measured value recording of semifinished product geometries

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen, beriihrungslosen Meßwerterfassung von Halbzeuggeometrien bei der Herstellung von Plastwerkstoffen.The invention relates to a method for the continuous, non-contact measured value recording of semifinished product geometries in the production of plastic materials.

Anwendung kann die Erfindung überall dort finden, wo Werkstoffe die bei der Profilstrangherstellung eine plastische Phase durchlaufen und die Oberflächenform als auch die Winkelgenauigkeit in guter Qualität gefordert werden»Application, the invention can be found wherever materials undergo a plastic phase in the profile strand production and the surface shape and the angular accuracy in good quality are required »

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

"Es ist bekannt, zur Kontrolle der maßlichen und geometrischen Gestalt von Halbzeugen konventionelle Meßgeräte der Längenmeßtechnik sowie entsprechende Lehren diskontinuierlich einzusetzen»"It is known, for controlling the dimensional and geometric shape of semi-finished products, to use conventional measuring devices of length measuring technology and corresponding teachings discontinuously»

Technische Lösungen zur kontinuierlichen berübrungslosen Erfassung der Ebenheit, Oberfläcbenform bzw. Winkelgenauigkeit an Halbzeugen sind nicht bekannt. Es gibt diskontinuierlich arbeitende Lösungen zur Bestimmung von Kreisbogen und Radien an Werkstücken (DE-OS 2609387, DE-OS 2149534, DE-AS 2360780, DE-OS 1552111), die auf mechanischem bzw, pneumatischem Meßprinzip beruhen, jedoch in jedem Fall mit mechanischer Berührung des Meßobjektes verbunden sind.Technical solutions for continuous non-contact detection of the flatness, Oberfläcbenform or angular accuracy of semi-finished products are not known. There are discontinuous solutions for the determination of circular arcs and radii on workpieces (DE-OS 2609387, DE-OS 2149534, DE-AS 2360780, DE-OS 1552111), which are based on mechanical or pneumatic measuring principle, but in any case with mechanical Touching the DUT are connected.

Diese Meßeinrichtungen gestatten jedoch nicht die Beurteilung von beliebig geformten Oberflächen,However, these measuring devices do not allow the assessment of arbitrarily shaped surfaces,

11 OiIT. 1982*04002711 OiIT. 1982 040027 *

Auf Grund der mechanischen Berührung des Meßobjektes bei den bekannten technischen Lösungen ist mit diesen nur in Ausnahmefällen (sehr geringe Produktionsgeschwindigkeit, sehr geringe Meßkraft) eine kontinuierliche Meßwerterfassung möglich» Im plastischen Zustandsbereich von Werkstoffen sind die bekannten technischen Lösungen weder zur kontinuierlichen noch zur diskontinuierlichen Meßwerterfassung geeignet, da die auftretenden Meßkräfte zu einer Deformation der Meßobjektoberfläche führen. Desweiteren haftet ein mechanischer Meßfühler an der Oberfläche des Meßobjektes im genannten plastischen Bereich und ist somit für die Meßaufgabe nicht einsetzbar»Due to the mechanical contact of the test object in the known technical solutions with these only in exceptional cases (very low production speed, very low measuring force) continuous data acquisition possible »In plastic state range of materials, the known technical solutions are neither suitable for continuous nor discontinuous data acquisition because the measuring forces occurring lead to a deformation of the target surface. Furthermore, a mechanical sensor adheres to the surface of the object to be measured in the aforementioned plastic range and is therefore not applicable for the measurement task »

Auf Grund der technologischen Gegebenheiten bei der Herstellung von geometrisch und maßlich exakten Halbzeugen aus Werkstoffen, die eine plastische Phase während ihrer Verarbeitung durchlaufen ist die meßtechnische Erfassung der Geometrie mit bekannten Meßgeräten erst dann möglich, wenn das Halbzeug, seine endgültige Form, d. h. fixierte Form erreicht hat. Das bedeutet, daß auftretende Form- und Maßabweichungen erst nach einer bestimmten, vom Abstand Formgebungswerkzeug-Meßeinrichtung und der Produktionsgeschwindigkeit abhängigen Zeit registriert werden. Das zu späte Erkennen der Geometrieabweicbung ist unter Produktionsbedingungen nicht vertretbar, da es zur Ausschußbildung führt.Due to the technological conditions in the production of geometrically and dimensionally accurate semi-finished products made of materials that undergo a plastic phase during their processing, the metrological detection of the geometry with known measuring instruments is only possible if the semifinished product, its final shape, d. H. has reached a fixed shape. This means that occurring shape and dimensional deviations are registered only after a certain, dependent on the distance forming tool-measuring device and the production speed time. Too late detection of the geometry deviation is not acceptable under production conditions since it leads to the formation of rejects.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Meßwerterfassung von Halbzeuggeometrien bei der Profilstrangherstellung von Plastwerkstoffen, bei dem die Ausschußquote gesenkt wird sowie eine Produktivitätssteigerung bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung der hergestellten Produkte erreicht werden soll.The aim of the invention is a method for the continuous measurement of semi-finished product geometries in the profile production of plastic materials, in which the reject rate is lowered and an increase in productivity while improving the quality of the manufactured products to be achieved.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren soll weiterhin erreicht werden, daß die Herstellung von Präzisionshalbzeugen in geforderter guter Qualität realisierbar ist.The inventive method should also be achieved that the production of precision semi-finished in the required good quality can be realized.

- 3 Darlegung des Wesens der Erfindung- 3 Presentation of the essence of the invention

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe ein Verfahren zur kontinuierlichen, berührungslosen Meßwerterfassung von Halbzeuggeometrien bei der Profilstrangherstellung von Plastwerkstoffen mit reflektierender Oberfläche zu entwickeln, womit die Beurteilung der Oberflächenform und der Winkelgenauigkeit in guter Qualität gegeben ist und eine gezielte Regelung des Profilherstellungsprozesses realisierbar ist»The invention has as its object to develop a method for continuous, non-contact measured value recording of semi-finished geometries in the profile strand production of plastic materials with reflective surface, whereby the assessment of the surface shape and the angular accuracy is given in good quality and a targeted control of the profile production process is feasible »

Folgendes Prinzip liegt dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde.The following principle is the basis of the inventive method.

Ein auf die Oberfläche oder in den zu prüfenden Winkel des zu beurteilenden Profilstranges projeziertes Licbtband wird reflektiert und mittels Beobachtungssystems und Auswertungssystems dargestellt und verarbeitet.A light band projected onto the surface or into the angle of the profile line to be assessed is reflected and displayed and processed by means of an observation system and evaluation system.

Sowohl Projektions- als auch Beobachtungssystem des Meßgrößenaufnehmers, der nach dem an sich bekannten Lichtschnittprinzip arbeitet, sind durch eine gleiche, dem interessierenden Meßbereich am Meßobjekt angepaßten optischen Vergrößerung bzw. Verkleinerung charakterisiert. Die Lichtintensität der Beleuchtungseinrichtung für das Projektionssystem ist dem Reflexionsvermögen der Meßobjektoberfläche angepaßt und in einem großen Bereich durch eine Blende variierbar« Das Reflexionsbild widerspiegelt die Oberflächenform bzw. Winkelgenauigkeit am Meßobjekt.Both projection and observation systems of the Meßgrößenaufnehmers, which operates on the known light-section principle, are characterized by a same, the measuring range of interest on the measured object adapted optical magnification or reduction. The light intensity of the illumination device for the projection system is matched to the reflectivity of the object surface and can be varied over a large area by means of a diaphragm. The reflection image reflects the surface shape or angular accuracy of the object to be measured.

Das im Beobachtungssystem erscheinende Bild wird mittels einer Fernsehkamera erfaßt und auf einem Monitor vorzugsweise vergrößert dargestellt.The image appearing in the observation system is detected by means of a television camera and preferably enlarged on a monitor.

Somit ist ein Vergleich zur mit Meßnormalen erhaltenen Sollgeometrie des Meßobjektes gegeben.Thus, a comparison is given to the target geometry of the measurement object obtained with measurement standards.

Durch die sofortige Auswertung der gewonnenen Meßsignale mittels eines elektronischen Bilddigitalisier- und Bildauswertegerätes ist ein unverzüglicher Regeleingriff in den technologischen Verfahrensablauf der Halbzeugherstellung gegeben.The immediate evaluation of the measured signals obtained by means of an electronic Bilddigitalisier- and Bildauswertegerätes an immediate control intervention in the technological process flow of the semifinished product is given.

Vorteile der Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren sind, daß einmal die Istwerterfassung bereits im plastischen Bereich des herzustellenden Halbzeuges erfolgt und somit eine Minimierung des Ausschusses gegeben ist und zum anderen die Meßwerte unabhängig von der auftretenden Temperatur am Meßort erfaßt werden, ohne daß dadurch Meßfehler entstehen. Weiterhin hat die Erfindung den Vorteil, daß eine Produktivitätssteigerung bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung der hergestellten Produkte gegeben sind und daß damit die Herstellung von Präzisionsprofilsträngen möglich ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß hiermit die gesamte Oberflächenform und die Winkelgenauigkeit kontinuierlich beurteilbar ist, das bedeutet, daß die bisher hierfür notwendigen diskreten Meßstellen entfallen, und die Beurteilung bereits in der plastischen Phase erfolgen kann.Advantages of the invention over the known methods are that once the actual value is already in the plastic range of the semi-finished product to be produced and thus minimizing the Committee is given and on the other hand, the measured values are detected regardless of the temperature occurring at the measuring location, thereby causing measurement errors. Furthermore, the invention has the advantage that an increase in productivity while improving the quality of the manufactured products are given and that thus the production of precision profile strands is possible. Another significant advantage of the method according to the invention is that hereby the entire surface shape and the angular accuracy is continuously assessable, which means that the previously necessary for this discrete measuring points omitted, and the assessment can be made already in the plastic phase.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß mehrere Meßorte hintereinander mit einem Meßgrößenaufnehmer nach dem Lichtschnittmeßprinzip und einer Fernsehkamera erfaßt werden, d.h., daß eine Endmaßkontrolle des Profilstranges in der festen Phase erfolgt.A further advantageous embodiment of the invention is that a plurality of measuring locations are sequentially detected with a Meßgrößenaufnehmer after Lichtschnittmeßprinzip and a television camera, that is, that a final dimension control of the profile strand in the solid phase takes place.

Letztlich besteht eine Ausführung darin, daß ein schwenkbarer oder mehrere am Umfang definiert angeordnete Meßgrößenaufnehmer nach dem Lichtschnittprinzip angeordnet werden. Dabei ist ein Vorteil, daß die gesamte Außenkontur des Profilstranges beobachtet, verglichen, analysiert und über Regel- und Stelleinrichtungen beeinflußt werden kann.Ultimately, an embodiment is that a pivotable or more circumferentially defined Meßgrößenaufnehmer be arranged according to the light section principle. It is an advantage that the entire outer contour of the profiled strand observed, compared, analyzed and can be influenced by regulating and adjusting devices.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment.

Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Ausschnitt aus einer Strangpreßanlage zur Herstellung von Stranggußprofilen. Wach Austritt des plastischen, der Querschnittsform des Form·*- gebungswerkzeuges 1 entsprechenden Profilstranges 2, wird dessen Oberflächenform "berührungslos durch einen Meßgrößenauf-The accompanying drawing shows a section of an extrusion line for the production of extruded sections. Wakeout of the plastic, the cross-sectional shape of the molding tool 1 corresponding profiled strand 2, its surface shape "non-contact by a Meßgrößenauf-

nehmer 3, der nach dem Lichtachnittprinzip arbeitet, dargestellt.3, who works on the Lichtachnittprinzip illustrated.

Durch die entsprechend gewählte Breite des progizierten Lichtspaltes ist die gesamte Oberflächenform kontinuierlich dargestellt. Diese wird von Kamera 4 erfaßt und auf einen Monitor 5 übertragen.Due to the appropriately selected width of the progiziert light gap, the entire surface shape is shown continuously. This is detected by camera 4 and transmitted to a monitor 5.

Hier erfolgt mittels ansich bekanntem Bilddigitalisiergerät und Bildanalysegerät 7 ein Vergleich mit der gespeicherten, gewünschten Sollgeometrie.Here is done by means of ansich known Bilddigitalisiergerät and image analyzer 7 a comparison with the stored desired desired geometry.

Bei auftretenden Abweichungen wird eine Regulierung des Plaststranges über dem Regler 8 und das Stellglied 9, der Abzugsgeschwindigkeit ausgelöst. Die Meßwerterfassung im Bereich der plastischen Phase des Profilstranges 2 nach dem Pormgebungswerkzeug 1 ist besonders für eine schnelle totzeitarme Regelung vorteilhaft.If deviations occur, a regulation of the plastic strand above the regulator 8 and the actuator 9, the withdrawal speed is triggered. The detection of measured values in the area of the plastic phase of the extruded profile 2 after the shaping tool 1 is particularly advantageous for a fast regulation with little deadtime.

Claims

invention claim

1. A method for continuous, non-contact measured value recording of semi-finished product geometries in the profile extrusion of plastic materials with reflective surfaces, characterized in that with a working on the light section principle Meßgrößenaufnehmer (3) in the plastic phase of the profile strand (2), the surface shape is shown, this a television camera (4) detected and transmitted to a monitor (5) for viewing and comparison with the desired geometry and in case of deviations thereof by means of a Bilddigitalisiergerätes (6) and an image analyzer (7) the regulation of the plastic strand is triggered.

2 «method according to item 1, characterized in that additionally takes place in the solid phase of the profiled strand (2) the final gauge.

3 "method according to item 1 or after items 1 and 2, characterized in that by means of a pivotable Meßgrößenauf nebmers (3) the measured value is measured at defined points of the circumference of the profiled strand (2),

4 »method according to item 1 or according to items 1 and 2, characterized in that by means of several Meßgrößenaufnehmer (3.), which are arranged at the beginning defined, the measured value detection of the profiled strand (2).

Hitfiu 1 Blafcb drawings