DE102004051124B3

DE102004051124B3 - Verfahren zur Einzelstückverfolgung metallischer Hohlkörper

Info

Publication number: DE102004051124B3
Application number: DE200410051124
Authority: DE
Inventors: Dirk van Dipl.-Ing. Well; Othmar Dipl.-Ing. Fitzek
Original assignee: V&M Deutschland GmbH
Current assignee: Vallourec Deutschland GmbH
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einzelstückverfolgung metallischer Hohlkörper, bei dem das einzelne Rohr nach einem letzten Warmarbeitsgang mit einer unverwechselbaren, über den gesamten Rohrumfang sich erstreckenden Identifizierung versehen und die im Zulaufbereich zu den nachfolgenden Fertigungs- oder Prüfstationen während des Weitertransportes unabhängig von der Transportrichtung automatisch als Videobild abgelesen wird. Dabei wird die unverwechselbare Identifizierung in mehrfacher identischer Wiederholung auf den Rohrumfang aufgebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einzelstückverfolgung metallischer Hohlkörper, insbesondere warmgefertigter Rohre aus Stahl, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Im Rahmen der Optimierung der Qualitätssicherung und der Kosten im Fertigungsablauf bei der Adjustierung warmgefertigter Rohre, ist die Rückverfolgbarkeit des gefertigten Produktes, d.h. wann ist wo was wie gefertigt worden, von maßgeblicher Bedeutung.
Untrennbar mit diesem Problem verbunden ist die unverwechselbare Identifizierung jedes einzelnen Rohres beim Durchlaufen der Rohre aller vorgegebenen Fertigungs- und Prüfschritte.
Vor allem in Bereichen mit einer typischen Massenfertigung wie ein Rohrwerk, wo hunderte bis tausende von einzelnen Rohren gleichzeitig bewegt, bearbeitet und geprüft werden, ist die Einzelstückverfolgung ein zentrales, bisher nicht zufriedenstellend gelöstes Thema.
In der Vergangenheit sind verschiedene Verfahren zur Identifizierung jedes einzelnen Stükkes im Sinne einer Verfolgung angewandt worden, die aber den heutigen Anforderungen nicht gerecht werden.
Beispielsweise wird in vielen Anwendungsfällen als kleinste Identeinheit das Walz- oder Fertigungslos gewählt, wobei üblicherweise die gleiche Schmelze und die gleiche Endabmessung ein Los bildet. Die Anzahl der Stücke innerhalb des Loses wird eingangs ermittelt entweder von Hand oder über ein Zählgerät und der Ausfall eines oder mehrerer Stücke während des Durchlaufes an den einzelnen Stationen festgehalten. Bei größeren Losen wird das Los noch in Bunde unterteilt, wobei jedes Bund eine fortlaufende Nummer erhält. Identifiziert wird das einzelne Stück über das meistens mit Drähten zusammengehaltene Bund bzw. über das Los, in dem beispielsweise eine Identkarte mit einem gebogenen Draht in eines der Rohre gesteckt wird. Beim Transport dieser Bunde manchmal quer durch mehrere Hallenschiffe kann es nicht ausbleiben, dass eine Identkarte verlorengeht, bzw. beim Öffnen der Bunde verlegt oder versehentlich in ein falsches Bund gesteckt wird.
Andere Systeme arbeiten mit von Hand aufgepinselten oder maschinell eingeschlagenen Identnummern, aufgeklebten oder aufgestanzten Etiketten oder mit Laser eingravierten Identifizierungen.
All diese bekannten Verfahren sind nachteilig, da die aufgebrachte Identifizierung entweder nicht lageunabhängig ablesbar ist, z.B. wenn das Etikett auf der Unterseite des Rohres sich befindet oder die aufgebrachte Identifizierung bei einer Prüfung stört, z.B. bei einer US-Prüfung zu Fehlanzeigen führt oder die Identnummer bei zu hoher Transportgeschwindigkeit nicht mehr ablesbar ist oder die Zuverlässigkeit der Erfassung während des Durchlaufes durch alle vorgeschriebenen Fertigungs- und Prüfschritte nicht gegeben ist.

Aus der DE 195 05 513 C2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem jeweils ein Barcode durch Farbmarkierungen unmittelbar auf jedes einzelne Werkstück aufgegeben wird und zwar mit einer Erstreckung über den gesamten Querumfang des Rohres. Damit ist das Ablesen des Barcodes unabhängig von der Umfangslage des Rohres. Die Erfassung des Barcodes erfolgt per Videobild, so dass die Erfassung ebenfalls unabhängig von der Transportrichtung ist.

Dieses bekannte Verfahren zur Einzelstückverfolgung ist mit mehreren Nachteilen behaftet. Bedingt durch das Handling der Rohre beim Durchlauf durch die einzelnen Fertigungs- und Prüfeinrichtungen sowie beim Abrollen der Rohre auf den Rollgängen, kann der mittels Farbmarkierungen aufgebrachte Barcode beschädigt und damit die optische Erfassung der Identifizierung erschwert oder sogar unmöglich werden.

Zur sicheren optischen Erfassung des Barcodes dürfen die Strichmarkierungen wegen der walzrauhen Oberfläche der Rohre je nach Oberflächengüte nicht zu schmal gewählt werden, da mit Ausfransungen zu rechnen ist, die das Auswertesystem irgendwann nicht mehr als getrennte Farbstriche unterscheiden kann. Dies führt zu einer bis zu 500 mm langen axialen Erstreckung des Barcodes der aus optischen Gründen oftmals von den Kunden abgelehnt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Einzelstückverfolgung bei der Adjustierung, insbesondere warmgefertigter Rohre aus Stahl anzugeben, bei dem eine unverwechselbare Identifizierung verwendet wird, die unabhängig von der Lage des Rohres erfasst werden kann und eine sichere Erfassbarkeit während des betrieblichen Handlings des markierten Rohres ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe besteht dann, die Identifizierung auf einem möglichst engem Raum auf der Rohroberfläche anzubringen.

Erfindungsgemäß wird die Hauptaufgabe dadurch gelöst, dass eine sich über den gesamten Rohrumfang sich erstreckende Identifizierung in mehrfacher identischer Wiederholung auf den Rohrumfang aufgebracht wird.

Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik, bei dem nur ein einzelner Barcode auf dem Rohrumfang aufgebracht wird, wird nunmehr die Identifizierung in einer beliebigen frei wählbaren Anzahl an identischen Wiederholungen, verteilt über den Rohrumfang aufgebracht. Dies sichert zum einen die lageunabhängige Lesbarkeit der Identifizierung, andererseits ist die Identifizierbarkeit des Rohres auch dann sichergestellt, wenn einzelne Identifizierungen beim Handling oder Transport des Rohres beschädigt werden sollten.

Um die Identiflzierungen des Rohres auf möglichst engem Raum auf der Rohroberfläche anzubringen, ist die einzelne Identifizierung vorteilhaft als ein im Vergleich zur Rohroberfläche kontrastierend aufgebrachter Data-Matrix-Code ausgebildet, der mit einer Auflösung von mindestens 12 X 12 Punkten versehen wird. Dieser Data-Matrix Code besitzt eine Größe von nur 10 X 10 mm und speichert alle für die Identifizierung des Rohres relevanten Fertigungsparameter.

Aufgebracht wird der Data-Matrix-Code auf die Rohroberfläche dabei vorteilhaft über einen Farbsignierkopf.

Zur Sicherstellung einer möglichst kontrastreichen Signierung auf der Rohroberfläche, sollte diese möglichst sauber und frei von losem Zunder sein. Auf den zu signierenden Rohrabschnitt wird zunächst als sogenannter Spiegel ein Farbanstrich mit einer möglichst hellen, z.B. weißen Farbe aufgebracht. Danach erfolgt die Signierung über den, beispielsweise mit schwarzer Tinte versehenen Signierkopf.

Gelesen und ausgewertet wird die Identifizierung vorteilhaft über ein oder mehrere Kamerasysteme, so dass die Erfassung ebenfalls unabhängig von der Transportrichtung des Rohres ist.

Wegen der Kleinflächigkeit des Codes kann dieser in vielfacher Wiederholung über den Rohr-umfang verteilt aufgebracht werden. Insbesondere bietet sich dieses Verfahren deshalb für Rohraussendurchmesser ab ca. 60 mm aufwärts an.

Die einzelnen Data-Matrix-Codes können dabei je nach den betrieblichen Erfordernissen in einer oder mehreren konzentrischen Spuren oder aber schraubenlinienförmig mit ein oder mehreren Rohrumläufen aufgebracht werden.

Das schraubenlinienförmige Aufbringen des Codes hat dabei den Vorteil, dass auch bei mehreren erforderlichen Rohrumläufen nur ein Farbsignierkopf eingesetzt werden muss und die Signierung kontinuierlich erfolgen kann.

Während beim Aufbringen mehrerer konzentrischer Spuren entweder eine entsprechende Anzahl an Signierköpfen zum gleichzeitigen Signieren eingesetzt werden müssen oder die Signierung der Spuren diskontinuierlich mit nur einem Signierkopf erfolgt, wird die schrau benlinienförmige Signierung in der Weise durchgeführt, dass das einzelne Rohr auf einen Drehrollgang gelegt und danach in Rotation versetzt wird. Die kontinuierliche schraubenlinienförmige Signierung wird dabei über den längs zur Rohrachse verfahrbaren Signierkopf realisiert.

Als zusätzliche Sicherheit, falls aus irgendeinem Grunde die Data-Matrix-Codes nicht mehr ausgelesen werden können, wird vorteilhaft ein aus sechs bis zehn Ziffern bestehender Klartext ebenfalls in mehrfacher identischer Wiederholung, abgetrennt durch Trennzeichen, auf die Rohroberfläche aufgebracht. Wie beim Aufbringen der Data-Matrix-Codes, wird der Klartext ebenfalls in konzentrischen oder schraubenlinienförmigen Spuren auf die Rohroberfläche, idealerweise gemeinsam mit den Data-Matrix-Codes auf den Farbspiegel aufgebracht. Dieser Klartext ist im Bedarfsfall durch einfaches Ablesen der Ziffern identifizier- und auswertbar.

Zur Optimierung des erfindungsgemäßen Verfahrens bezogen auf den jeweiligen Anwendungsfall bietet das Verfahren weitere vielfältige vorteilhafte Möglichkeiten. Auch bei einem gemeinsamen Aufbringen von Klartext und Data-Matrix-Codes auf jeweils einer oder mehreren Spuren, kann die gesamte axiale Ausdehnung der Signierung auf einem eng begrenzten Bereich der Rohroberfläche aufgebracht werden. Hierzu können beispielsweise die Anzahl der Spuren bzw. Rohrumläufe mit den Spurabständen sowie die Abstände der Data-Matrix-Codes oder der Klartextbeschriftungen auf der jeweiligen Spur zueinander innerhalb gewisser Grenzen frei wählbar eingestellt werden.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Signierschema auf einer Rohroberfläche ist in der anhängenden Zeichnung schematisch dargestellt.
Auf einem Abschnitt eines Rohres 1 ist zur Verstärkung des Kontrastes zwischen der Signierung 3 und der Rohroberfläche ein mit heller Farbe versehener Farbspiegel 2 vollumfänglich auf einer vorher festgelegten Länge f des Rohres aufgebracht.
Erfindungsgemäß erfolgt die Signierung über einen nicht näher dargestellten Signierkopf einer Signieranlage mit auf der Rohroberfläche vollumfänglich schraubenlinienförmig in mehrfacher identischer Wiederholung aufgesprühten Data-Matrix-Codes 4. Wie bereits beschrieben, hat das schraubenlinienförmige Aufbringen des Data-Matrix-Codes 4 dabei den Vorteil, dass auch bei mehreren erforderlichen Rohrumläufen nur ein Farbsignierkopf eingesetzt werden muss und die Signierung 3 kontinuierlich erfolgen kann.
Die schraubenlinienförmige Signierung 3 wird in der Weise durchgeführt, dass das Rohr 1 auf einen hier nicht dargestellten Drehrollgang gelegt und danach in Rotation versetzt wird. Die kontinuierliche schraubenlinienförmige Signierung 3 wird dabei über den längs zur Rohrachse verfahrbaren Signierkopf realisiert. Wie hier dargestellt, erfolgt die Signierung 3 über in diesem Fall acht Rohrumläufen bzw. Spuren, um eine hohe Redundanz der Identifizierungsmerkmale zu erreichen. Die Anzahl der Spuren, der Abstand der Spuren d, sowie der Abstand e der einzelnen Data-Matrix-Codes 4 zueinander, ist erfindungsgemäß entsprechend den betrieblichen Erfordernissen in gewissen Grenzen frei anpassbar.
Als zusätzliche Sicherheit, z.B. bei einem Ausfall der Kamerasysteme, ist erfindungsgemäß zusätzlich ein aus zehn Ziffern bestehender Klartext 5, ebenfalls in mehrfacher identischer Wiederholung, abgetrennt durch Trennzeichen, auf die Rohroberfläche aufgebracht. Wie beim Aufbringen der Data-Matrix-Codes 4, ist der Klartext 5 ebenfalls in schraubenlinienförmigen Spuren gemeinsam mit den Data-Matrix-Codes 4 auf den Farbspiegel 2 der Rohroberfläche aufgebracht. Dieser Klartext 5 ist im Bedarfsfall durch einfaches Ablesen der Ziffern identifizier- und auswertbar.
Über verschiedene Einstellmöglichkeiten sind auch beim Klartext 5 die Anzahl der Spuren, die Spurabstände b zueinander, der Abstand c zur Spur des nachfolgenden Data-Matrix-Codes 4, sowie der Abstand a, vom Beginn des Farbspiegels 2 bis zum Beginn der Klartextbeschriftung ebenfalls den betrieblichen Erfordernissen anpassbar.
Bezugszeichenliste

Claims

Verfahren zur Einzelstückverfolgung metallischer Hohlkörper, insbesondere warmgefertigter Rohre aus Stahl, bei dem das einzelne Rohr nach einem letzten Warmarbeitsgang mit einer unverwechselbaren, über den gesamten Rohrumfang sich erstreckenden Identifizierung versehen und die im Zulaufbereich zu den nachfolgenden Fertigungs- oder Prüfstationen während des Weitertransportes unabhängig von der Transportrichtung automatisch als Videobild abgelesen wird, wobei beim Durchlaufen aller vorgeschriebenen Fertigungs- und Prüfschritte bei den einzelnen Stationen die Identifizierung des individuellen Rohres aufgenommen und die erfasste Identifizierung mit der Vielzahl aller vorab eingegebenen Identifizierungen abgeglichen und der durchgeführte Fertigungs- oder Prüfschritt der erfassten Identifizierung zugeordnet wird dadurch gekennzeichnet, dass die unverwechselbare Identifizierung in mehrfacher identischer Wiederholung auf den Rohrumfang aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen, jeweils identischen Identifizierungen auf einer den Rohrumfang mindestens ein Mal umlaufenden Spur aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Spur als konzentrischer Kreis verläuft.
Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Identifizierungen auf mehrfach das Rohr umlaufenden Einzelspuren angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Spur schraubenlinienförmig verläuft.
Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Identifizierungen auf einer mehrfach das Rohr umlaufenden Spur angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6 dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifizierung ein im Vergleich zur Rohroberfläche kontrastierend aufgebrachter Data-Matrix-Code verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Data-Matrix-Code quadratisch ausgebildet und mit einer Auflösung von mindestens 12 X 12 Punkten versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der einzelnen Data-Matrix-Codes auf der Spur zueinander frei wählbar eingestellt werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4-8 dadurch gekennzeichnet, dass der Spurabstand frei wählbar eingestellt werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10 dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Identifizierung in einem jeweils abgegrenzten Bereich auf dem Rohrumfang stattfindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7-11 dadurch gekennzeichnet, dass zur Kontrastierung die Rohroberfläche mit einer hellen Farbgebung versehen und der Data-Matrix-Code mit einer sich optisch davon abhebenden dunkleren Farbe darauf aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12 dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliche unverwechselbare Identifizierung auf dem Rohrumfang ein Klartext in mehrfacher identischer Wiederholung kontrastierend aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass der Klartext aus mindestens sechs Ziffern besteht.
Verfahren nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Ziffern auf zehn, zuzüglich eines Trennzeichens eingestellt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13-15 dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen, jeweils identischen Klartexte auf einer den Rohrumfang mindestens ein Mal umlaufenden Spur aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Spur konzentrisch verläuft.
Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Klartexte auf mehrfach das Rohr umlaufenden Einzelspuren angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Spur schraubenlinienförmig verläuft.
Verfahren nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Klartextziffern auf einer mehrfach das Rohr umlaufenden Spur angeordnet werden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16-20 dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Spuren zwischen dem Klarext und dem Data-Matrix-Code frei wählbar eingestellt werden kann.