DE102005046313B4 - Method and arrangement for determining mechanical properties of metal strips - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern (2),
– bei dem zwei Abschnitte (2.1, 2.2) eines Metallbandes (2) unter Einwirkung von Kraft um einen Biegebereich (2.3) gebogen werden,
– von dem mindestens ein Oberflächenabschnitt (2.4) durch ein Bilderfassungssystem (4) und eine Auswerteeinheit (5) vermessen bzw. ausgewertet wird,
– wobei die Vermessung des Oberflächenabschnitts (2.4) bei mindestens zwei unterschiedlichen Biegegraden durchgeführt wird,
– und die Auswerteeinheit (5) Bildmesswerte des Bilderfassungssystems (4) und zeitgleich erfasste Biegegrade einander zuordnet,
– wobei ein mit der Auswerteeinheit (5) verbundener Sensor (9) den jeweiligen Biegegrad mittelbar oder unmittelbar misst und dieser ein entsprechendes Signal sendet,
– so dass die Auswerteeinheit (5) veranlasst wird, dass zumindest die einander zugeordneten Bildmesswerte und Biegegrade visualisiert und/oder in einen Speicher abgelegt werden.Method for determining mechanical properties of metal strips (2),
In which two sections (2.1, 2.2) of a metal strip (2) are bent around a bending area (2.3) under the action of force,
Of which at least one surface section (2.4) is measured or evaluated by an image acquisition system (4) and an evaluation unit (5),
- wherein the measurement of the surface portion (2.4) is performed at least two different degrees of bending,
- and the evaluation unit (5) assigns image measured values of the image acquisition system (4) and simultaneously detected bending degrees,
Wherein a sensor (9) connected to the evaluation unit (5) measures the respective degree of bending directly or indirectly and sends a corresponding signal,
In such a way that the evaluation unit (5) is made to at least visualize and / or store in a memory the associated image measured values and degrees of bending.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern, bei dem zwei Abschnitte der Metallbänder unter Einwirkung von Kraft um einen Biegebereich gebogen werden, von dem mindestens ein Oberflächenabschnitt durch ein Bilderfassungssystem und einer Auswerteeinheit vermessen bzw. ausgewertet wird.The The invention relates to a method for determining mechanical properties of metal bands, in which two sections of metal bands under the action of force be bent around a bending area, of which at least one surface section measured by an image acquisition system and an evaluation unit or evaluated.

Daneben betrifft die Erfindung noch eine Anordnung zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern, mit einer Biegevorrichtung zum Biegen von zwei Abschnitten der Metallbänder um einen Biegebereich unter Einwirkung von Kraft, mit einem Bilderfassungssystem zum Vermessen von mindestens einem Oberflächenabschnitt des Biegebereichs, und mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung der Bildmesswerte des Bilderfassungssystems.Besides the invention also relates to an arrangement for determining mechanical Properties of metal bands, with a bending device for bending two sections of the metal bands around a bending area under the action of force, with an imaging system for measuring at least one surface section of the bending region, and with an evaluation unit for evaluating the image measured values of the Image capture system.

Flache, gebogene Metallbänder werden in elektrischen Anschlussklemmen als Federklemmen zum Anschluss von elektrischen Leitern eingesetzt. Die Abmessungen der Metallbänder sowie der Grad der Biegung variieren mit der Geometrie der elektrischen Anschlussklemme sowie ihrer vorgesehenen Anwendung. Zur Überprüfung der Einsatzmöglichkeiten der Metallbänder als Federklemmen ist es bekannt, dass ein Prüfer mit einer Biegevorrichtung zwei Abschnitte von Metallbändern unter Einwirkung von Kraft um einen Biegebereich biegt und einen Oberflächenabschnitt des Biegebereichs mit einer Lupe oder einen Stereomikroskop auf Rissbildung visuell kontrolliert. Bei Rissbildung stoppt der Prüfer sofort den Biegevorgang und notiert einen charakteristischen Wert für den Biegegrad. Als Maß für den Biegegrad kann bspw. der zwischen den beiden Abschnitten des Metallbands gemessene Abstand oder der Biegewinkel zwischen den Abschnitten oder der Biegeradius im Biegebereich herangezogen werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass verschiedene Prüfer bei Untersuchung von Metallbändern gleicher Geometrie und gleichen Werkstoffs unterschiedliche Biegegrade ermitteln, bei denen ein Riss auf der Metalloberfläche entsteht. Deshalb sind die Ergebnisse des Verfahrens nicht immer nachvollziehbar und somit nicht repräsentativ.Area, curved metal bands are used in electrical terminals as spring terminals for connection used by electrical conductors. The dimensions of the metal bands as well The degree of bending varies with the geometry of the electric Terminal and its intended application. To check the applications the metal bands As spring clamps it is known that a tester with a bending device two Sections of metal bands under the action of force bends around a bending area and a surface section of the bending area with a magnifying glass or a stereomicroscope Cracking visually checked. If cracking, the examiner stops immediately the bending process and notes a characteristic value for the degree of bending. As a measure of the degree of bending For example, the measured between the two sections of the metal strip Distance or bending angle between sections or bending radius be used in the bending area. A disadvantage of this method is that different examiner when examining metal bands the same geometry and the same material different degrees of bending determine where a crack occurs on the metal surface. Therefore, the results of the process are not always comprehensible and thus not representative.

Abhilfe schafft hier ein in der DE 102 13 910 B4 beschriebenes Verfahren, indem der Oberflächenabschnitt in dem Biegebereich mit einem Bilderfassungssystem und einer Auswerteeinheit vermessen bzw. ausgewertet wird. Die Vermessung wird nur bei einem vorbestimmten Biegegrad des Metallbands durchgeführt. Zur Auswertung ermittelt die Auswerteeinheit aus den Bild punkten Höheninformationen. Abhängig davon wird dann das Metallband hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften klassifiziert.Remedy creates here in the DE 102 13 910 B4 described method by the surface portion in the bending region with an image acquisition system and an evaluation unit is measured or evaluated. The measurement is performed only at a predetermined bending degree of the metal strip. For evaluation, the evaluation unit determines from the image points height information. Depending on this, then the metal strip is classified in terms of its mechanical properties.

Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist jedoch, dass keine Aussagen darüber geliefert werden, bis zu welchem Biegegrad das Metallband verformt werden kann, ohne dass Risse auftreten. Genau dieser Biegegrad ist jedoch für die Auswahl von Metallbändern als Federklemmen, insbesondere in elektrischen Anschlussklemmen, wichtig, um zu vermeiden, dass die als Federklemmen ausgeführten Metallbänder bei ihrer Beanspruchung brechen.adversely in the known method, however, is that no statements about it delivered be, to what degree of bending the metal strip are deformed can occur without cracks. Exactly this degree of bending is however for the Selection of metal bands as spring terminals, in particular in electrical connection terminals, important to avoid the metal bands designed as spring clips break their stress.

Bei diesem bekannten Verfahren werden Proben in einem bestimmten Winkel mit variierenden Radien gebogen und nur die Bewertung der Oberfläche erfolgt mit diesem beschriebenen Verfahren. Es ist nun eine deutlich genauere Bewertung der Oberfläche durch im Rechner hinterlegte Bilder möglich, als es bei der bisher üblichen Oberflächenbewertung durch einen Prüfer möglich war. Für die Ermittlung von Werkstoffgrenzen ist dieses bekannte Verfahren weniger geeignet, weil die Ermittlung der Werkstoffgrenzen nur durch umfangreiche Messreihen erfolgen kann.at This known method samples at a certain angle bent with varying radii and only the evaluation of the surface takes place with this method described. It is now a much more accurate Evaluation of the surface possible by images stored in the computer, as in the usual Surface evaluation by an examiner possible was. For the determination of material limits is less of this known method suitable, because the determination of the material limits only by extensive Measurement series can be done.

Die DE 34 07 363 C2 betrifft eine Biegeprüfung bei der eine flache Probe mit größerer Länge auf eine elastische Verformbarkeit überprüft werden kann. Insbesondere Metallsägeblätter, die mit einer Verschweißung endlos gemacht werden, werden auf ihr elastisches Verhalten geprüft. Hier soll vor allem die Qualität der Schweißstelle mit dieser Vorrichtung überprüft werden, um so mehr Sicherheit beim Sägen mit demselben sicher zu stellen. Hierzu werden zwei Biegevorrichtungen bereitgestellt, wobei die erste Biegevorrichtung zum Vorbiegen eines Prüfstückes in T-Form in einer ersten Biegestufe erfolgt. Dabei wird durch ein gegeneinander bewegbares Paar von Biegevorrichtungen das von der ersten Biegevorrichtung vor gebogene Prüfstück durch eine weitere Biegevorrichtung weiter gebogen.The DE 34 07 363 C2 relates to a bending test in which a flat sample with a greater length can be checked for elastic deformability. In particular, metal saw blades, which are made endless with a weld, are tested for their elastic behavior. Here, above all, the quality of the weld should be checked with this device in order to ensure more safety when sawing with the same. For this purpose, two bending devices are provided, wherein the first bending device for pre-bending a test piece in T-shape takes place in a first bending stage. In this case, by a mutually movable pair of bending devices bent from the first bending device before test piece by a further bending device on.

Die DE 692 01 178 T2 betrifft die kontinuierliche Prüfung der Streckgrenze von Tiefziehblechen. Geprüft wird im Produktionsprozess am laufenden Band. Das beschriebene Verfahren prüft ein Spannungsverfahren/Verformungsverfahren und die ermittelten Werte ermöglichen dem Anwender Rückschlüsse auf die Streckgrenze des Werkstoffes zu schließen. Gemessen wird hier die Oberflächenspannung mittels Röntgenstrahlen.The DE 692 01 178 T2 relates to the continuous testing of the yield strength of deep-drawn sheets. Testing is carried out in the production process all the time. The method described checks a tensioning / deformation process and the values determined allow the user to draw conclusions about the yield strength of the material. Here, the surface tension is measured by X-rays.

Die DD 278 040 A3 betrifft ein Verfahren bei dem ein Stahlband in einer Zugprüfmaschine auf Zug bei gleichzeitiger Biegung geprüft werden kann. Die Prüfung wird hier vorgenommen, um die Qualifizierung von Verpackungs-Stahlbändern zu ermitteln, die mit Kraft z. B. um eine Holzkiste gespannt werden und im Eckbereich einer Biegebeanspruchung unter Zugkraft ausgesetzt sind.The DD 278 040 A3 relates to a method in which a steel strip in a tensile tester can be tested for tension with simultaneous bending. The test is carried out here in order to determine the qualification of packaging steel strips, which can be used with force, for example. B. are stretched around a wooden box and exposed in the corner of a bending stress under tensile force.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern anzugeben, durch das Metallbänder objektiv auf ihre Eignung als Federklemmen in elektrischen Anschlussklemmen beurteilt werden können.The present invention is therefore based on the object, a method for determining me specify metallic properties of metal strips, by means of which metal strips can be objectively assessed for their suitability as spring terminals in electrical connection terminals.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.The Task is according to the invention with a Method according to claim 1 solved. Advantageous developments of the method emerge from the Dependent claims.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch eine Anordnung gemäß Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Anordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The Task is also achieved by an arrangement according to claim 19 solved. advantageous Further developments of the arrangement will become apparent from the dependent claims.

Zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern, bei dem zwei Abschnitte der Metallbänder unter Einwirkung von Kraft um einen Biegebereich gebogen werden, von dem mindestens ein Oberflächenabschnitt durch ein Bilderfassungssystem und einer Auswerteeinheit vermessen bzw. ausgewertet wird, dadurch gelöst, dass die Vermessung des Oberflächenabschnitts bei mindestens zwei unterschiedlichen Biegegraden durchgeführt wird. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass, ohne hohen Aufwand und unter einer hohen Anzahl von Referenzmessungen, schnell eine klare Abhängigkeit zwischen Rissbildung und Biegegrad hergestellt werden kann. Dabei ist es zweckmäßig, dass die Auswerteeinheit Bildmesswerte des Bilderfassungssystems und zeitgleich erfasste Biegegrade einander zuordnet.to Determination of mechanical properties of metal strips, at the two sections of metal bands be bent around a bending area under the action of force, from the at least one surface portion measured by an image acquisition system and an evaluation unit is evaluated, solved by measuring the surface portion is performed at least two different degrees of bending. As a result, the advantage is achieved that, without much effort and under a high number of reference measurements, quickly clear dependence between cracking and bending can be made. there it is appropriate that the evaluation unit image measured values of the image acquisition system and At the same time recorded bending degrees assigns each other.

Eine noch schnellere Messdatenerfassung wird erreicht, wenn die Vermessung des Oberflächenabschnitts während eines Biegevorgangs durchgeführt wird, also ohne das der Biegevorgang unterbrochen wird.A even faster data acquisition is achieved when the survey of the surface section while a bending process performed is, so without the bending process is interrupted.

Damit an Hand des Verfahrens besonders einfach und schnell über die Anwendbarkeit des Metallbands als Federklemme entschieden werden kann, veranlasst die Auswerteeinheit, dass diejenigen Bildmesswerte und Biegegrade, die zur selben Zeit gemessen werden, visualisiert und/oder in einem Speicher abgelegt werden.In order to particularly easy and fast on the procedure Applicability of the metal strip can be decided as a spring clip, causes the evaluation unit that those image readings and Bending degrees that are measured at the same time visualized and / or be stored in a memory.

In einer besonderen Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit von Bildpunkten der Bildmesswerte Grauwerte und/oder Farbwerte ermittelt und damit Abmaße und/oder Koordinaten des Biegebereichs ermittelt. Davon abhängig werden dann Koordinaten eines Auswertefenster für den zu vermessenden Oberflächenabschnitt festlegt. Hierdurch werden die Bildmesswerte zur Auswertung reduziert. Deshalb läuft das Verfahren schnell ab.In a special development is provided that the evaluation unit of pixels of the image measured values gray values and / or color values and therefore dimensions and / or coordinates of the bending range determined. Be dependent on it then Coordinates of an evaluation window for the surface section to be measured sets. This will reduce the image metrics for evaluation. That's why it works the procedure quickly.

Da Risse sich quer zur Biegerichtung ausbreiten ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit die Länge des Auswertefensters quer zur Biegerichtung entsprechend der Länge des Biegebereichs in Biegerichtung wählt. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Länge von Rissen feststellbar ist.There Cracks propagate transversely to the bending direction is provided that the evaluation unit the length of the evaluation window transversely to the bending direction corresponding to the length of the Bending range selects in the bending direction. This ensures that the length of cracks detectable is.

Zur weiteren Reduzierung der Bildmesswertdaten ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit das Auswertefenster derart festlegt, dass die Länge in Biegerichtung wesentlich kleiner ist als seine Länge quer zur Biegerichtung.to further reduction of the image measured value data is provided that the evaluation unit determines the evaluation window in such a way that the Length in bending direction is much smaller than its length transverse to the bending direction.

In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Verschiebung des Biegebereichs während des Biegevorgangs die Auswerteeinheit das Auswertefenster entsprechend mit verschiebt. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Auswertefenster immer optimal hinsichtlich der Rissbildung positioniert ist. Deshalb kann die Länge des Auswertefensters in Biegerichtung sehr klein gewählt werden, wobei sichergestellt ist, dass die Rissbildung über das Auswertefenster detektierbar ist.In a particularly advantageous development of the invention provided that during displacement of the bending area during the Bending process, the evaluation of the evaluation window accordingly with shifts. This ensures that the evaluation window always optimally positioned with regard to the formation of cracks. That's why the length of the evaluation window are selected to be very small in the bending direction, wherein it is ensured that the crack formation on the evaluation window detectable is.

Auch zur Auswertung der Bildmesswerte von dem Bilderfassungssystem verwendet die Auswerteeinheit eine Grauwertbildverarbeitung und/oder eine Farbanalyse. Hintergrund ist, dass ein Riss in dem Oberflächenabschnitt besonders einfach durch die Anwendung einer Grauwertbildverarbeitung und/oder Farbanalyse ermittelt werden, da ein Riss dunkler gegenüber der ebenen Oberfläche ist.Also used to evaluate the image readings from the image capture system the evaluation unit a gray value image processing and / or a color analysis. The background is that a crack in the surface section is particularly simple by the application of gray value image processing and / or color analysis be determined because a crack is darker than the flat surface.

Zur schnellen Detektierung von besonders wichtigen Bildmesswerten ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Auswerteeinheit veranlasst, dass das Auswertefenster auf einen mit ihr verbundenen Bildschirm und/oder Drucker dargestellt wird und/oder die Abmaße des Auswertefensters in einem Speicher abgelegt werden.to fast detection of particularly important image readings advantageously provided that the evaluation unit causes that the evaluation window on a screen connected to it and / or Printer is displayed and / or the dimensions of the evaluation window in stored in a memory.

In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist zur Detektierung eines Risses vorgesehen, dass die Auswerteeinheit zunächst Grauwerte und/oder Farbwerte von Bildpunkten der Bildmesswerte ermittelt und dann mit einem vorbestimmten Grenz-Grauwert oder Grenz-Farbwert vergleicht. Anschließend zählt die Auswerteeinheit diejenigen Bildpunkte, die den vorgegebenen Grenz-Grauwert und/oder Grenz-Farbwert unterschreiten.In a particular embodiment of the invention is for detection a crack provided that the evaluation unit first gray values and / or Color values of pixels of the image measured values determined and then with compares a predetermined threshold gray level or boundary color value. Subsequently counts the Evaluation unit those pixels that the predetermined threshold gray value and / or Fall below the limit color value.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit diejenigen Bildpunkte visualisiert, die den vorgegebenen Grenz-Grauwert und/oder Grenz-Farbwert unterschreiten. Durch die Visualisierung wird dem Prüfer sofort eindeutig dargestellt, an welchen Stellen des Metallbands Lunker, Risse, Kratzer oder andere Oberflächendefekte vorliegen. Zweckmäßiger Weise werden die vorgenannten Bildpunkte mit ihren Koordinaten auch in einem Speicher abgelegt. Um zwischen den verschiedenen Oberflächendefekten zu differenzieren, welche sich in ihrer Form und Größe unterscheiden, ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit einen Abstand zwischen Bildpunkten aus den Bildmesspunkten ermittelt, wobei die Auswerteeinheit diejenigen Bildpunkte zählt, die einen vorgegebenen Grenz-Abstand unterschreiten.It is particularly advantageous if the evaluation unit visualizes those pixels that fall below the predetermined threshold gray value and / or border color value. The visualization clearly shows the examiner at which points of the metal strip there are voids, cracks, scratches or other surface defects. Appropriately, the aforementioned pixels are stored with their coordinates in a memory. To differentiate between the various surface defects that are in their Different form and size, it is provided that the evaluation unit determines a distance between pixels from the image measuring points, wherein the evaluation unit counts those pixels that fall below a predetermined limit distance.

Es ist vorgesehen, dass der Abstand der Bildpunkte zueinander quer zur Biegerichtung ermittelt wird, weil sich Risse im Wesentlichen in diese Richtung auf dem Oberflächenabschnitt erstrecken. Hierdurch ist ein Kriterium geschaffen, durch das Risse eindeutig und ohne Subjektivität des Prüfers von anderen Oberflächendefekten unterschieden werden können.It it is provided that the distance of the pixels to each other transversely is determined to the bending direction, because cracks in essence in this direction on the surface section extend. This creates a criterion through which cracks unique and without subjectivity the examiner from other surface defects can be distinguished.

In einer besonderes vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit die sich im Wesentlichen entlang einer gedachten Linie quer zur Biegerichtung erstreckenden Bildpunkte zeilenweise zählt. Durch das zeilenweise Zählen ist das Auswerteverfahren einfach und schnell.In a particularly advantageous development of the invention provided that the evaluation unit is substantially along an imaginary line extending transversely to the bending direction pixels counts by the line. By counting by line the evaluation process is simple and fast.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern, mit einer Biegevorrichtung zum Biegen von zwei Abschnitten der Metallbänder um einen Biegebereich unter Einwirkung von Kraft, mit einem Bilderfassungssystem zum Vermessen von mindestens einem Oberflächenabschnitt des Biegebereichs, und mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung der Bildmesswerte des Bilderfassungssystems, wobei erfindungsgemäß ein mit der Auswerteeinheit verbundener Sensor vorgesehen ist, der zur Ermittlung eines Biegegrades in dem Biegebereich des Metallbands dient. Die Verbindung zwischen dem Sensor und der Auswerteeinheit gewährleistet, dass reproduzierbar und schnell der Biegegrad gemessen und zeitgleich ein Oberflächenabschnitt vermessen werden kann. Besonders einfach und kostengünstig kann die Anordnung realisiert werden, wenn gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung zum Biegen der Metallbänder ein Klemmvorrichtung mit bewegbaren Klemmbacken sowie ein damit verbundener Gleichstrommotor vorgesehen sind. Der Gleichstrommotor kann in bekannter Weise mit konstanter Drehzahl betrieben werden, wodurch in vorteilhafter Weise die Klemmbacken mit konstantem Vorschub aufeinander zu bewegt werden können. Daneben bietet der Gleichstrommotor den Vorteil, dass er keinen Schlupf zwischen Antriebs- und Abtriebswelle aufweist. Hierdurch kann sehr genau und reproduzierbar die Rissbildung als Funktion des Klemmweges und des daraus ermittelten Biegegrads dargestellt werden. Der Abstand der Klemmbacken und somit der Biegegrad des eingespannten Metallbands kann sehr einfach ohne zusätzlichem Sensor dadurch ermittelt werden, dass der Gleichstrommotor mit der Auswerteeinrichtung unmittelbar oder mittelbar verbunden ist, wobei der Gleichstrommotor der Auswerteeinrichtung Spannungs- und/oder Strom- und/oder Motordrehzahlwerte sendet. Grundlage für die Ermittlung ist die einfache Abhängigkeit des Weges (Abstand der Klemmbacken) von der Vorschubgeschwindigkeit und der Zeit.Another The invention relates to an arrangement for determining mechanical Properties of metal bands, with a bending device for bending two sections of the metal bands around a bending area under the action of force, with an imaging system for measuring at least one surface section of the bending region, and with an evaluation unit for evaluating the image measured values of the Image acquisition system, according to the invention one with the evaluation connected sensor is provided, which is used to determine a degree of bending serves in the bending area of the metal strip. The connection between the sensor and the evaluation ensures that reproducible and quickly measured the degree of bending and at the same time a surface section can be measured. Especially easy and inexpensive the arrangement can be realized if, according to a further development of Invention for bending the metal bands a clamping device with movable jaws and a so connected DC motor are provided. The DC motor can be operated in a known manner at a constant speed, whereby advantageously the jaws with constant feed can be moved towards each other. In addition, the DC motor offers the advantage that it has no Has slip between the drive and output shaft. hereby can very accurately and reproducibly cracking as a function of the clamping path and the degree of bending determined therefrom become. The distance between the jaws and thus the degree of bending of the clamped metal bands can very easily without additional Sensor be determined by the DC motor with the Evaluation device is directly or indirectly connected, wherein the DC motor of the evaluation voltage and / or Current and / or engine speed values. Basis for the investigation is the simple dependency the way (distance of the jaws) from the feed speed and time.

Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das Verfahren gemäß der Erfindung und die erfindungsgemäße Anordnung weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die vom Verfahrensanspruch 1 und Vorrichtungsanspruch 24 abhängigen Unteransprüche sowie auf die in der Beschreibung dargestellten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung.in the Individual there are a lot of ways to the procedure according to the invention and the inventive arrangement further education. Reference is made to the method claim 1 and device claim 24 dependent dependent claims and to the embodiments illustrated in the description in connection with the drawing.

Die Erfindung ist nachfolgend in bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben und zeichnerisch dargestellt. In der Zeichnung zeigenThe Invention is described below in preferred embodiments and illustrated by drawings. In the drawing show

1 in Perspektive eine Anordnung mit einer Biegevorrichtung und einem Bilderfassungssystem zur Ermittlung von mechanischen Eigenschaften von Metallbändern, 1 in perspective an arrangement with a bending device and an image acquisition system for determining mechanical properties of metal strips,

2 die erfindungsgemäße Anordnung von 1 mit einer Auswerte- und Visualisierungseinrichtung Anschlussklemme, 2 the inventive arrangement of 1 with an evaluation and visualization device

3 ein als Federklemme fungierendes Metallband, welches zwei Abschnitte sowie einen Biegebereich mit einem Oberflächenabschnitt aufweist und 3 a metal band acting as a spring clip, which has two sections and a bending region with a surface section, and

4 ein Flussdiagramm, welches die Abfolge des erfindungsgemäßem Verfahrens zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern darstellt. 4 a flow chart illustrating the sequence of the inventive method for determining mechanical properties of metal strips.

Die 1 und 2 zeigen in Perspektive und in Draufsicht eine erfindungsgemäße Anordnung (1) zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern (2). Die Anordnung (1) weist eine Biegevorrichtung (3) und ein Bilderfassungssystem (4) auf, welches über aus dem Stand der Technik bekannte Datenverbindungen mit einer Auswerteeinheit (5) gekoppelt ist. Ferner steht die Auswerteeinheit (5) mit einem Sensor (9) zur Ermittlung des Biegegrads im Biegebereich (2.3) des Metallbands (2) in Verbindung. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern (2) wird gemäß 2 ein in U-Form vor gebogenes Metallband (2), umfassend den Biegebereich (2.3) und zwei hieran angrenzende Abschnitte (2.1, 2.2), in die Biegevorrichtung (3) eingelegt. Danach werden die beiden Abschnitte (2.1, 2.2) zur Biegung des Metallbands (2), vorzugsweise automatisch, über einen mit der Biegevorrichtung (3) verbundenen Antrieb (6) gesteuert, aufeinander zu bewegt und das Metallband (2) wird gebogen. Bei mindestens zwei unterschiedlichen Biegegraden wird ein in 3 gezeigter Oberflächenabschnitt (2.4) in dem Biegebereich (2.3) von dem auf diesen Abschnitt (2.4) ausgerichteten Bilderfassungssystem (4) vermessen und die erfassten Bildmesswerte über eine bekannte Datenverbindung der Auswerteeinheit (5) zugeleitet.The 1 and 2 show in perspective and in plan view an arrangement according to the invention ( 1 ) for determining mechanical properties of metal strips ( 2 ). The order ( 1 ) has a bending device ( 3 ) and an image acquisition system ( 4 ), which via data links known from the prior art with an evaluation unit ( 5 ) is coupled. Furthermore, the evaluation unit ( 5 ) with a sensor ( 9 ) for determining the degree of bending in the bending area ( 2.3 ) of the metal strip ( 2 ) in connection. When carrying out the method according to the invention for determining the mechanical properties of metal strips ( 2 ) is according to 2 a U-shaped bent metal band ( 2 ), comprising the bending area ( 2.3 ) and two adjacent sections ( 2.1 . 2.2 ), in the bending device ( 3 ). After that, the two sections ( 2.1 . 2.2 ) for bending the metal strip ( 2 ), preferably automatically, via one with the bending device ( 3 ) connected drive ( 6 ), moved toward each other and the metal strip ( 2 ) is bent. at at least two different degrees of bending will be in 3 shown surface section ( 2.4 ) in the bending area ( 2.3 ) of which this section ( 2.4 ) oriented image acquisition system ( 4 ) and the acquired image measured values are transmitted to the evaluation unit via a known data connection ( 5 ).

Denkbar ist auch, dass der Sensor (9) lediglich bei Erreichen eines vorbestimmten und von dem Bildererfassungssystem (4) gemessenen Messwerts des Oberflächenabschnitts (2.4) einen für den Biegegrad repräsentativen Wert zur Auswerteeinheit (5) sendet.It is also conceivable that the sensor ( 9 ) only upon reaching a predetermined and the image acquisition system ( 4 ) measured value of the surface section ( 2.4 ) a value representative of the degree of bending to the evaluation unit ( 5 ) sends.

Als Maß für den Biegegrad kann bspw. der Abstand und/oder der Winkel zwischen den Abschnitten (2.1, 2.2) herangezogen werden. Somit kann auch der Biegegrad durch den Abstand der beiden Abschnitte (2.1, 2.2) zueinander fest vorgegeben werden, wobei die Vermessung in einfachster Weise im statischen Zustand, also bei Unterbrechung des Biegevorgangs durchgeführt werden kann. Bevorzugterweise erfolgen die Vermessung des Oberflächenabschnitts (2.4) als auch die von dem Sensor (9) ermittelten Biegegrade während des Biegevorgangs, wobei diese Daten der Auswerteeinheit (5) zugesendet werden. Die Auswerteeinheit (5) ordnet die durch das Bilderfassungssystems (4) erfassten Bildmesswerten des Oberflächenabschnitts (2.4) den zeitgleich erfassten Biegegrade zu. Die zeitgleich ermittelten Bildmesswerte und Biegegrade werden über einen nicht dargestellten Drucker und/oder Bildschirm (7) visualisiert. Zusätzlich werden die Bildmesswerte und Biegegrade, durch die Auswerteeinheit (5) veranlasst, in einem Speicher abgelegt. Durch die Wertepaare, die in Zahlen- oder Diagrammform dargestellt werden können, wird die Abhängigkeit von mechanischen Veränderungen auf dem Oberflächenabschnitt (2.4) infolge des Biegegrads bzw. der Verformung klar aufgezeigt.As a measure of the degree of bending, for example, the distance and / or the angle between the sections ( 2.1 . 2.2 ) are used. Thus, the degree of bending by the distance between the two sections ( 2.1 . 2.2 ) are fixed to each other, the measurement can be carried out in the simplest way in the static state, so when interrupting the bending process. Preferably, the measurement of the surface section ( 2.4 ) as well as that of the sensor ( 9 ) determined during the bending process, these data of the evaluation unit ( 5 ) are sent. The evaluation unit ( 5 ) arranges the images captured by the image capture system ( 4 ) captured image readings of the surface section ( 2.4 ) to the simultaneously detected bending degrees. The simultaneously determined image measured values and bending degrees are transmitted via a printer and / or screen (not shown). 7 ) visualized. In addition, the image measured values and bending degrees are evaluated by the evaluation unit ( 5 ), stored in a memory. The value pairs, which can be represented in numerical or diagrammatic form, depict the dependence on mechanical changes on the surface segment ( 2.4 ) clearly indicated due to the degree of bending or deformation.

In der Auswerteeinheit (5) ist als Programm eine Grauwertbildverarbeitung und/oder ein Farbanalyseverfahren abgelegt. Charakteristisch für jede Grauwertbildverarbeitung ist, dass die Helligkeit von Bildpunkten an Hand von Grauwerten beurteilt werden, welche im Bereich zwischen 0 für absolut schwarze Bildpunkte bis zu 255 für weiße Bildpunkte liegen. Bei Farbanalysen werden Bildpunkte in die Grundfarben rot, grün und blau aufgeteilt.In the evaluation unit ( 5 ) is stored as a program gray scale image processing and / or a color analysis method. It is characteristic of any gray value image processing that the brightness of pixels is judged by gray values ranging from 0 for absolutely black pixels to 255 for white pixels. In color analysis, pixels are split into the primary colors red, green and blue.

Bevor eine Auswertung von Bildmesswerten in der Auswerteeinheit (5) startet, werden die Abmaße sowie die Position des Biegebereichs (2.3) in Biegerichtung und quer zur Biegerichtung bestimmt. Dies geschieht unter Anwendung der Grauwertbildverarbeitung und/oder des Farbanalyseverfahrens, in einfachster Weise dadurch, dass die Oberfläche der Biegevorrichtung (3) mit weißer oder schwarzer Farbe markiert ist, so dass der Biegebereich (2.3) des in der Biegevorrichtung (3) eingeklemmten Metallbands klar an Hand seiner hiervon unterschiedlichen Grauwerte lokalisiert werden kann.Before an evaluation of image measured values in the evaluation unit ( 5 ), the dimensions and the position of the bending area ( 2.3 ) in the bending direction and transverse to the bending direction. This is done using the gray value image processing and / or the color analysis method, in the simplest way, that the surface of the bending device ( 3 ) is marked with white or black color, so that the bending range ( 2.3 ) in the bending device ( 3 ) pinched metal bands can be clearly located on the basis of its different gray levels.

Sind die Abmaße und Koordinaten des Biegebereichs bekannt, werden im nächsten Schritt von der Auswerteeinheit (5) die Koordinaten eines Auswertefensters für den zu vermessenden Oberflächenabschnitt (2.4) festgelegt. Diese Koordinaten sind so gewählt, dass das Auswertefenster höchstens den Biegebereich (2.3) abdeckt. Vorzugsweise ist das Auswertefenster kleiner als der Biegebereich (2.3). Da Risse nahe der, in Biegerichtung betrachtet, Mittellinie des Biegebereichs (2.3) entstehen, ist zur Verringerung der Anzahl von den auszuwertenden Bildmesswerten die Länge des Auswertefenster in Biegerichtung kleiner als die Länge des Biegebereichs (2.3) gewählt worden. Weil sich die Risse quer zur Biegerichtung erstrecken, entspricht die Länge des Auswertefensters in vorgenannter Richtung der Länge des Biegebereichs (2.3) in Biegerichtung. Gemäß den vorstehenden Erläuterungen ist das Auswertefenster in der Regel in seiner Länge quer zur Biegerichtung wesentlich größer als in seiner Länge in Biegerichtung.If the dimensions and coordinates of the bending area are known, then in the next step the evaluation unit ( 5 ) the coordinates of an evaluation window for the surface section to be measured ( 2.4 ). These coordinates are selected so that the evaluation window can not exceed the bending range ( 2.3 ) covers. Preferably, the evaluation window is smaller than the bending area ( 2.3 ). Since cracks appear close to the bending line center line ( 2.3 ), the length of the evaluation window in the bending direction is smaller than the length of the bending region to reduce the number of image measured values to be evaluated ( 2.3 ) has been chosen. Because the cracks extend transversely to the bending direction, the length of the evaluation window in the aforementioned direction corresponds to the length of the bending region (FIG. 2.3 ) in bending direction. According to the above explanations, the evaluation window is generally much greater in its length transversely to the bending direction than in its length in the bending direction.

Das so festgelegte Auswertefenster wird auf dem Bildschirm (7) und/oder dem nicht dargestellten Drucker visualisiert und in einem Speicher hinterlegt.The evaluation window defined in this way is displayed on the screen ( 7 ) and / or the printer, not shown, and stored in a memory.

Bei einer einseitigen Biegung, bei der lediglich einer der beiden Abschnitte (2.1, 2.2) des Metallbands (2) auf den anderen zu bewegt wird, während der andere fixiert ist, verschiebt sich der Biegebereich (2.3) entgegen dem Abschnitt (2.1, 2.2). Um zu vermeiden, dass sich der Biegebereich (2.3) aus dem Auswertefenster herausbewegt, ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit das Auswertefenster entsprechend der Verschiebung des Biegebereichs (2.3) mit verschiebt. Hierzu können Funktionen in einem Speicher der Auswerteeinheit (5) abgelegt sein, die einen mathematischen Zusammenhang zwischen dem Biegegrad und der Verschiebung des Biegebereichs (2.3) herstellen.In the case of a one-sided bend in which only one of the two sections ( 2.1 . 2.2 ) of the metal strip ( 2 ) is moved to the other, while the other is fixed, the bending range shifts ( 2.3 ) against the section ( 2.1 . 2.2 ). To avoid that the bending area ( 2.3 ) moved out of the evaluation window, it is provided that the evaluation unit the evaluation window according to the displacement of the bending area ( 2.3 ) with moves. For this purpose, functions in a memory of the evaluation unit ( 5 ), which has a mathematical relationship between the degree of bending and the displacement of the bending region ( 2.3 ) produce.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass als Bilderfassungssystem (4) eine Kamera mit einer verstellbaren Blende eingesetzt wird, wobei die Auswerteeinheit (5) abhängig von dem Biegegrad des Metallbands (2) und/oder von der Größe des Auswertefensters die Blende so verstellt, dass Oberflächendefekte jederzeit scharf dargestellt werden können. Das bedeutet, dass bei einem kleinen Biegebereich (2.3) und Auswertefenster eine kleine Blendenöffnung gewählt wird. Wird eine Biegevorrichtung (2.3) verwendet, bei der sich der Abstand zwischen Biegebereich (2.3) und Kamera verändert, so veranlasst die Auswerteeinrichtung (5) bei einem sich verkleinernden Abstand, dass auch die Blendenöffnung verkleinert wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass Oberflächendefekte auch während der Biegung scharf dargestellt werden.In addition, it is envisaged that as an image acquisition system ( 4 ) a camera with an adjustable aperture is used, wherein the evaluation unit ( 5 ) depending on the degree of bending of the metal strip ( 2 ) and / or the size of the evaluation window, the aperture adjusted so that surface defects can always be displayed sharply. This means that with a small bending range ( 2.3 ) and evaluation window a small aperture is selected. Is a bending device ( 2.3 ), in which the distance between the bending area ( 2.3 ) and camera changes, the evaluation device ( 5 ) at a decreasing distance that also reduces the aperture becomes. This ensures that surface defects are also sharply displayed during bending.

Zur Ermittlung des Abstandes zwischen dem Bilderfassungssystem (4) und dem Biegebereich Oberflächenabschnitt (2.4) kann einerseits ein Abstands-Sensor zwischen der Kamera und der Biegevorrichtung (3) montiert sein. Andererseits lässt sich der Abstand auch als Funktion des Biegegrades und der Geometrie des Metallbands (2) beschreiben, welche in einem Speicher der Auswerteeinheit (5) abrufbar hinterlegt ist.To determine the distance between the image capture system ( 4 ) and the bending area surface section ( 2.4 ), on the one hand a distance sensor between the camera and the bending device ( 3 ) be mounted. On the other hand, the distance can also be used as a function of the degree of bending and the geometry of the metal strip ( 2 ), which are stored in a memory of the evaluation unit ( 5 ) is available.

Zur Auswertung der von dem Bilderfassungssystem (Kamera) der Auswerteeinheit (5) zugesendeten Bildmesswerte wird eine in der Auswerteeinrichtung gespeichertes Grauwertbildverarbeitung und/oder ein Farbanalyseverfahren angewendet, wobei eine Beleuchtungseinrichtung (8) den Oberflächenabschnitt (2.4) gleichmäßig ausleuchtet. Damit von der Beleuchtungseinrichtung ausgehende und auf den Oberflächenabschnitt (2.4) auftreffende Lichtstrahlen nicht in unterschiedliche Richtungen reflektiert werden, sondern ihre Reflektion als paralleles Strahlen-Bündel auf das Bilderfassungssystem eintreffen, wird die Krümmung des Oberflächenabschnitts (2.4) durch die Lichtstrahlen der Beleuchtungseinrichtung (8) nachgebildet. Hierzu wird vorzugsweise als Beleuchtungseinrichtung (8) ein koaxiales Beleuchtungssystem mit Hellfeldbeleuchtung verwendet, durch die ein paralleler Strahlengang zur optischen Achse erfolgt.For evaluation of the image acquisition system (camera) of the evaluation unit ( 5 ), a gray value image processing stored in the evaluation device and / or a color analysis method is used, wherein a lighting device ( 8th ) the surface portion ( 2.4 ) illuminates evenly. Thus from the lighting device outgoing and on the surface section ( 2.4 ) incident light beams are not reflected in different directions, but their reflection as a parallel beam of rays arrive on the imaging system, the curvature of the surface portion ( 2.4 ) by the light beams of the illumination device ( 8th ). For this purpose, preferably as a lighting device ( 8th ) uses a coaxial illumination system with bright field illumination, through which a parallel beam path to the optical axis takes place.

Im ersten Schritt der Bildmesswertauswertung des Oberflächenabschnitts (2.4), mit dem Ziel der zuverlässigen Detektion von Oberflächendefekten und ihrer Klassifizierung in Lunker oder durch Verformung erzeugte Risse, ermittelt die Auswerteeinheit (5) Grauwerte und/oder Farbwerte aus den Bildpunkten der Bildmesswerte. Anschließend vergleicht die Auswerteeinheit die Grau- und/oder Farbwerte mit einem vorbestimmten Grenz-Grauwert und/oder Grenz-Farbwert. Als Grenz-Grauwert wird vorzugsweise ein Wert zwischen 10 und 30 eingesetzt. Bildpunkte, die den Grenz-Grauwert und/oder Grenz-Farbwert unterschreiten, werden über den Bildschirm (7) und/oder Drucker visulisiert, in einem Speicher abgelegt sowie von einem ersten Zähler der Auswerteeinheit (5) gezählt. Durch die Anzahl von Bildpunkten lässt sich bereits abschätzen, ob Oberflächendefekte vorliegen. Dies kann bspw. durch den Vergleich mit einer vorbestimmten Referenz-Zahl geschehen. Zur sicheren Klassifizierung der Oberflächendefekte ermittelt die Auswerteeinheit zusätzlich einen Abstand zwischen den Bildpunkten, welche den Grenz-Grauwert und/oder den Grenz-Farbwert unterschreiten. Bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenz-Abstands wird ein zweiter Zähler durch die Auswerteeinheit aktiviert, der dann diejenigen Bildpunkte zählt, die den vorgegebenen Grenz-Abstand unterschreiten.In the first step of the image measurement evaluation of the surface section ( 2.4 ), with the aim of reliable detection of surface defects and their classification in voids or cracks caused by deformation, the evaluation unit determines ( 5 ) Gray values and / or color values from the pixels of the image measured values. Subsequently, the evaluation unit compares the gray and / or color values with a predetermined threshold gray value and / or border color value. As limit gray value, a value between 10 and 30 is preferably used. Pixels that fall below the threshold gray value and / or threshold color value are displayed on the screen ( 7 ) and / or printer, stored in a memory and from a first counter of the evaluation unit ( 5 counted). The number of pixels makes it possible to estimate whether surface defects exist. This can be done, for example, by comparison with a predetermined reference number. For reliable classification of the surface defects, the evaluation unit additionally determines a distance between the pixels which fall below the threshold gray value and / or the boundary color value. When falling below a predetermined limit distance, a second counter is activated by the evaluation, which then counts those pixels that fall below the predetermined limit distance.

Vorzugweise wird der Abstand zwischen den beiden Bildpunkten quer zur Siegerrichtung ermittelt, da sich Risse in diese Richtung erstrecken.preferably, becomes the distance between the two pixels across the direction of the winner determined, since cracks extend in this direction.

Zur einfachen mathematischer Handhabung werden Bildpunkte durch den ersten Zähler und/oder durch den zweiten Zähler entlang einer gedachten Linie quer zur Biegerichtung zeilenweise gezählt.to simple mathematical handling of pixels by the first counter and / or by the second counter along an imaginary line across the bending direction line by line counted.

Damit eindeutig eine Abhängigkeit zwischen dem Biegegrad und den Bildmesswerten des zu vermessenden Oberflächenabschnitts (2.4) bzw. einer Rissbildung ermittelt werden kann und die Biegegeschwindigkeit keinen Einfluss auf das Ergebnis hat, wird das Metallband (2) mit konstanter Biegegeschwindigkeit gebogen. Als Biegemittel zum Biegen der Metallbänder (2) mit konstanter Geschwindigkeit dient der Antrieb (4) sowie die damit verbundene Biegevorrichtung (3). In der vorliegenden Ausführung ist das Biegemittel durch eine Klemmvorrichtung mit über einen Gleichstrommotor verfahrbaren Klemmbacken (3.1) realisiert, wobei während des Biegevorgangs mehrere Messungen pro Sekunde von dem Bilderfassungssystem (4) und ggf. von dem Sensor (9) zur Biegegradmessung durchgeführt werden. Alternativ zu 2 kann der Sensor (9) auch im Antrieb (4) vorgesehen sein und seine Spannungs- und/oder Strom- und/oder Motordrehzahlen messen und der Auswerteeinheit (5) zuleiten. Diese berechnet dann über wenigstens eines dieser Signale die Vorschubgeschwindigkeit der Klemmbacken (3.1, 3.2). Zusätzlich wird die Zeit während des Zusammenfahrens der Klemmbacken (3.1, 3.2) in einem Speicher der Auswerteeinheit (5) aufgezeichnet. Aus der Vorschubgeschwindigkeit und der Zeit berechnet die Auswerteeinheit (5) den jeweils aktuellen Abstand zwischen den Klemmbacken (3.1, 3.2) sowie den momentanen Biegegrad. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass auch ein Sensor zur Ermittlung des Biegegrads direkt den Abstand zwischen den Klemmbacken (3.1, 3.2) misst.Thus clearly a dependence between the degree of bending and the image measured values of the surface section to be measured ( 2.4 ) or a crack formation can be determined and the bending speed has no influence on the result, the metal strip ( 2 ) bent at a constant bending speed. As a bending means for bending the metal strips ( 2 ) at constant speed, the drive ( 4 ) and the associated bending device ( 3 ). In the present embodiment, the bending means by a clamping device with a DC motor movable jaws ( 3.1 ), wherein during the bending process several measurements per second of the image acquisition system ( 4 ) and possibly from the sensor ( 9 ) are carried out for bending degree measurement. alternative to 2 can the sensor ( 9 ) also in the drive ( 4 ) and measure its voltage and / or current and / or motor speeds and the evaluation unit ( 5 ). This then calculates the feed rate of the jaws (at least one of these signals ( 3.1 . 3.2 ). In addition, the time during the collapse of the jaws ( 3.1 . 3.2 ) in a memory of the evaluation unit ( 5 ) recorded. From the feed rate and the time, the evaluation unit calculates ( 5 ) the actual distance between the jaws ( 3.1 . 3.2 ) as well as the current degree of bending. In addition, it can be provided that even a sensor for determining the degree of bending directly the distance between the jaws ( 3.1 . 3.2 ) measures.

Das vorstehend an Hand der 1 bis 3 beschriebenen Verfahren zur Ermittlung von mechanischen Eigenschaften von Metallbändern sowie die zur Durchführung vorgesehene Anordnung werden bevorzugterweise zur Beurteilung von Metallbändern als Federklemmen in elektrischen Klemmen verwendet. Denkbar sind aber auch alle übrigen bekannten Anwendungen, bei denen die mechanischen Eigenschaften der Metallbänder von Bedeutung sind.The above on hand of the 1 to 3 described method for the determination of mechanical properties of metal strips and the arrangement provided for implementation are preferably used for the assessment of metal bands as spring terminals in electrical terminals. However, all other known applications in which the mechanical properties of the metal strips are important are also conceivable.

In 4 ist die durch die Auswerteeinheit (5) vorgenommene Auswertung als Flussdiagramm dargestellt, wobei die verschiedenen Verfahrensschritte mit römischen Zahlen von I bis XII nummeriert sind.In 4 is the by the evaluation unit ( 5 ) is shown as a flow chart, wherein the various method steps are numbered with Roman numbers from I to XII.

Im Verfahrenschritt I werden Bildmesswerte des Bilderfassungssystems (4) von der Auswerteeinheit (5) ausgelesen. Konkret können die Bildmesswerte als Bilder einer als Bilderfassungssystem (4) fungierenden Digitalkamera erfasst werden, welche dann über eine schnelle Daten-Schnittstelle zu einem Personal Computer als Auswerteeinheit (5) geleitet werden.In method step I, image measured values of the image acquisition system ( 4 ) from the evaluation unit ( 5 ). Specifically, the image metrics can be used as images of an image acquisition system ( 4 ) are detected, which then via a fast data interface to a personal computer as an evaluation unit ( 5 ).

Im Schritt II wird der mit der Digitalkamera zu vermessende Oberflächenabschnitt (2.4) des Biegebereichs (2.3) auf den zu erwartenden Bereich der Rissbildung durch Festlegung eines Auswertefensters beschränkt.In step II the surface section to be measured with the digital camera ( 2.4 ) of the bending area ( 2.3 ) limited to the expected range of crack formation by defining an evaluation window.

Risse entstehen in der Regel im Bereich der höchsten mechanischen Spannung, also in der Mitte zwischen den beiden Klemmbacken (3.1, 3.2), und erstrecken sich dann quer zur Biegerichtung. Deshalb umfasst das Auslegefenster quer zur Biegerichtung das komplette Metallband und erstreckt sich in Biegerichtung lediglich über 60 bis 100 Bildpunktzeilen über eine gedachte Mittellinie hinweg in Richtung der beiden Klemmbacken (3.1, 3.2). Die Ermittlung von Koordinaten des Auswertefensters erfolgt, wie eingangs bereits beschrieben, durch die Grauwertbildverarbeitung und/oder durch das Farbanalyseverfahren, wobei die laterale Auflösung des Auswertefenster vorzugsweise zwischen 6 und 7,5 μm je Bildpunkt beträgt.Cracks usually occur in the area of the highest mechanical stress, ie in the middle between the two jaws ( 3.1 . 3.2 ), and then extend transversely to the bending direction. Therefore, the Auslegefenster transverse to the bending direction comprises the entire metal strip and extends in the direction of bending only over 60 to 100 pixel lines over an imaginary center line away in the direction of the two jaws ( 3.1 . 3.2 ). The determination of coordinates of the evaluation window is effected, as already described above, by the gray level image processing and / or by the color analysis method, the lateral resolution of the evaluation window preferably being between 6 and 7.5 μm per pixel.

Für die nachfolgende Auswertung werden nur Grauwerte der Bildpunkte aus dem festgelegten Auswertefenster bearbeitet. Hierdurch wird der Auswertungsvorgang beschleunigt.For the following Evaluation only gray values of the pixels from the specified evaluation window processed. This speeds up the evaluation process.

Im Schritt III werden Grauwerte in dem Auswertefenster von, in Biegerichtung betrachtet, vorzugsweise zwei übereinander angeordneten Bildpunkten ermittelt.in the Step III become gray values in the evaluation window of, in the bending direction considered, preferably two superimposed arranged pixels determined.

Danach im Schritt IV wird zunächst die Differenz der Grauwerte und davon wiederum der Betrag gebildet. Überschreitet dieser Betrag einen vorgegebenen Grauwert Z, so wird die Position der beiden Bildpunkte gespeichert und ein Zählvorgang gemäß Schritt V gestartet. Unterschreitet dieser Betrag den vorgegebenen Grauwert, so wird das Verfahren gemäß dem Schritt X erneut durchgeführt, wobei zunächst eine obere erste Zeile von übereinander angeordneten Bildpunkten und dann die darunter angeordneten Zeilen gemäß vorstehender Vorschrift überprüft werden.After that in step IV is first the difference of the gray values and from this in turn the amount formed. exceeds this amount a given gray value Z, then the position of the two pixels and a counting process according to step V started. If this amount falls below the given gray value, so the method according to the step X performed again, being first an upper first line of one above the other arranged pixels and then arranged underneath lines according to the above Regulation to be checked.

Da sowohl Rissstellen als auch Materialfehler gemäß dem Verfahrensschritt IV zu Bildpunktepaaren mit hohen Grauwert-Differenzen führen, ist hierdurch eine Unterscheidung zwischen den Oberflächendefekten (Lunker, Risse) nicht möglich.There both fractures and material defects according to the method step IV This leads to pixel pairs with high gray scale differences a distinction between the surface defects (voids, cracks) not possible.

Deshalb wird eine zweite Prüfung (s. Verfahrensschritt VII) gestartet, in der der Abstand der gezählten und gespeicherten Bildpunkte zueinander quer zur Biegerichtung ermittelt wird. Ist der Abstand der Bildpunkte, insbesondere Nachbarbildpunkte bzw. Nachbarbildpunktpaare, kleiner als ein vorgegebener Grenz-Abstand wird gemäß Schritt VIII ein zweiter Zähler gestartet, der die Anzahl dieser Bildpunkte bzw. Bildpunktpaare zählt. Unterschreitet der Abstand nicht den Grenz-Abstand, führt die Auswerteeinheit gemäß Schritt X erneut den Verfahrensschritt VII aus.Therefore will be a second test (see method step VII) started, in which the distance of the counted and stored pixels to each other determined transverse to the bending direction becomes. Is the distance of the pixels, in particular neighboring pixels or Neighbor pixel pairs smaller than a given boundary distance will according to step VIII a second counter started, the number of these pixels or pixel pairs counts. If the distance does not fall below the limit distance, the Evaluation unit according to step X again from step VII.

Aus den beiden unterschiedlichen Anzahlen von Bildpunkten gemäß den Schritten V und VII ermittelt die Auswerteeinheit, welche Art von Oberflächendefekt vorliegt. Als Maß hierfür wird in dem Schritt IX der Wert des reziproken Quotienten der beiden Anzahlen von Bildpunkten gebildet und mit einem vorbestimmten Referenz-Quotienten verglichen. Wird der Referenz-Quotient überschritten, so speichert die Auswerteeinheit die Bildmesswerte sowie alle durch die Auswerteeinheit ermittelten Daten ab (s. Schritt XII). Darüber hinaus veranlasst die Auswerteeinheit eine Visualisierung der ermittelten Daten, wobei zusätzlich der Biegegrad angezeigt wird.Out the two different numbers of pixels according to the steps V and VII determines the evaluation unit, which type of surface defect is present. As a measure of this will be in Step IX is the value of the reciprocal quotient of the two numbers formed of pixels and with a predetermined reference quotient compared. If the reference quotient is exceeded, Thus, the evaluation unit stores the image measured values as well as all the evaluation unit determined data (see step XII). Furthermore causes the evaluation a visualization of the determined Data, in addition the degree of bending is displayed.

Im Fall, dass der Referenz-Quotient unterschritten wird, werden in jedem Fall die Klemmbacken weiter zusammengefahren und das Verfahren startet wieder mit Schritt I.in the Case that the reference quotient is undershot, are in in any case, the jaws continue together and the procedure starts again with step I.

Claims (28)

Verfahren zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern (2), – bei dem zwei Abschnitte (2.1, 2.2) eines Metallbandes (2) unter Einwirkung von Kraft um einen Biegebereich (2.3) gebogen werden, – von dem mindestens ein Oberflächenabschnitt (2.4) durch ein Bilderfassungssystem (4) und eine Auswerteeinheit (5) vermessen bzw. ausgewertet wird, – wobei die Vermessung des Oberflächenabschnitts (2.4) bei mindestens zwei unterschiedlichen Biegegraden durchgeführt wird, – und die Auswerteeinheit (5) Bildmesswerte des Bilderfassungssystems (4) und zeitgleich erfasste Biegegrade einander zuordnet, – wobei ein mit der Auswerteeinheit (5) verbundener Sensor (9) den jeweiligen Biegegrad mittelbar oder unmittelbar misst und dieser ein entsprechendes Signal sendet, – so dass die Auswerteeinheit (5) veranlasst wird, dass zumindest die einander zugeordneten Bildmesswerte und Biegegrade visualisiert und/oder in einen Speicher abgelegt werden.Method for determining mechanical properties of metal strips ( 2 ), - in which two sections ( 2.1 . 2.2 ) of a metal strip ( 2 ) under the action of force around a bending area ( 2.3 ), - of which at least one surface section ( 2.4 ) by an image acquisition system ( 4 ) and an evaluation unit ( 5 ) is measured or evaluated, the measurement of the surface section ( 2.4 ) is performed on at least two different bending degrees, - and the evaluation unit ( 5 ) Image measured values of the image acquisition system ( 4 ) and at the same time detected bending degrees associated with each other, - one with the evaluation unit ( 5 ) connected sensor ( 9 ) measures the respective degree of bending indirectly or directly and this sends a corresponding signal, - so that the evaluation unit ( 5 ) causes at least the mutually associated image measured values and bending degrees to be visualized and / or stored in a memory. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessung des Oberflächenabschnitts (2.4) während eines Biegevorgangs durchgeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that the measurement of the Oberflächenab cut ( 2.4 ) is performed during a bending operation. Verfahren nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) aus Grauwerten und/oder Farbwerten von Bildpunkten der Bildmesswerte Abmaße und/oder Koordinaten des Biegebereichs (2.3) ermittelt und davon abhängig Koordinaten eines Auswertefensters für den zu vermessenden Oberflächenabschnitt (2.4) festlegt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) from gray values and / or color values of pixels of the image measured values, dimensions and / or coordinates of the bending region ( 2.3 ) and dependent thereon coordinates of an evaluation window for the surface section to be measured ( 2.4 ). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) die Länge des Auswertefensters in Biegerichtung kleiner als die des Biegebereichs (2.3) in Biegerichtung wählt.Method according to Claim 3, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) the length of the evaluation window in the bending direction is smaller than that of the bending area ( 2.3 ) selects in bending direction. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) die Länge des Auswertefensters quer zur Biegerichtung entsprechend der Länge des Biegebereichs (2.3) in Biegerichtung wählt.Method according to Claim 3, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) the length of the evaluation window transversely to the bending direction corresponding to the length of the bending area ( 2.3 ) selects in bending direction. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) veranlasst, dass das Auswertefenster auf einem mit ihr verbundenen Bildschirm (7) und/oder Drucker dargestellt wird und/oder Abmaße des Auswertefensters in einem Speicher abgelegt werden.Method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) causes the evaluation window to be displayed on a screen ( 7 ) and / or printer is displayed and / or dimensions of the evaluation window are stored in a memory. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) das Auswertefenster derart festlegt, dass seine Länge quer zur Biegerichtung wesentlich größer ist als seine Länge in Biegerichtung.Method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) determines the evaluation window such that its length is substantially greater transversely to the bending direction than its length in the bending direction. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verschiebung des Biegebereichs (2.3) während des Biegevorgangs die Auswerteeinheit (5) das Auswertefenster entsprechend mit verschiebt.Method according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that when shifting the bending area ( 2.3 ) during the bending process, the evaluation unit ( 5 ) moves the evaluation window accordingly with. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bilderfassungssystem (4) eine Kamera mit einer verstellbaren Blende verwendet wird, wobei die Auswerteeinheit (5) abhängig von dem Biegegrad des Metallbands die Blende verstellt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as image acquisition system ( 4 ) a camera with an adjustable aperture is used, wherein the evaluation unit ( 5 ) adjusts the aperture depending on the degree of bending of the metal strip. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) durch das Bilderfassungssystem (4) erfasste Bildmesswerte des Oberflächenabschnitts (2.4) durch Anwendung einer Grauwertbildverarbeitung und/oder Farbanalyse auswertet.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) through the image capture system ( 4 ) captured image readings of the surface section ( 2.4 ) is evaluated by using gray value image processing and / or color analysis. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) zunächst Grauwerte und/oder Farbwerte von Bildpunkten der Bildmesswerte ermittelt und dann mit einem vorbestimmten Grenz-Grauwert oder Grenz-Farbwert vergleicht.Method according to claim 10, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) first determines gray values and / or color values of pixels of the image measured values and then compares them with a predetermined threshold gray value or boundary color value. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) diejenigen Bildpunkte aus den Bildmesswerten zählt, welche den vorgegebenen Grenz-Grauwert und/oder Grenz-Farbwert unterschreiten.Method according to claim 11, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) counts those pixels from the image measured values which fall below the predetermined threshold gray value and / or border color value. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) diejenigen Bildpunkte, die den vorgegebenen Grenz-Grauwert und/oder Grenz-Farbwert unterschreiten, zählt und/oder visualisiert und/oder ihre Koordinaten in einem Speicher ablegt.Method according to claim 12, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) those pixels which are below the predetermined threshold gray value and / or border color value, count and / or visualized and / or stores their coordinates in a memory. Verfahren nach Anspruch 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) einen Abstand zwischen Bildpunkten aus den Bildmesswerten ermittelt, wobei die Auswerteeinheit (5) diejenigen Bildpunkte zählt, die einen vorgegebenen Grenz-Abstand unterschreiten.Method according to claim 12 to 13, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) determines a distance between pixels from the image measured values, wherein the evaluation unit ( 5 ) counts those pixels that fall below a given limit distance. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Bildpunkte zueinander quer zur Biegerichtung ermittelt wird.Method according to claim 14, characterized in that that the distance of the pixels to each other across the bending direction is determined. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) die sich im Wesentlichen entlang einer gedachten Linie quer zur Biegerichtung erstreckenden Bildpunkte zeilenweise zählt.Method according to at least one of claims 10 to 15, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) which counts essentially along an imaginary line extending transversely to the bending direction pixels line by line. Verfahren nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Biegegrad der Biegeradius im Biegebereich (2.3) und/oder der Biegewinkel zwischen den zwei Abschnitten verwendet wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that as a degree of bending the bending radius in the bending area ( 2.3 ) and / or the bending angle between the two sections is used. Verfahren nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallbänder (2) Federstähle zur Anwendung in elektrischen Klemmen verwendet werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that as metal strips ( 2 ) Spring steels are to be used in electrical terminals. Anordnung (1) zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Metallbändern (2), mit einer Biegevorrichtung (3) zum Biegen von zwei Abschnitten der Metallbänder (2) um einen Biegebereich (2.3) unter Einwirkung von Kraft, mit einem Bilderfassungssystem (4) zum Vermessen von mindestens einem Oberflächenabschnitt (2.4) des Biegebereichs (2.3) und mit einer Auswerteeinheit (5) zur Auswertung der Bildmesswerte des Bilderfassungssystems, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Auswerteeinheit (5) verbundener Sensor (9) zur Ermittlung eines Biegegrades in dem Biegebereich (2.3) der Metallbänder (2) vorgesehen ist, und als Biegemittel eine Klemmvorrichtung mit bewegbaren Klemmbacken sowie ein damit verbundener Gleichstrommotor vorgesehen sind, der zum Biegen der Metallbänder (2) mit konstanter Geschwindigkeit vorgesehen ist, und die Auswerteeinheit (5) derart programmiert ist, dass eine Zuordnung von durch das Bilderfassungssystem (4) zeitgleich erfassten Bildmesswerten und der durch den Sensor (9) ermittelten Biegegrade möglich ist, und die Auswerteeinrichtung mit einem Speicher derart zusammenwirken, dass zumindest die einander zugeordneten Bildmesswerte und Biegegrade in den Speicher ablegbar sind.Arrangement ( 1 ) for determining mechanical properties of metal strips ( 2 ), with a bending device ( 3 ) for bending two sections of the metal strips ( 2 ) around a bending area ( 2.3 ) under the action of force, with an image acquisition system ( 4 ) for measuring at least one surface section ( 2.4 ) of the bending area ( 2.3 ) and with an evaluation unit ( 5 ) for evaluating the image measured values of the image acquisition system, characterized in that one with the evaluation unit ( 5 ) connected sensor ( 9 ) for determining a degree of bending in the bending region ( 2.3 ) of metal bands ( 2 ) is provided, and as a bending means a clamping device with movable jaws and a associated DC motor are provided for bending the metal strips ( 2 ) is provided at a constant speed, and the evaluation unit ( 5 ) is programmed such that an assignment by the image acquisition system ( 4 ) simultaneously captured image readings and by the sensor ( 9 ), and the evaluation device interacts with a memory such that at least the mutually associated image measured values and bending degrees can be stored in the memory. Anordnung (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommotor mit der Auswerteeinrichtung unmittelbar oder mittelbar verbunden ist, wobei der Gleichstrommotor der Auswerteeinrichtung Spannungs- und/oder Strom- und/oder Motordrehzahlwerte sendet.Arrangement ( 1 ) according to claim 19, characterized in that the DC motor is connected directly or indirectly to the evaluation device, wherein the DC motor of the evaluation sends voltage and / or current and / or motor speed values. Anordnung (1) nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung mit einem Bildschirm (7) und/oder einem Drucker verbunden ist, wobei die Auswerteeinrichtung mit dem Bildschirm (7) und/oder Drucker derart zusammenwirkt, dass zumindest die einander zugeordneten Bildmesswerte und Biegegrade über den Drucker und/oder den Bildschirm (7) visualisierbar sind.Arrangement ( 1 ) according to claim 19 and 20, characterized in that the evaluation device with a screen ( 7 ) and / or a printer, wherein the evaluation device with the screen ( 7 ) and / or printer cooperates in such a way that at least the associated image measured values and bending degrees are transmitted via the printer and / or the screen (FIG. 7 ) are visualizable. Anordnung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (5) eine Grauwertbildverarbeitung und/oder ein Farbanalyseverfahren hinterlegt ist, wobei die Auswerteeinheit (5) derart programmiert ist, dass Grauwerte und/oder Farbwerte von Bildpunkten der Bildmesswerte ermittelbar und dann mit einem vorbestimmten Grenz-Grauwert und/oder Grenz-Farbwert vergleichbar sind.Arrangement ( 1 ) according to at least one of claims 19 to 21, characterized in that in the evaluation unit ( 5 ) a gray value image processing and / or a color analysis method is stored, wherein the evaluation unit ( 5 ) is programmed such that gray values and / or color values of pixels of the image measured values can be determined and then compared with a predetermined threshold gray value and / or border color value. Anordnung (1) nach Anspruch 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) derart programmiert ist, dass ein erster Zähler in der Auswerteeinheit (5) vorgesehen ist, mit dem diejenigen Bildpunkte aus den Bildmesswerten zählbar sind, welche den vorgegebenen Grenz-Grauwert und/oder Grenz-Farbwert unterschreiten.Arrangement ( 1 ) according to claim 19 to 22, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) is programmed such that a first counter in the evaluation unit ( 5 ) is provided, with which those pixels from the image measured values are counted, which fall below the predetermined threshold gray value and / or boundary color value. Anordnung (1) nach Anspruch 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) derart programmiert ist, dass diejenigen Bildpunkte, die den vorgegebenen Grenz-Grauwert und/oder Grenz-Farbwert unterschreiten, über einen Bildschirm (7) und/oder Drucker visualisierbar und/oder ihre Koordinaten in einem Speicher belegbar sind.Arrangement ( 1 ) according to claim 19 to 23, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) is programmed in such a way that those pixels which fall below the predetermined threshold gray value and / or border color value are displayed on a screen ( 7 ) and / or printer can be visualized and / or their coordinates can be assigned to a memory. Anordnung (1) nach mindestens einem der Anspruch 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) derart programmiert ist, dass mit ihr ein Abstand zwischen Bildpunkten aus den Bildmesspunkten ermittelbar ist, und dass ein zweiter Zähler in der Auswerteeinheit (5) vorgesehen ist, mit dem diejenigen Bildpunkte zählbar sind, die einen vorgegebenen Grenz-Abstand unterschreiten.Arrangement ( 1 ) according to at least one of claims 19 to 24, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) is programmed such that with it a distance between pixels from the image measuring points can be determined, and that a second counter in the evaluation unit ( 5 ) is provided, with which those pixels can be counted, which fall below a predetermined limit distance. Anordnung (1) nach Anspruch 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) derart programmiert ist, dass mit ihr der Abstand der Bildpunkte quer zur Biegerichtung ermittelt wird.Arrangement ( 1 ) according to claim 19 to 25, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) is programmed such that with her the distance of the pixels is determined transversely to the bending direction. Anordnung (1) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) derart programmiert ist, dass mit ihr die sich im Wesentlichen entlang einer gedachten Linie quer zur Biegerichtung erstreckenden Bildpunkte zeilenweise zählbar sind.Arrangement ( 1 ) according to claim 26, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) is programmed such that with her the substantially along an imaginary line extending transversely to the bending direction pixels are counted line by line. Anordnung (1) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommotor mit der Auswerteeinrichtung unmittelbar oder mittelbar verbunden ist, wobei der Gleichstrommotor der Auswerteeinrichtung Spannungs- und/oder Strom- und/oder Motordrehzahlwerte sendet.Arrangement ( 1 ) according to claim 27, characterized in that the DC motor with the evaluation device is directly or indirectly connected, wherein the DC motor of the evaluation sends voltage and / or current and / or engine speed values.
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