DE10213086A1 - Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen - Google Patents

Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen

Info

Publication number
DE10213086A1
DE10213086A1 DE2002113086 DE10213086A DE10213086A1 DE 10213086 A1 DE10213086 A1 DE 10213086A1 DE 2002113086 DE2002113086 DE 2002113086 DE 10213086 A DE10213086 A DE 10213086A DE 10213086 A1 DE10213086 A1 DE 10213086A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring head
manipulator body
shaft
measuring
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2002113086
Other languages
English (en)
Inventor
Gregor Ferdinand Federau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaefter & Kirchhoff GmbH
Original Assignee
Schaefter & Kirchhoff GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaefter & Kirchhoff GmbH filed Critical Schaefter & Kirchhoff GmbH
Priority to DE2002113086 priority Critical patent/DE10213086A1/de
Publication of DE10213086A1 publication Critical patent/DE10213086A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen und/oder einer Schweißnahtvorbereitung, mit DOLLAR A - einem Manipulatorkörper, der eine im wesentlichen zylindrische Form, ein Lager für eine in Längsrichtung verfahrbare Welle und einen Antrieb zum Verfahren der Welle in Längsrichtung besitzt, DOLLAR A - einem Meßkopf, der auf der in dem Manipulatorkörper gelagerten Welle gehalten und über einen Rotationsantrieb relativ zu dem Manipulatorkörper drehbar ist, DOLLAR A - einer Verriegelungseinrichtung für den Manipulatorkörper mit mehreren Abstützelementen, die in einer Verriegelposition den Manipulatorkörper gegen die Rohrwand abstützen, und DOLLAR A - einer Notabwurfeinrichtung, die eine Verriegelung der Abstützelemente löst und den Meßkopf von der Welle sowie die Verriegelungseinrichtung von dem Manipulatorkörper trennt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen, insbesondere von Rohrinnenflächen und Passungen bei Kernkraftwerken. Überprüft wird die Abweichung von einer vorgegebenen Idealform bzw. die Einhaltung eines vorgegebenen Hüllkreises. Ebenso dient die Vorrichtung zur Kontrolle der Schweißnahtform und -lage.
  • Der Druckbehälter eines Reaktors steht über Rohrleitungen mit einem Wärmetauscher in Verbindung. Zur Überprüfung der Reaktorsicherheit muß die Rohrinnenfläche und die Passung des Rohrs an dem Druckbehälter vermessen und inspiziert werden.
  • Bisher wurden zur Untersuchung der Rohrinnenwandung taktile Meßverfahren eingesetzt, bei denen über begrenzte Stützpunkte die Innenwand über ein Gestänge die Rohrinnenwandung abgetastet wird. Eine solche taktile Meßvorrichtung besitzt den Nachteil, daß sie nicht ferngesteuert eingesetzt werden kann, sondern stets die Handhabung durch eine Bedienperson an dem Rohr erfordert. Die Bedienperson ist während des Meßvorgangs einer nicht unerheblichen Strahlendosis ausgesetzt. Als weiterer Nachteil der bisherigen Meßverfahren wird deren Ungenauigkeit angesehen. Weiterhin hat sich bei bekannten Manipulatoren beispielsweise zum Schweißen wiederholt das Problem eingestellt, daß nach einer Verriegelung in dem Rohr sich der Manipulator verklemmt hatte und nur mit sehr großem Aufwand sogar unter Beschädigung des Rohres aus diesem wieder entfernt werden konnte.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen bereitzustellen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet und eine sehr genaue Vermessung und Inspektion der Rohrinnenfläche zuläßt.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 1 und aus Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen Manipulatorkörper, der eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist, ein Lager für eine in Längsrichtung verfahrbare Hohlwelle und einen Antrieb zum Verfahren der Welle in Längsrichtung aufweist:
    Ferner besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Meßkopf, der auf der in dem Manipulatorkörper gelagerten Welle gehalten und über einen Rotationsantrieb relativ zu dem Manipulatorkörper drehbar ist. Die Drehung kann hierbei erfolgen, indem der Meßkopf gegenüber der Welle gedreht wird oder die Welle und damit auch der Meßkopf durch den Rotationsantrieb in dem Manipulatorkörper gedreht werden. Letztere Ausgestaltung wird bevorzugt. Bei der bevorzugten Ausgestaltung ist der Rotationsantrieb in dem Manipulatorkörper angeordnet. Ferner ist eine Verriegelungseinrichtung für den Manipulatorkörper mit mehreren Abstützelementen vorgesehen, die in einer verriegelten Position den Manipulatorkörper gegen die Rohrwand abstützen. Da häufig der Zugang zu dem Rohr einen kleineren Durchmesser besitzt als das zu inspizierende Rohr, ist es erforderlich, daß die Verriegelungseinrichtung in ihrer nicht verriegelten Position ganz oder teilweise in dem Manipulatorkörper aufgenommen ist. Um ein Verklemmen in dem Rohr weitgehend auszuschließen, ist eine Notabwurfeinrichtung vorgesehen, die eine Verriegelung der Abstützelemente löst und den Kopf von der Welle und die Verriegelungseinrichtung ganz oder teilweise von dem Manipulatorkörper trennt. Mit der Notabwurfeinrichtung ist es möglich, die Vorrichtung nach einem Entfernen aus dem Rohr wieder zusammenzusetzen. Durch das Trennen von Meßkopf, Verriegelungseinrichtung und Manipulatorkörper wird es möglich, bei gelöster Verriegelungseinrichtung mit vergleichsweise geringem Aufwand die Vorrichtung aus dem Rohr zu entfernen.
  • Bevorzugt besteht die Verriegelungseinrichtung aus einer 3-Punktspannvorrichtung, die in drei Punkten an der Rohrinnenwandung anliegt. Die Funktionsweise entspricht dem Dreibackenfutter wie es bei Drehmaschinen eingesetzt wird. Jedes der Abstützelemente, nachfolgend auch als Backen bezeichnet, ist hierbei mit einer in Längsrichtung des Manipulatorkörpers laufenden Rolle versehen. Die Laufrollen haben eine an den Rohrinnendurchmesser angepaßte torische Form. Laufrollenform, Werkstoffauswahl des Metalls und die Drehmoment- bzw. Anlagekraftbegrenzung verhindern eine werkstoffschädliche Flächenpressung an der Rohrinnenwand (interkristalline Korrosion). Es sind auch mehr als drei Backen möglich. Bei einem Notabwurf wird die 3- Punktspannvorrichtung mit einem Backenfutterkörper von dem Manipulatorkörper über eine oder mehrere von außen zugängliche Einrichtungen gelöst. Die Meßvorrichtung besteht dann aus drei Teilen, nämlich dem Meßkopf, der Spannvorrichtung mit dem Backenfutterkörper und dem verbleibenden Teil des Manipulatorkörpers mit der Welle, deren Lagerung und dem Antrieb für das Backenfutter.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ebenfalls durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 5 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen Meßkopf mit mindestens zwei Meßkameras, die auf sich überlappende Bildbereiche gerichtet sind, und einen Laserliniengenerator. Ein solcher Meßkopf vermißt die Rohrinnenwandung optisch. Bei der Vermessung wird das Laserlichtschnittverfahren eingesetzt, bei dem Parallelverschiebungen einer auf die Rohrinnenwandung projizierten Laserlinie den Abstand der Rohrinnenwandung von der Meßvorrichtung angeben. Bei der optischen Abtastung wird eine Meßauflösung von 0,02 mm erzielt. Zudem ermöglicht der Meßkopf eine Betrachtung der Rohrinnenwandung direkt während der Messung. Es wird die Möglichkeit für eine sogenannte Online-Inspektion geschaffen. Der optische Meßkopf rotiert auf einer präzise gelagerten Hohlwelle, die gleichzeitig auch das Linearlager für den Längsvorschub bildet. Unabhängig von der 3- Punktauflage des Manipulatorkörpers wird der Hüllkreisdurchmesser der Rohrinnenfläche im Vorschubbereich der Hohlwelle präzise relativ zu der Lagerung der Hohlwelle ermittelt.
  • Für eine möglichst gute Auflösung wird als Laserliniengenerator eine Superlumineszenzdiode eingesetzt. Die Superlumineszenzdiode besitzt eine kurze Kohärenzlänge und vermeidet somit Laserspeckling.
  • In dem Meßkopf sind die Meßkameras jeweils in der Scheimpflugbedingung angeordnet. Hierdurch wird eine scharfe Abbildung des gesamten Meßfeldes auf den CCD- Sensor der Meßkamera erreicht.
  • Der Meßkopf besitzt eine im wesentlichen zylindrische Form und vermißt die Rohrinnenwand in radialer Richtung.
  • Die beiden Meßkameras sind auf unterschiedlichen Seiten einer gedachten Mittensenkrechten im Querschnitt des Meßkopfs angeordnet und auf die sich überlappenden Bildbereiche von unterschiedlichen Seiten der Mittensenkrechten gerichtet. Die Mittensenkrechte verläuft durch die Bildbereiche. Der Strahlengang der Meßkameras ist in dem Meßkopf aufgewickelt, wobei die Meßebene senkrecht zu der Aufnahmeebene der Meßkamera steht. Der Strahlengang trifft unter einem von 90° verschiebenden Winkel auf die Aufnahmeebene der Meßkamera.
  • Um die Kabel und Steuerleitungen aus dem Manipulatorkörper und dem Meßkopf hinauszuführen, ist an dem vom Meßkopf fortweisenden Ende des Manipulatorkörpers ein sich in Längsrichtung erstreckendes Anschlußrohr vorgesehen. Das Anschlußrohr ist mit einer Justiereinrichtung versehen, die auf das Rohrende aufgesetzt ist und die Ausrichtung des Anschlußrohres und damit des Manipulatorkörpers relativ zu dem Rohr gestattet. Der Manipulatorkörper ist hierbei in dem Rohr durch die Verriegelungseinrichtung festgelegt. Der festgelegte Manipulatorkörper wird durch die auf Rohrende aufgesetzte Justiereinrichtung in dem Rohr ausgerichtet.
  • Für das Ausrichten des Manipulatorkörpers ist ein Inklinometer vorgesehen, das vorzugsweise ein Pendel aufweist, dessen Auslenkung aus der Vertikalen gemessen wird. Zum Ausrichten des Manipulatorkörpers in der Vertikalen ist eine zusätzliche Kamera vorgesehen, die auf den Pendelkörper gerichtet ist.
  • Bevorzugt ist die Welle in ihrer Verlängerung mit einer Hülse versehen, auf der eine Skala in Längsrichtung vorgesehen ist. Auf die Skala in Längsrichtung ist eine Skalenkamera gerichtet, die die axiale Position der Welle und des Meßkopfes relativ zu dem Manipulatorkörper zeigt. Zusätzlich kann auch eine Skala für die radiale Stellung der Welle und des Meßkopfes vorgesehen sein. Bevorzugt erstreckt sich die axiale Skala über 360° um die Welle und ist in radialer Richtung mit Markierungen versehen.
  • Bevorzugt ist der Meßkopf mit einer in Längsrichtung ausgerichteten Vorauskamera mit Beleuchtung versehen. Die Vorauskamera gibt ein Bild zu dem sich voraus bewegenden Meßkopf. Zusätzlich zu der Vorauskamera kann der Meßkopf mit einer Prallplatte versehen sein, die bei einer Betätigung eine Vorwärtsbewegung des Meßkopfes abschaltet und so diesen schützt.
  • Zur Betätigung des Meßkopfes ist eine Steuerkonsole über mindestens einen Kabelstrang mit dem Manipulatorkörper verbunden. Die Steuerkonsole ist wiederum über ein Kabel mit einer Steuereinheit verbunden. An der Steuerkonsole können wahlweise die Bilder der Kameras aus Meßkopf und Manipulatorkörper betrachtet werden, so daß eine direkte Justierung und Handhabung möglich ist.
  • Zum Kalibrieren und Prüfen der Meßvorrichtung ist zusätzlich eine Prüfeinrichtung vorgesehen, die eine Halterung für den Manipulatorkörper und einen dazu ausgerichteten Prüfkörper mit einer definierten Innenwandung besitzt. In der Prüfeinrichtung kann der Manipulator laufend überprüft und beispielsweise nach einem Notabwurf justiert und wieder ausgerichtet werden. Bevorzugt ist der Manipulatorkörper an seinem zum Meßkopf weisenden Ende mit einer Meßkopfhülse versehen, die den Meßkopf in seiner zurückgefahrenen Position aufnimmt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand eines Beispiels näher erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1 eine schematische Skizze eines erfindungsgemäßen Meß- und Inspektionsmanipulators im eingesetzten Zustand,
  • Fig. 2 eine Prüfeinrichtung für den Manipulator,
  • Fig. 3 einen Notabwurf,
  • Fig. 4 einen Querschnitt durch den Meßkopf mit entfalteten Strahlengang und
  • Fig. 5 den aufgewickelten Strahlengang im Meßkopf.
  • Fig. 1 zeigt den Meß- und Inspektionsmanipulator in seinem eingesetzten Zustand. Die Wand 10 eines Druckbehälters in einem Kernkraftwerk mündet in ein Rohr 12. Das Rohr 12 führt beispielsweise zu einem Wärmetauscher. Zur Inspektion ist das Rohr 12 über einen Stopfen 14 verschlossen. Die radioaktive Strahlung des Reaktors wird durch einen sogenannten Bioschild 16 abgeschirmt. Das zu inspizierende Rohr 12endet in einem Ventil 18. Ein Fortsatz des Rohres 12 wird hinter dem Ventil für die Inspektion abgetrennt. Das Ventil besitzt beispielsweise einen freien Durchgang von 180 mm Querschnitt, während das Rohr 12 einen Querschnitt von 220 mm besitzt.
  • Der Meß- und Inspektionsmanipulator ist allgemein mit 20 gekennzeichnet. Der Manipulator 20 besitzt an seinem vorderen Ende einen Meßkopf 22, der auf einer Welle 24 gehalten ist. Die Welle 24 erstreckt sich durch eine Meßkopfhülse 26, die den Meßkopf 22 in der zurückgezogenen Stellung aufnimmt. An die Meßkopfhülse 26 schließt sich eine 3-Punktspanneinrichtung 28 an, die in ihrer verriegelten Position an der Innenwand des Rohres 20 anliegt. An die 3-Punktspanneinrichtung 28 anschließend folgt der Manipulationskörper 30 mit dem Anschlußrohr 32. Das aus dem Ventil 18 vorstehende Ende des Anschlußrohres 32 ist mit einer Justiereinrichtung 34 versehen. Die Justiereinrichtung 34 hält das Anschlußrohr 32 und ist in das freie Rohrende 12 eingesetzt. Über das Anschlußrohr 32 sind Leitungen 36 zu einer Steuerkonsole 38 herausgeführt. Die Steuerkonsole 38 ist über Leitungen 40 mit einem Steuerrechner 42 verbunden.
  • Der Meßkopf 12 ist mit einer Kamera (nicht dargestellt) zur Voraussicht versehen. Das Bildfeld dieser Kamera 44 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Bilder dieser Kamera werden über die als Hohlwelle ausgebildete Welle 24 über die Leitung 36 an die Steuerkonsole 38 übertragen. Hier stehen sie einer Bedienperson unmittelbar zur Verfügung. Über die Leitung 40 können diese Bilder auch weiter an die Steuereinheit 42 übertragen werden. Mit der Steuerkonsole können Motoren für Rotation und Linearvorschub des Meßkopfes gesteuert werden. Die Bedienmannschaft am Rohr hat in der Einrichtphase vollen Zugriff auf die Funktionen des Manipulators.
  • In radialer Richtung zeichnet der Meßkopf 22 ein Bild der Rohrinnenwand auf. Hierzu wird das Laser-Lichtschnittverfahren eingesetzt, bei dem der Parallelversatz der Laserlinie auf einen veränderten Rohrradius oder Absätze in der Rohrinnenwandung hinweist. Der Steuerrechner wertet den Parallelversatz der Laserlinien aus und errechnet ein 3D-Profil der Rohrinnenwandung. Das Inspektionsfeld des Meßkörpers besitzt bevorzugt eine Fläche von 25 mm × 35 mm. Der Meßkopf selbst kann um 360° um die Welle 24 gedreht werden.
  • Zusätzlich zu der Vorauskamera ist der Meßkopf 22 an seiner Stirnseite mit einem Kollisionsschalter (nicht dargestellt) versehen, der eine Vorwärtsbewegung des Meßkopfes abschaltet, sobald dieser auf ein Hindernis stößt.
  • Über die Welle 24 wird der Meßkopf 22 in axialer Richtung verfahren. Die Meßstrecke beträgt hierbei 250 mm.
  • Der Manipulatorkörper 30 wird mit eingefahrenem Meßkopf 22 in das Rohr 12 eingesetzt. Der Manipulatorkörper wird durch das Drei-Backenfutter in dem Rohr festgelegt. Um einen Achs-Fehlwinkel zu korrigieren, ist eine Justierkonsole 34 auf das Rohrende oder das Ventil aufgesetzt. Über sie wird das Anschlußrohr 32 so einjustiert, daß der Manipulatorkörper 30 die gewünschte Lage in dem Rohr 12 annimmt. Um die vertikale Ausrichtung festzustellen, ist in dem Manipulatorkörper 30 ein Pendel vorgesehen, dessen Ausschlag über eine entsprechende Kamera an der Steuerkonsole beobachtet werden kann. Ist der Manipulatorkörper 30 in dem Rohr 12 ausgerichtet, so kann der Meßkopf ausgefahren werden, um die Rohrinnenwand zu inspizieren und zu vermessen.
  • Die Position des Meßkopfs relativ zu dem Manipulatorkörper 30 wird über die Ausfahrstrecke der Welle 24 bestimmt. Die Welle 24 ist hierzu an ihrem Ende mit einer axialen Skala verbunden, deren Position durch eine Skalenkamera an die Steuerkonsole übertragen wird. Die axiale Position der Welle wird zusätzlich elektronisch erfaßt und an die Steuereinheit 42 zur Auswertung der Meßdaten weitergeleitet. Neben der zusätzlichen optischen Beobachtung der Welle 24 in axialer Richtung kann auch eine Skala an der Welle bzw. deren Verlängerung vorgesehen sein, die die radiale Ausrichtung der Welle und des Meßkopfs 22 zeigt. Auch diese Daten sind durch ein entsprechendes Umschalten an der Steuerkonsole 38 für das Bedienpersonal direkt sichtbar. Zusätzlich zu der optischen Kontrolle ist ebenfalls eine elektronische Positionserfassung für die Welle vorgesehen.
  • Fig. 2 zeigt eine Prüfeinrichtung 46 für den Manipulator. Die Prüfeinrichtung besitzt eine Halterung 48 für den Manipulatorkörper 30. Die Halterung 48 ist relativ zu einem Prüfkörper 50 ausgerichtet. Der Prüfkörper 50 besitzt eine definierte Innenkontur, die über den Meßkopf 22 abgetastet wird. Etwaige Verschiebungen oder Fehlausrichtungen können so erkannt werden.
  • Fig. 3 zeigt den Notabwurf von Meßkopf 22, Meßkopfhülse 26 und Manipulationskörper 30. Für den Notabwurf werden drei Schrauben gelöst, über die der Backenfutterkörper 52 mit dem Manipulatorkörper 130 verbunden ist. An dem Manipulatorkörper 30 verbleibt ein Keilstangenantrieb 54, der von dem Keilstangenfutter (nicht dargestellt) in dem Backenfutterkörper getrennt ist. Bevorzugt ist der Backenfutterkörper 52 an einem Flansch des Manipulatorkörpers 30 angeschraubt, wobei die Schrauben durch ein Werkzeug 54 über entsprechend vorgesehene Stangen von außen gelöst werden können.
  • Indem das Drei-Backenfutter von dem Keilstangenantrieb 54 getrennt wird, gelangen die Backen über entsprechende Federn in ihre zurückgezogene Position.
  • Nach einem Notabwurf kann der Manipulatorkörper 30 durch das Ventil aus dem Rohr gezogen werden. Die Meßkopfhülse mit dem eingezogenen Drei-Backenfutter und der Meßkopf können anschließend ebenfalls aus dem Rohr entfernt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß diese sich in dem Rohr verklemmen.
  • Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den Meßkopf 22 mit einem aufgefalteten Strahlengang. Zur besseren Orientierung ist durch den Querschnitt des Meßkopfs eine gedachte Mittensenkrechte 58 eingezeichnet. Der Meßkopf dreht sich um den mit 60 gekennzeichneten Mittelpunkt und wird aus der Zeichenebene heraus- bzw. in diese hineinverfahren. Ausgerichtet mit der Mittensenkrechten 58 ist ein Laser-Makroliniengenerator 62 vorgesehen. Der Makroliniengenerator verwendet Laserlicht bei einer Wellenlänge von 690 nm und besitzt eine Ausgangsleistung von 25 mW. Ein solcher Makroliniengenerator besitzt einen Tiefenschärfenbereich von mehr als 90 mm in radialer Richtung. Auf beiden Seiten der gedachten Mittensenkrechten 58 ist jeweils eine Halterung für eine Kamera 64 mit einem CCD-Chip 66 vorgesehen. Der Strahlengang der beiden Kameras ist in dem Meßkopf aufgewickelt und in Fig. 4 lediglich zur besseren Übersicht entfaltet dargestellt. Der links der gedachten Mittensenkrechten verlaufende Strahlengang 68 besitzt einen Bildbereich 70. Der Bildbereich 70 steht senkrecht zu dem CCD-Chip 66. Über die Optik 72 ergibt es sich, daß die Kamera 64 in der Scheimpflugbedingung angeordnet ist. Die rechts von der gedachten Mittensenkrechten angeordnete Kamera besitzt einen Bildbereich 74, der teilweise mit dem Bildbereich 70 überlappt. Da der Abstand von den Bildbereichen der Kameras unterschiedlich ist, besitzen die Bildbereiche einen unterschiedlichen Durchmesser.
  • Fig. 5 zeigt den aufgewickelten Strahlengang. Die einfallenden Strahlen 76 werden über einen ersten Spiegel 78 umgelenkt. Der Spiegel 78 lenkt den Strahlengang hierbei im rechten Winkel um. Nach dem Durchtritt durch eine Linsenoptik 80 wird der Strahlengang über den Spiegel 82 erneut im rechten Winkel umgelenkt. Über einen Spiegel 84, der den Strahlengang um weniger als 90° umlenkt, treffen die Strahlen auf den CCD-Chip 66 der Kamera. Die Kamera ist hierbei gemäß der Scheimpflugbedingung angeordnet, so daß der gesamte Bildbereich scharf auf den CCD-Sensor abgebildet wird.

Claims (26)

1. Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen und/oder einer Schweißnahtvorbereitung, mit
einem Manipulatorkörper (30), der eine im wesentlichen zylindrische Form, ein Lager für eine in Längsrichtung verfahrbare Welle (24) und einen Antrieb zum Verfahren der Welle in Längsrichtung besitzt,
einem Meßkopf (22), der auf der in dem Manipulatorkörper gelagerten Welle gehalten und über einen Rotationsantrieb relativ zu dem Manipulatorkörper drehbar ist,
einer Verriegelungseinrichtung (28) für den Manipulatorkörper mit mehreren Abstützelementen, die in einer Verriegelposition den Manipulatorkörper gegen die Rohrwand abstützen, und
einer Notabwurfeinrichtung, die eine Verriegelung der Abstützelemente löst und den Meßkopf von der Welle sowie die Verriegelungseinrichtung von dem Manipulatorkörper trennt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung als Drei-Punktspannvorrichtung in drei Punkten an der Rohrinnenwandung anliegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Abstützelemente mit einer in Längsrichtung des Manipulatorkörpers laufenden Rolle im verriegelten Zustand an der Rohrinnenwandung anliegt, wobei die Drei- Punktspannvorrichtung mit einer Einrichtung versehen ist, die die Anlagekraft an die Rohrinnenwand begrenzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen eine torische Form besitzen und aus Metall hergestellt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Backenfutter mit dem Backenfutterkörper von dem Manipulatorkörper über eine an dem vom Meßkopf fortweisenden Ende liegende Einrichtung (54, 56) gelöst werden kann.
6. Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen und/oder einer Schweißnahtvorbereitung, mit
einem Manipulatorkörper (30), der eine im wesentlichen zylindrische Form, ein Lager für eine in Längsrichtung verfahrbare Welle und einen Antrieb zum Verfahren der Welle in Körperlängsrichtung besitzt,
einem Meßkopf (22), der auf der in dem Manipulatorkörper gelagerten Welle gehalten und über einen Rotationsantrieb relativ zu dem Manipulatorkörper drehbar ist,
wobei der Meßkopf mit mindestens zwei Meßkameras (64) mit einem überlappenden Bildbereich und einem darauf gerichteten Laserliniengenerator (62) versehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserliniengenerator eine Superlumineszenzdiode mit kurzer Kohärenzlänge besitzt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkameras jeweils der Scheimpflugbedingung genügen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt und die Messung in radialer Richtung erfolgt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßkameras auf beiden Seiten einer gedachten Mittensenkrechten (58) im Querschnitt des Meßkopfs angeordnet sind und auf die sich überlappenden Bildbereiche von unterschiedlichen Seiten der gedachten Mittensenkrechten gerichtet sind, wobei die Mittensenkrechte in den überlappenden Bildbereichen liegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang zu den Meßkameras im Meßkopf aufgewickelt ist, wobei die Bildbereiche (70, 74) jeweils senkrecht zu der Aufnahmeebene (66) in der Kamera stehen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang unter einem von 90° verschiedenen Winkel auf die Aufnahmeebene der Meßkameras trifft.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem vom Meßkopf fortweisenden Ende des Manipulatorkörpers sich ein Anschlußrohr (32) für Kabel in Längsrichtung erstreckt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußrohr in einer Justiereinrichtung gehalten ist, die auf ein Rohrende gesetzt ist und die Ausrichtung des Anschlußrohres relativ zu dem Rohrende gestattet.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Manipulatorkörper ein Inklinometer zur Feststellung der Ausrichtung vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Inklinometer ein Pendel aufweist, dessen Auslenkung aus der Vertikalen gemessen wird.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Manipulatorkörper eine zusätzliche Kamera vorgesehen ist, die auf das Pendel gerichtet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle mit einer Skala in Längsrichtung verbunden und eine darauf gerichtete Skalenkamera vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle mit einem elektronischen Maßband verbunden ist, das in axialer Richtung ausgerichtet, über ein sich abrollendes Band oder dergleichen, das mit einem Inkrementalgeber verbunden ist, die axiale Position der Welle anzeigt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle mit einer Skala in radialer Richtung verbunden und eine darauf gerichtete Skalenkamera vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf mit einer in Längsrichtung ausgerichteten Vorauskamera mit Beleuchtung versehen ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf mit einer Pralleinrichtung in Vorausrichtung versehen ist, die bei Betätigung eine Vorwärtsbewegung des Meßkopfs abschaltet.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerkonsole (38)vorgesehen ist, die über mindestens einen Kabelstrang (36) mit dem Manipulatorgehäuse (30) verbunden ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkonsole (38) mit einer Steuereinheit (42) über ein Kabel verbunden ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Prüfeinrichtung (46) vorgesehen ist, die eine Halterung (48) für den Manipulatorkörper und einen dazu ausgerichteten Prüfkörper (50) mit einer definierten Innenwandung besitzt.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Manipulatorkörper an seinem zum Meßkopf weisenden Ende eine Meßkopfhülse (26) aufweist, die den Meßkopf in seiner zurückgezogenen Position aufnimmt.
DE2002113086 2002-03-14 2002-03-14 Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen Ceased DE10213086A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002113086 DE10213086A1 (de) 2002-03-14 2002-03-14 Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002113086 DE10213086A1 (de) 2002-03-14 2002-03-14 Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10213086A1 true DE10213086A1 (de) 2003-09-25

Family

ID=27771516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002113086 Ceased DE10213086A1 (de) 2002-03-14 2002-03-14 Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10213086A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114738597A (zh) * 2022-04-15 2022-07-12 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 一种管道带水检测机器人的控制系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114738597A (zh) * 2022-04-15 2022-07-12 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 一种管道带水检测机器人的控制系统
CN114738597B (zh) * 2022-04-15 2023-09-05 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 一种管道带水检测机器人的控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2930407C2 (de) Gerät zur optischen Untersuchung der Innen- oder Außenfläche eines Objekts (2), nämlich eines Rohres oder sonstigen Hohlkörpers von einem entfernten Ort aus
DE19713987B4 (de) Optischer Meßfühler
DE102012007563B3 (de) Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Rohren aus Stahl mittels Orbitalschweißen
EP3140609A1 (de) VORRICHTUNG ZUR MESSUNG DER TIEFE EINER SCHWEIßNAHT IN ECHTZEIT
DE3138483C2 (de)
DE202006017076U1 (de) Vorrichtung zur Inspektion einer Rohrleitung
WO2008119549A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur werkstückeinmessung und werkstückbearbeitung
DE102014007887A1 (de) Laserbearbeitungsvorrichtung mit einer Messvorrichtung zum Erfassen von Oberflächendaten und/oder Grenzflächen eines durch eine Laserbearbeitungsvorrichtung zu bearbeitenden Werkstücks
EP3379237A1 (de) Probenmanipulator zur rotierenden zug- oder druckbeanspruchung sowie entsprechendes verfahren
DE102008010916A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Ausrichtung von zwei drehbar gelagerten Maschinenteilen, einer Ausrichtung von zwei hohlzylinderförmigen Maschinenteilen oder zur Prüfung einer Komponente auf Geradheit entlang einer Längsseite
EP3410091A1 (de) Vorrichtung zum erfassen einer modulations-transferfunktion und einer zentrierung eines optischen systems
DE19960017A1 (de) Härteprüfvorrichtung
EP1639337B1 (de) Kamerawagen
EP0856118B1 (de) Rohrinnenmanipulator zum prüfen oder bearbeiten der innenoberfläche eines rohres
DE10213086A1 (de) Vorrichtung zum Vermessen und Inspizieren von Rohrinnenflächen
DE112004002986B4 (de) Prüfanlage zur zerstörungsfreien Materialprüfung
EP3054276B1 (de) Drehmodul für ein Inspektionssystem
DE102016121659A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung und/oder Untersuchung eines Abtrages an einer Oberfläche eines zylindrischen Bauteiles
EP1477274B1 (de) Werkzeugmaschine
EP2158999B1 (de) Vorrichtung zum Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeugs
DE2416120A1 (de) Verfahren zum ausmessen von geometrischen parametern mechanischer werkstuecke
EP0346288A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum berührungslosen Ausmessen eines Werkstückes
DE4446235A1 (de) Meßgerät für ein Rohr, insbesondere Waffenrohr
DE3431473A1 (de) Vorrichtung zur fernkontrolle des achsabstands zweier bohrungen oder zweier zylinder
WO1997014910A2 (de) Rohrinnenmanipulator zum prüfen oder bearbeiten der innenoberfläche eines rohres

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20121211