DE2263592A1

DE2263592A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtasten des profils von blechen oder platten

Info

Publication number: DE2263592A1
Application number: DE2263592A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Mashiko; Mitsuru Matsumoto; Yuuji Murata; Yukio Uchida
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1971-12-29
Filing date: 1972-12-27
Publication date: 1973-07-12
Also published as: FR2183450A5; GB1413318A; BR7209194D0; IT973120B; US3868510A; JPS4874865A

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König · DiplHng. K. Bergen Patentanwälte · 400α Düsseldorf 3α · Cecilienallee 7β ■ Telefon 432735

21 ο Dezember 1972 28 203 B

NIPPON STEEL CORPORATION, No₀ 6-3, 2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku, Tokio, Japan,

"Verfahren und Vorrichtung zum Abtasten des Profils von

Blechen oder Platten"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtasten der Querschnittsform, nachfolgend "Profil" genannt, von plattenförmigen Werkstücken, wie Blechen, Platten oder Streifen aus Stahl, Aluminium, Kunststoff usw., insbesondere auf ein Verfahren, mit dessen Hilfe das Profil von Stahlblechen und -streifen während eines Verlade- oder Transportvorganges abgetastet und geprüft werden kann.

Es sind bereits eine große Anzahl von Untersuchungen und Entwicklungen unternommen worden, um das Profil von Stahlplatten oder -blechen abzutasten.

Bei den in diesem Zusammenhang bisher gemachten Vorschlägen wird das Profil von Stahlblechen oder -platten dadurch ermittelt, daß das Material senkrecht zum Materialfluß abgetastet wird, und zwar mit Hilfe eines Trägerfahrzeugs, das mit einem radiografisch arbeitenden Meßgerät, wie einem mit Röntgen- oder Gammastrahlen arbeitenden Dickenmesser, ausgerüstet ist. Die so erhaltene Information wird dem Verfahrensablauf mitgeteilt, so daß bei der weiteren Herstellung ein optimales Profil erhalten wird; außerdem kann durch abgetastete, Örtlich über-

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starke Profiländerungen auf Abnutzungen oder Schaden an den Walzen geschlossen werden, was ebenfalls zur Verbesserung des Endproduktes ausgenutzt werden kann.

Diese bekannten Vorschläge besitzen jedoch nur beschränkte Anwendungsmöglichkeiten, was zu Nachteilen führt, die im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit deren Hilfe ein präziseres Abtasten des Profils von plattenförmigen Werkstücken selbst bei deren Bewegung ermöglicht wird.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden Einzelheiten der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig, 1 eine bei herkömmlichen Verfahren verwendete Vorrichtung, in Draufsicht und Seitenansicht;

Fig. 2 ein Gerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in stark schematischer Darstellung.

Anhand der Figur 1 seien die Nachteile des bekannten Verfahrens erläutert. Ein mit einem Strahlungsdickenmesser versehenes Trägerfahrzeug 1 tastet die zu prüfende Stahlplatte 2 senkrecht zu deren Bewegungsrichtung ab, während das Fahrzeug 1 auf Schienen 3 elektrisch oder hydraulisch angetrieben bewegt wird. Dabei wird die Position des Werkstücks mittels eines Kantendetektors 5 und eines Stellungssenders 4 ermittelt, während die Dicke des so festgelegten Punktes der Stahlplatte mit einem Strahlendetektor 6 festgestellt wird₀ Danach werden sämtliche Signale auf der X- und Y-Achse eines Schreibers 7 aufgetragen, so daß das Profil des Werkstücks geprüft werden kann.

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Da sowohl die Strahlungsgeber als auch die Strahlungsempfänger bei diesem "bekannten Vorschlag im Trägerfahrzeug untergebracht sind, wird dessen Gewicht sehr groß, so daß nicht nur die Abtastgeschwindigkeit'auf ungefähr zwei bis zehn Meter/Minute begrenzt ist₉ sondern auch Schwingungen des Fahrzeugs, beispielsweise beim Umschalten, zu Störungen führen, die sich dem Dickensignal überlagern O

Außerdem besteht beim- Messen im Bereich der Kanten des \ Werkstücks die Möglichkeit, daß vom Geber Strahlen direkt in den Empfänger gelangen, so daß die elektrischen Kreise maximal beaufschlagt werden., wodurch eine starke Verzögerung eintritt, bis der Normalzustand wieder erreicht ist. Das Trägerfahrzeug muß daher jedesmal an der Kante des Werkstücks angehalten werden^ damit der Normalzustand der elektrischen Schaltung wieder erreicht wird«,

Wegen der zuvor aufgezeigten Nachteile wurde das Prüfen bisher konventionell nur bei stationärer Lage des Werkstükkes durchgeführt«

Wenn jedoch die Messung bei bewegtem Werkstück durchgeführt werden soll, kann das Abtasten nur sehr schräg erfolgen, wobei außerdem im Kantenbereich des Werkstückes Zeitverluste^entstehen. Genaue Profilmessungen sind somit nur außerordentlich schwierig zu erreichen»

Allerdings wäre es grundsätzlich möglich, mit der Anordnung einer Vielzahl von Dickenmessern nebeneinander und in kreuzweiser Anordnung zum Werkstück eine ungefähre Messung des Profils zu erreichen, jedoch wäre. eine exakte Messung schwierig; selbst bei Erhöhung der Anzahl von Dickenmessern würde die Genauigkeit nur unwesentlich verbessert, da es in der Praxis schwierig

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ist, die einzelnen Dickenmesser hinsichtlich ihrer Eigenschaften übereinstimmend auszurüsten, abgesehen von den damit verbundenen erheblichen Kosten.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Strahlungsempfänger unbewegbar anzuordnen und nur den Strahlungsgeber abtasten zu lassen. Einzelheiten der Erfindung werden im Zusammenhang mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.

Gemäß Figur 2 ist unabhängig von einem Trägerfahrzeug ein flacher Strahlungsdetektor 6, beispielsweise ein ebener Szintillator, in fixierter Position angeordnet, und zwar derart, daß er sich über die abzutastende Platte 2 erstreckt, wobei auch die größte Breite des Werkstücks erfaßt wird.

Eine Strahlungsquelle 8 ist an einem Trägerfahrzeug 12 vorgesehen und mit einem Hydraulikzylinder 13 derart verbunden, daß die Platte 2 in Querrichtung abgetastet werden kann.

Plattenförmige Abschirmungen 11, die der zu prüfenden Stahlplatte 2 sehr ähnlich sind, sind im Bereich der Kanten des Werkstücks 2 angeordnet, um das Sättigungsphänomen zu verhindern. Die Abschirmungen werden vor Beginn des Abtastvorganges angeordnet. Sobald das Werkstück 2 unterhalb des Strahlungsdetektors 6 gelangt, folgen die Abschirmungen 11 automatisch den Kanten des Werkstücks.

Sodann tastet der Strahlungsgeber 8 das Werkstück 2 mit Hilfe des hydraulischen Zylinders 13 in Querrichtung ab. Dabei durchdringt die radioaktive Strahlung das Werkstück, so daß vom Detektor 6 eine der Dicke des Werkstücks an

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den jeweiligen■Meßpunkten entsprechende Strahlungsdosis aufgenommen wird,,"

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Strahlungsdetektor 6 aus einem Szintillator und das in Licht umgewandelte Signal erreicht über Lichtleiter 9 eine Fotoelektronen-Multiplikationsröhre 10, wodurch eine Umwandlung in elektrische Signale erfolgt.

Diese Signale werden verstärkt und linearisiert durch einen Vorwärtsverstärker 14 und einen logarithmischen Verstärker 15 sowie verglichen und verstärkt durch einen Differentialverstärker mit dem festgesetzten Dickensignal, das zuvor in einem Soll-Wertgeber 16 eingestellt wurde.

Der Meßpunkt wird in Querrichtung durch einen Positionsgeber 4 festgestellt.

Das Profil des Werkstücks kann somit durch Auftragen dieser beiden Signale auf der X- und Y-Achse eines Schreibers ermittelt werden.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß im Rahmen der Erfindung der Teil der Vorrichtung, der die eigentliche Abtastung durchführt, auf den Strahlungsgeber beschränkt ist. Daher kann der Abtastteil mit sehr geringem Gewicht ausgeführt werden, wodurch eine Hochgeschwindigkeitsabtastung ermöglicht wird, bei der dennoch die Vibrationseinflüsse sehr gering sind. Außerdem können die mit plötzlicher Beschleunigung und Abbremsung verbundenen Probleme der Erschütterung·, die sich beim Abtasten mit hoher Geschwindigkeit ergeben könnten, in einfacher Weise dadurch vermieden werden, daß die Abtastentfernung genügend groß gewählt und Gummistoßdämpfer vorgesehen werden.

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Der sich bei den bekannten Vorschlägen an den Kanten des Werkstückes ergebende Zeitverlust wird im Rahmen der Erfindung durch die in diesem Bereich vorgesehenen Abschirmungen vermieden, die vor Beginn des Prüfvorgangs in die dargestellte Position gefahren werden.

Anstelle der Kantenabdeckung kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß die Werkstückkanten während des Abtastens durch den Strahlungsgeber erfaßt werden, so daß an einer Strahlungsöffnung der Strahlenquelle angeordnete Abdeckplatten dadurch in "Ein¹¹- oder "Aus"-Position gebracht werden.

Wie vorstehend dargelegt wurde, wird mit der Erfindung ein Abtasten bei hoher Geschwindigkeit sichergestellt und die bisher beim Arbeiten im Bereich der Werkzeugkanten aufgetretenen Zeitverzögerungen vermieden, wodurch das Abtasten und Prüfen des Profils von plattenförmigen Werkstücken auch bei deren Fortbewegung in einfacher Weise möglich wird.

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Claims

NIPPON STEEL CORPORATION,

No. 6-3, 2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

Patentansprüche;

f' TT) Verfahren zum Abtasten des Profils von Blechen oder platten- ^—^ förmigen Werkstücken, wobei die Dicke des Werkstücks mit Hilfe der beim Durchtritt durch das Werkstück eintretenden Schwächung einer Strahlung gemessen wird, d a du'rch gekennzeichnet , daß lediglich ein Strahlungsgeber das Werkstück in Querrichtung abtastet, während ein ortsfest angeordneter Strahlungsdetektor, der sich über die gesamte Breite des Werkstücks erstreckt, die Signale des Strahlungsgebers nach Durchtritt durch das Werkstück empfängt«,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlungsgeber den Abtastvorgang über eine Länge vornimmt, die größer als die Breite des zu prüfenden Materials Jsb, wobei die aufgrund der Hochgeschwindigkeitsabtastung durch plötzliche Beschleunigung und Abbremsung hervorgerufenen Erschütterungen sich in dem Bereich der Abtaststrecke auswirken, der außerhalb der Breite des Werkstücks liegt_o
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß vor Beginn der Messung Abschirmungen aus ähnlichem Material wie das zu prüfende Werkstück in den Bereich der Kanten des Werkstücks gebracht werden, um das Sättigungsphänomen zu verhindern, und daß die Abschirmungen den Kanten des Werkstücks folgen, während dieses die Strahlungsquelle passiert.

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4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 "bis 3_t dadurch gekennzeichnet , daß die Kante des Werkstücks während der Tätigkeit des Strahlungsgebers erfaßt wird und an einer Strahlungsöffnung der Strahlenquelle angeordnete Abdeckplatten in "Ein"- oder "Aus"-Position gebracht werden, um das im Kantenbereich auftretende Sättigungsphänomen zu verhindern.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß oberhalb des zu prüfenden Materials ein Strahlungsdetektor ortsfest angeordnet ist, der sich über die Breite des Werkstücks hinaus erstreckt, daß unterhalb des Werkstücks ein Strahlungsgeber angeordnet ist, der in Querrichtung zum Werkstück bewegbar ist, und daß Abschirmungen vorgesehen sind, die den Kanten des durch die Meßstelle bewegten Werkstücks folgen.
6„ Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mindestens einen Detektor, der die Lage der Werkstückkanten und des Strahlungsgebers erfaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch Abschirmplatten, die

durch entsprechende Signale des Detektors in "Ein"- oder "Aus"-Stellung gebracht werden.

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