DE2411211A1

DE2411211A1 - Verfahren und einrichtung zur kennzeichnung durch zerstoerungsfreie pruefung festgestellter anomalien an einem werkstueck

Info

Publication number: DE2411211A1
Application number: DE2411211A
Authority: DE
Inventors: Anthony A Runshang
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1974-03-08
Publication date: 1975-03-20
Also published as: CA1018263A; US3906357A

Description

Verfahren und Einrichtung zur Kennzeichnung durch zerstörungsfreie Prüfung festgestellter Anomalien an einem Werkstück

In der Rohrwalztechnik, mit der Rohre kontinuierlich "beispielsweise durch elektrische Widerstandsschweißung hergestellt werden, ist zu fordern, daß die Rohrlängen zerstörungsfrei auf schadhafte Stellen bzw. Anomalien überprüft werden, während sie aus der Schweißmaschine oder einer Sägemaschine herausgeführt werden. Durch die US-PS 3 209 167 ist es bekannt, die Rohre zu prüfen und eine Farbmarkierung an solchen Stellen aufzubringen, an denen eine Anomalie festgestellt wurde. Die Vorrichtung zur Farbmarkierung kann ein Spritzgerät oder eine Sprühdose sein, die der Prüfeinheit nachgeordnet ist. Die genannte Patentschrift beschreibt eine Vorrichtung, die gewährleistet, daß die Farbmarkierung genau an der Stelle in Längsrichtung des Rohrs

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aufgebracht wird, die der festgestellten Anomalie entspricht. Dieses System ist gut anwendbar, jedoch kennzeichnet die Farbmarkierung nur, daß eine Anomalie irgendwo an diesem Längsteil des Rohrs vorhanden ist. Ein Prüfer muß den gesamten Umfang des Rohrs an dieser Stelle inspizieren, um die Anomalie zu finden. Dadurch entsteht ein beachtlicher Zeitverlust und das Erfordernis einer besonderen Handhabung durch den Prüfer, und wenn mehrere Anomalien an unterschiedlichen ümfangsstellen einer vorgegebenen Position vorhanden sind, kann es möglich sein, daß der Prüfer nur eine von ihnen auffindet und andere in demselben Bereich der Rohrlänge vollständig übersieht.

Bei einem Verfahren nach der Erfindung wird eine Rohrlänge zerstörungsfrei mit zwei unterschiedlichen Prüfeinheiten geprüft. Bei einem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel arbeiten die Prüf einheit en nach dem Prinzip der Magnetflußauswertung. ' Die erste Prüfeinheit arbeitet mit mehreren von N Prüfschuhen, von denen Jeder eine Auswerteanordnung enthält, die Anomalien feststellt, welche auf dem Umfang des Rohrs verteilt sind. Die N Prüfschuhe sind an festen Ümfangsstellen in gleichmäßiger Verteilung um das in seiner Längsrichtung bewegte Rohr herum angeordnet. Die zweite Prüfeinheit arbeitet mit zwei rotierenden Prüf schuhen und wertet Anomalien aus, die in Längsrichtung des Rohrs verteilt sind. V/ährend die Schuhe der zweiten Prüf einheit um das Rohr gedreht werden, wird jede Umdrehung der Schuhe durch eine besondere Vorrichtung in N gleiche Winkelsegmente aufgeteilt, die den N Segmenten des Rohrs entsprechen, welche durch die N Prüfschuhe der ersten Prüfeinheit geprüft werden. Alle durch die Auswertung erhaltenen Anomaliesignale der zweiten Prüfeinheit werden dann auf jeweils einen von N Signalkanälen aufgeteilt, die den N Winkelsegmenten entsprechen. Den beiden Prüfeinheiten sind N Sprühvorrichtungen nachgeordnet, und wenn das Rohr an deren Position eintrifft, werden eine oder mehrere Farbmarkierungen

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auf das Rohr an der jeweils richtigen Position hinsichtlich der Rohrlänge und der Winkelstellung aufgebracht, und zwar entsprechend dem Winkelsegment, bei dem eine oder mehrere Anomalien mit den beiden Prüf einheiten ausgewertet wurden. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden noch eingehender erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 2 und

Fig. 3 vereinfachte Darstellungen gewisser Merkmale der Prüf einheiten nach Fig. 1,

.Fig. 4 eine Vorrichtung zur Halterung und zum Betrieb einer unter Druck stehenden Farbsprühbüchse,

Fig. 5 eine vereinfachte Schaltung zur elektronischen Steuerung des Verfahrens nach der Erfindung, und

Fig. 6 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der in Fig. 5 gezeigten Schaltung.

In Fig. 1 ist ein Rohr 10 bzw. ein rohrförmiges Material dargestellt, das auf Rollen 11 von links nach rechts praktisch ohne Eigendrehung transportiert wird. Ein vorgegebener Bereich des Rohrs gelangt zunächst in den Bereich der Prüfeinheit 1, die möglicherweise unzulässige Anomalien feststellt, insbesondere solche Stellen, die auf den Umfang des Rohrs verteilt sind. Prüfsignale entsprechend den ausgewerteten Anomalien werden über eine oder mehrere Leitungen 13 einer Steuerung zugeführt, die eine Logikschaltung bzw. eine Signalverarbeitungsschaltung enthält, welche noch beschrieben wird. Der vorgegebene Teil des Rohrs gelangt dann in den Bereich der Prüfeinheit 2, die möglicherweise unzulässige Anomalien auswertet,

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die in Längsrichtung des Rohrs verteilt sind. Die entsprechend diesen Stellen erzeugten Prüfsignale werden über eine oder mehrere Leitungen 15 der Steuerung 14 zugeführt. Der vorgegebene Teil des Rohrs läuft dann an einer Sprühvorrichtung 20 vorbei, an der mehrere Sprühbüchsen bzw. Farbsprühdosen angeordnet sind, die allgemein auch als Aerosol-Sprühdosen bezeichnet v/erden. Diese können beispielsweise über den Umfang des Rohrs 10 gleichmäßig verteilt angeordnet sein und werden jeweils durch eine entsprechende Ader des Kabels 22 betätigt, um eine Farbmarkierung in Längsrichtung und in einer bestimmten Winkelstellung auf das Rohr aufzubringen, und zwar dort, wo eine unzulässige Anomalie durch eine der Prüfeinheiten festgestellt wurde.

Ein Rad oder eine Rolle 25 ist so angeordnet, daß sie die Außenfläche des Rohrs 10 berührt und durch dieses während seiner Längsbewegung gedreht wird. Ein Permanentmagnet 26 ist im Umfang des Rades 25 angeordnet und läuft bei jeder Umdrehung einmal an einer Induktionsspule 27 vorbei. Jede Einwirkung des Magneten auf diese Spule 27 steuert einen Impulsgenerator 28, der auf der Leitung 29 eine Impulsfolge erzeugt, deren Folgefrequenz eine Funktion der Bewegungsgeschwindigkeit und der Rohrlänge ist, die pro Zeiteinheit an den Prüfeinheiten vorbeiläuft. Andere Fühlervorrichtungen, die die Geschwindigkeit, den Abstand oder die Drehung auswarfcen, sind bekannt und können anstelle des Rades 25, des Magneten 26 und der Spule 27 verwendet werden, um entsprechende Impulsfolgen auf der Leitung 29 zu erzeugen. Die Impulsfolge wird als Eingangssignal der Steuerung 14 zugeführt.

In der folgenden Beschreibung wird vorausgesetzt, daß die zwei Prüf einheit en nach einem Magnetflußprinzip arbeiten, das für sich bekannt ist und daher nicfeSVBeschrieben wird. Da das Prüfverfahren und die Vorrichtungen zur Prüfung bekannt sind, sind die Prüfeinheiten 1 und 2 in Fig. 2 und 3

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vereinfacht dargestellt.

In Fig. 2 ist eine Prüfeinheit 1 dargestellt, die acht Prüfschuhe 31 "bis 38 aufweist, welche am Rohrumfang fest angeordnet sind und auf dem Rohr 10 aufliegen können. In der Praxis sind die geradzahlig bezeichneten Prüfschuhe in einer quer durch das Rohr 10 verlaufenden Ebene angeordnet, und die ungeradzahlig bezeichneten Prüfschuhe sind in einer zweiten Ebene angeordnet, die gegenüber der ersten einen Abstand hat. Die Prüfschuhe in zwei Ebenen, die bezüglich ihrer Winkelstellung einander benachbart sind, wirken in überlappenden Bereichen auf die Rohrwandung ein und gewährleisten somit eine vollständige Prüfung. Jeder Prüfschuh enthält eine oder mehrere Aufnahmewicklungen, die auf eine Unregelmäßigkeit oder einen magnetischen Fehlfluß in einem in Längsrichtung ausgerichteten Magnetfeld ansprechen, welches durch einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten (nicht dargestellt) erzeugt wird. Auf diese Weise entsteht ein entsprechendes Prüfsignal. Jeder der stationären Prüfschuhe 31 bis 38 prüft ein Winkelsegment von Ν/36Ό Graden, wobei N die Anzahl der Prüfschuhe ist. Beispielsweise können die Prüfschuhe 31 bis 38 so ausgebildet und angeordnet sein, wie es durch die US-PS 2 881 386 bekannt ist.

Die Prüfeinheit 2 ist in Fig. 3 dargestellt und umfaßt ein Ringelement 40, das in geeigneter Weise mit nicht dargestellten Elementen so angeordnet ist, daß es koaxial zum Rohr 10 gedreht werden kann. An einander gegenüberliegenden Stellen am Innenteil des Ringelements 40 tragen Halterungen 41 und und federnd vorbelastete Hebelarme 43 und 44 Prüfschuhe 45 und 46, die sich um die Außenfläche des Rohrs 10 drehen und auf dem Rohr aufliegen können, während sich dieses in axialer Richtung durch das sich drehende Ringelement 40 hindurchbewegt. Die Prüfschuhe 45 und 46 enthalten jeweils eine oder meh-

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rere Wicklungen, die auf Magnetflußähderungen ansprechen.

In der Praxis ist es zur Durchführung des Verfahrens erforderlich, die Winkelstellungen der Prüfschuhe 45 und 46 bei ihrer Drehung zu kennen. Hierzu sind N Permanentmagnete M_x bis M_Q am Umfang des Ringelements 40 befestigt und bilden acht (N) Segmente mit übereinstimmendem Winkelbereich. Ein magnetisch betätigbarer Schalter S₁, beispielsweise ein Reed-Relaisschalter, ist an einer festen Stelle nahe dem kreisförmigen Weg angeordnet, auf dem die Magnete M^ bis M_Q sich drehen, so daß er immer dann betätigt wird, wenn einer der Magnete an ihm vorbeiläuft. Jede Betätigung des Schalters S^ zeigt daher an, daß der Ring 40 sich um ein Winkelsegment von N/360 Graden gedreht hat. In der Praxis kann der Schalter S^ in einer vertikalen Ebene angeordnet sein, um eine Null Grad-Bezugsposition gegenüber der in Fig. 3 gezeigten rotierenden Vorrichtung zu schaffen.

Ein Permanentmagnet Mq ist fest auf dem Ringelement 40 in derselben Winkelstellung wie der Prüfschuh 45 angeordnet. Ein Permanentmagnet M^₀ ist fest auf dem Ringelement 40 in derselben Winkelstellung wie der Prüfschuh 46 angeordnet. Magnetisch betätigbare Reed-Schalter S, und Sp sind in der vertikalen Bezugsebene bei Null Grad angeordnet und v/erden jeweils durch die Magnete Mg und M^₀ betätigt, die in radialer Richtung gegenüber den- Magneten M^ bis M_Q versetzt sind. Daher befindet sich bei jeder Betätigung des Schalters Sp der Prüfschuh 46 in der Null Grad-Bezugsposition, während sich bei jeder Betätigung des Schalters S^ der Prüfschuh in der Bezugsposition befindet.

Eine Drehvorrichtung, die für die Prüf einheit 2 anwendbar ist, ist durch die US-PS 3 582 771 bekannt.

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Die Farbspruhvorrichtung 20 nach Fig. 1 kann aus einer festen Halterung in Form einer flachen Platte bestehen, die mit einer kreisrunden Öffnung versehen ist, durch die hindurch das Rohr 10 geführt wird. An der Platte sind acht (N) Markiervorrichtungen, beispielsweise Farbspritzbüchsen oder vorzugsweise Sprühdosen befestigt, die handelsüblich sind. Die Sprühdosen werden in einstellbaren Halterungen gehalten, so daß jeder Farbstrahl auf jeweils eines der acht (N) Winkelsegmente fällt, die den Winkelsegmenten entsprechen, welche durch die Prüfschuhe 31 bis 38 der Prüfeinheit i(Fig. 2) geprüft werden. Ferner entsprechen sie einem Winkelsegment relativ zu der Null Grad-Bezugsposition, das durch die Prüfeinheit 2 (Fig. 3) bestimmt ist.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist eine Sprühdose 50 beispielsweise mit einem lösbaren Band 51 an einer Trägerplatte 54 befestigt, die wiederum an der bereits beschriebenen Halterungsplatte befestigt sein kann, die das Rohr 10 umgibt. Zur Befestigung dienen Bolzen, die durch Öffnungen 55 der Trägerplatte 54 geführt sind. Ein Elektromagnet 56 mit elektrischen Zuführungsleitungen 58 ist an dem oberen Teil der Trägerplatte 54 befestigt. Der bewegbare Anker des Elektromagneten 56 ist mit einem Kolben 59 verbunden, der eine Kappe 60 trägt, welche den Betätigungsknopf 62 der Sprühdose aufnimmt. Bekanntlich ist eine Sprühdüse in dem Betätigungsknopf angeordnet, und beim Niederdrücken des Knopfes wird ein Farbstrahl. 65 innerhalb eines eng begrenzten Bereichs erzeugt. Ist der Elektromagnet 56 ausgeschaltet, so befindet sich der Kolben 59 in einer nach oben zurückgezogenen Stellung, so daß der Betätigungsknopf 62 sich in seiner äußersten Stellung befindet. Bei Einschaltung des Elektromagneten 56 wird sein Kolben 59 abwärts bewegt, so daß der Betätigungsknopf 62 niedergedrückt und ein Farbstrahl 65 ausgegeben wird. Vier Sprühdosen können auf jeder Seite der Befestigungsplatte

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angeordnet sein und jede Sprühdose richtet ihren Strahl in radialer Richtung nach innen auf ein jeweiliges Winkelsegment des Rohres 10.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Sprüheinrichtung 20 unter einem Abstand d^ der Prüfeinheit 2 nachgeordnet.

Das elektronische System zur Verarbeitung der Prüfsignale und zur Betätigung der jeweiligen Sprühdose zum jeweils richtigen Zeitpunkt wird nun mit Bezug auf Fig. 5a und 5b beschrieben. Diese beiden Figuren sind aneinanderzuiegen, da sie das Gesamtsystem darstellen. Die linke Seite der Fig.5a zeigt die PrüfSignalkanäle, die den Prüfschuhen 31 bis 38 der Prüfeinheit 1 (Fig. 2) zugeordnet sind. Da alle Signalkanäle gleichartig ausgebildet sind, wurden nur zwei dargestellt. Um die Beschreibung nicht unzweckmäßig zu verlängern, wird im folgenden nur ein Kanal eingehend erläutert. Für die anderen Kanäle gelten die Ausführungen dann in gleicher Weise. Die Prüfschuhe 31 und 32 sind mit jeweils zwei Auswertespulen für Magnetflußänderungen dargestellt. Wie bereits ausgeführt, kann eine jevreils gewünschte Anzahl von Spulen in den Prüfschuhen vorhanden sein.

Die linke Seite von Fig. 5b zeigt die Prüfsignalkanäle für die Prüfschuhe 45 und 46 der Prüfeinheit 2 (Fig. 3). Hier sind wiederum als Ausführungsbeispiel in jedem Schuh zwei Spulen dargestellt.

Auf der rechten Seite der Fig. 5b ist im unteren Teil die Zuführung der Winkelsektorimpulse dargestellt, die durch den in Fig. 3 gezeigten Schalter S. immer dann erzeugt werden, wenn einer der Magnete M^ bis Mg an dem Schalter vorbeiläuft. Diese Impulse werden durch eine Impulsformerschaltung 71 geleitet und dann mit einer monostabilen Schaltung 72 so verzögert, daß die Winkelsektorimpulse entstehen, die in Fig.

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gezeigt sind. Falls erwünscht, kann die Verzögerung .auch durch entsprechende Winkelposition des Schalters S* (Fig.3) erreicht werden.

Die durch das Schließen des Schalters S^ erzeugten Impulse treten immer dann auf, wenn der Magnet I¹U und der Prüf schuh 45 (Fig. 3) sich in der Referenzposition befinden. Diese Impulse werden dem Setzeingang eines Flip-Flops 75 zugeführt. Sie treten einmal pro Umdrehung der Prüfeinheit 2 auf und sind durch den Impulsverlauf b in Fig. 6 dargestellt. In ähnlicher Weise werden die Impulse, die durch das Schließen des Schalters S₂ immer dann erzeugt werden, wenn der Magnet M^₀ und der Prüfschuh 46 sich in der Referenzposition befinden, dem Setzeingang des Flip-Flops 76 zugeführt, sie sind in Fig. 6 durch den Impulszug c dargestellt.

Die Ausgangsleitung 29 des Impulsgenerators 28 (Fig. 1) ist auf der rechten Seite der Fig. 5a dargestellt. Die Leitung 29 liefert Schiebe- und Rückstellimpulse in noch zu beschreibender Weise.

Für die vorliegende Beschreibung sei angenommen, daß eine Anomalie im Rohr 10 mit dem Prüfschuh 32 der Prüfeinheit 1 festgestellt wird. Dies bedeutet, daß sich die Anomalie in dem zweiten Winkelsektor befindet, ausgehend von der Null Grad-Referenzposition (Fig. 3) im Uhrzeigersinn. Das entsprechend dieser Anomalie auftretende Prüfsignal ist in Fig. 6 durch den Signalverlauf d dargestellt. Ferner sei angenommen, daß der selbe Defekt durch die sich drehenden Prüfschuhe 45 und 46 der Prüfeinheit 2 festgestellt wird, wenn das Rohr 10 durch diese hindurchläuft. Die Prüfsignale der Prüfschuhe 45 und 46 sind in Fig. 6 durch die Impulszüge e und f dargestellt. Es ist zu erkennen, daß diese Signale in dem zweiten Winkelsegment für den Signalverlauf e und um vier- Winkelsegmente später für den

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Signalverlauf f auftreten, da der Prüfschuh 46 den Defekt eine halbe Umdrehung später als der Prüfschuh 45 feststellt. Bezüglich der Zeit tritt der Impuls des Signalverlaufs d vor den Signalen e und f auf, da die Prüfeinheiten 1 und 2 einen Abstand d^-d^ zueinander haben. Um jedoch die Beschreibung und die Darstellung zu vereinfachen, sind die Signale in Fig. 6 innerhalb derselben Periode dargestellt. In der folgenden Beschreibung wird dies richtig berücksichtigt, und die Arbeitsweise des Systems gründet sich darauf, daß die Prüfeinheiten einen Abstand zueinander haben. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß das Impulssignal des Signalverlaufs d gestrichelt dargestellt ist.

In der Schaltung nach Fig. 5a wird das mit dem Prüf schuh 32 der Prüfeinheit 1 erzeugte Prüfsignal über Leitungen 80 a und 80b einer Vergleicher- und Klassierschaltung 81 zugeführt, die die Signalhöhe mit einer Bezugsspannung vergleicht, so daß nur solche Signale v/eitergeleitet werden, die möglicherweise eine Anomalie anzeigen. Diese Signale werden weiter so verarbeitet, daß sie mit Bezugsspannungen verglichen werden, um sie entweder als einen möglichen Defekt oder einen absolut sicheren Defekt anzeigende Signale zu klassieren. Eine besondere nicht dargestellte Vorrichtung kann eine derartige Klassierung innerhalb der Schaltung 81 vornehmen. Die Anomaliesignale können auch voneinander getrennt, klassiert und eingeordnet werden, und zwar im Hinblick darauf, ob sich ihre Ursachen am Innendurchmesser oder am Außendurchmesser des Rohrs befinden. Der Grad und die Klassierung sowie die Bemessung der Prüfsignale werden üblicherweise entsprechend den Herstellungsanforderungen festgelegt. Da Vergleicher- und Klassierschaltungen bekannt sind und nicht unmittelbar zur Erfindung gehören, ist eine weitere Erläuterung der Schaltung 81 nicht erforderlich.

Das Ausgangssignal der Schaltung 81 wird einer monostabilen

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Schaltung 82 zugeführt, die darm das Flip-Flop 85 in seinen zweiten stabilen Zustand versetzt, was in Fig. 6 mit dem Signalverlauf g dargestellt ist. Der nächste Schiebeimpuls auf der Leitung 29, der Signalverlauf h, schiebt das Prüfsignal in die erste Stufe eines mehrstufigen Schieberegisters 87. Der Schiebeimpuls auf der Leitung 29, Signalverlauf h, wird durch eine monostabile Schaltung 88 verzögert und führt zu dem Signalverlauf i (Fig. 6), der das Flip-Flop 85 in seinen ersten stabilen Zustand am Rückstelleingang zurückführt. Dies ist in Fig. 6 mit dem Signalverlauf g dargestellt. Wenn weitere Schiebeimpulse auf der Leitung 29 auftreten, (und Bewegungseinheiten der Längsbewegung des Rohrs 10 anzeigen) so wird das Anomalie- oder Prüfsignal entsprechend durch die Stufen höherer Ordnungszahl des Schieberegisters 87 geführt. Die Gesamtzahl der Stufen des Schieberegisters 87 ist so gewählt, daß die Anzahl der Schiebeimpulse h, die mit dem in Fig. 1 gezeigten Impulsgenerator 28 erzeugt werden, innerhalb der für eine Bewegung einer Anomalie über den Abstand d.. von der Prüfeinheit 1 zur Markiervorrichtung 20 erforderlichen Zeit der Anzahl entspricht, die erforderlich ist, um das Anomaliesignal bis zur Ausgangsstufe des Schieberegisters zu verschieben, und zwar zu einem Zeitpunkt, der mit dem Eintreffen der Anomalie an der Markiervorrichtung 20 zusammenfällt.

Wird jedoch vorerst angenommen, daß das Rohr 10 sich nur über den Abstand cL-cU bewegt hat, so befindet sich die zuvor vorausgesetzte Anomalie an der Prüfeinheit 2, und der Prüfschuh 45 stellt sie fest, wenn er sich im zweiten Winkelsegment befindet. Er erzeugt dann das Anomaliesignal e (Fig. 6). Ähnlich erzeugt der Prüfschuh 46 das Anomaliesignal f eine halbe Umdrehung später. Diese Signale der Prüfschuhe 45 und 46 werden durch die Vergleicher- und Klassierschaltung 81· verarbeitet, die gleichartig wie die bereits beschriebene Schaltung 81 aufgebaut ist. Die entsprechenden.Signale steuern dann monostabi-

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le Schaltungen 82», deren Ausgangssignale über Leitungen 90 und 91 UND-Gliedern 92 bis 99 und 92^! bis 99' zugeführt werden. Die zweiten Eingangssignale der UND-Glieder 92 bis 99 und 92' bis 99' sind Steuerimpulse, die die acht (N) UND-Glieder der beiden Gruppen jeweils für solche Zeiten durchschalten, die der Verweilzeit der Prüfschuhe 45 und 46 in den aufeinanderfolgenden Winkelseginenten einer Drehung um das Rohr 10 herum entsprechen. Die Steuerimpulse werden folgendermaßen erzeugt.

Die Impulse des Signalverlaufs a, die die Winkelsegmente ei-IEr Umdrehung definieren, werden durch eine monostabile Schaltung 102 verzögert, wodurch der Signalverlauf a¹ (Fig. 6) entsteht. Diese Impulse werden als Rückstellimpulse den Flip-Flops 75 und 76 zugeführt. Das Flip-Flop 75 wird in seinen zweiten stabilen Schaltzustand durch den Impuls des Signalverlaufs b. gesetzt, wenn der Prüf schuh 45 jeweils die Referenzposition seiner Umdrehung passiert. Es wird durch den unmittelbar folgenden und verzögerten Winkelsegraentimpuls des Signalverlaufs a^f zurückgestellt, so daß dann der Signalverlauf j (Fig. 6) entsteht.

In ähnlicher Weise wird das Flip-Flop 76 in seinen zweiten stabilen Schaltzustand durch den Impuls des Signalverlaufs c immer dann gesetzt, wenn der Prüfschuh 46 die Referenzposition passiert. Es wird durch den unmittelbar folgenden und verzögerten Winkelsegmentimpuls des Signalverlaufs a¹ zurückgestellt, wodurch der Signalverlauf k entsteht.

Die Signale j und k werden als Eingangssignale/gleichartigen achtstufigen (N) Schieberegistern 104 und 104* zugeführt. Die Eingangssignale der Schieberegister 104 und 104¹ werden nacheinander durch die Registerstufen mittels der Winkelsektorimpulse des Signalverlaufs a geschoben, so daß die Ausgänge der N Stufen der beiden Schieberegister nacheinander synchron mit

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dem Vorbeilauf der Prüfschuhe 45 und 46 durch die N Winkelsegmente einer Umdrehung ein Signal erhalten. Die Ausgänge der Stufen der Schieberegister 104 und 104' sind als Steiiereingänge mit den UND-Gliedern 92 bis 99 und 92^! bis 99' verbunden. Die Steuersignale, die gleichzeitig mit den Anomaliesignalen der SignalVerläufe e und f auftreten, sind als Signalverläufe m und η dargestellt und treten an den Eingängen der UND-Glieder 93 und 97' auf. Die Anomaliesignale e und f werden daher durch die UTJD-Glieder 93 und 97' geschaltet und über Leitungen 106 und 107 einem ODER-Glied 110 zugeführt, über das sie das Flip-Flop 112 in seinen zweiten stabilen Schaltzustand versetzen, wodurch auf der Leitung 114 ein Signal auftritt, welches ein Eingangssignal für eine Zwischenstufe des Schieberegisters 87 ist. Die Anzahl der Stufen des Schieberegisters 87 zwischen dem Eingang 114 und dem Ausgang ist gleich der Anzahl der Schiebeimpulse, die durch den Impulsgenerator 28 während der Zeit erzeugt werden, in der eine vorgegebene Anomalie des Rohrs 10 über den Abstand d₂ von der Prüfeinheit 2 zur Markiervorrichtung 20 bewegt wird.

Es sei daran erinnert, daß das Anomaliesignal des Verlaufs d bereits in das Schieberegister 87 durch früher auftretende, jedoch nicht dargestellte Schiebeimpulse h auf der Leitung 29 ein -gegeben und durch dieses Register geschoben wurde. Zu dem Zeitpunkt, an dem das Anomaliesignal die Stufe des Registers erreicht, an die die Leitung 114 angeschlossen ist, wurde das Flip-Flop 112 in seinen zweiten stabilen Schaltzustand überführt. Wenn der nächste Schiebeimpuls des Signalverlaufs h auf der Leitung 29 auftritt, wird das durch die beiden Prüfeinheiten 1 und 2 festgestellte Anomaliesignal in die Stufe des Schieberegisters 87 geschoben, die der Position der Prüfeinheit 2 entspricht. Die Signale werden einzeln durch die Ausgangsstufe des Registers geschoben, während die ausgewertete Anomalie des Rohrs 10 in Richtung auf die Markiervorrichtung 20 bewegt wird und an dieser eintrifft.

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Wenn das Anomaliesignal aus dem Register 87 herausgeschoben wird, gelangt es auf einen Treiberverstärker 120, der wiederum den Elektromagneten 122 ansteuert, so daß dieser seinen Kontakt 124 schließt. Der Kontakt 124 ist mit einer Spannungsquelle und mit einer Leitung 58 des Elektromagneten 56 der Sprühdose 50 (Fig. 4) verbunden. Wird der Kontakt 124 geschlossen, so iüt der Elektromagnet 56 eingeschaltet. Es kann dann ein Farbstrahl mit der Sprühdose des zweiten Winkelsektors erzeugt v/erden, der eine Markierung auf den zweiten Winkelsektor des Rohrs 10 aufbringt. Wie bereits beschrieben, befindet sich die ausgewertete Anomalie an der Stelle des Rohrs, die auf diese Weise markiert wird.

Die Funktion des zuvor beschriebenen Signalkanals für ein Winkelsegment eines zu prüfenden Rohrs wurde für ^eae der beiden Prüfeinheiten beschrieben. Die anderen Signalkanäle sind ähnlich aufgebaut und arbeiten in gleicher Weise bezüglich einer jeden auftretenden Anomalie. -^

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß ein Verfahren und eine Einrichtung nach der Erfindung sehr vielseitig einsetzbar sind und eine genaue Auswertung bzw. Markierung eines Rohrs an festgestellten Anomaliestellen ermöglichen. Die Markierung verursacht keine Einschränkungen des normalen Betriebs der zerstörungsfreien Prüfung. Beispielsweise kann die Drehgeschwindigkeit der Prüf schuhe 45 und 46 vollständig unabhängig von der Längsgeschwindigkeit des Rohrs 10 sein. Das einzige Erfordernis besteht darin, daß die vollständige Oberfläche des Rohrs durch die Prüfschuhe abgetastet werden kann, um eine vollständige Prüfung zu ermöglichen.

Dies ist aus den Figuren 5a und 5b zu erkennen, die zeigen, daß die Anomaliesignale, die mit den Prüfschuhen 31 bis 38 der ersten Prüfeinheit erzeugt werden, vorübergehend in den Flip-Flops85 gespeichert und dann durch die Schieberegister

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87 mittels der Schiebeiinpulse auf der Leitung 29 hindurchgeschoben werden, wenn diese Impulse jeweils auftreten. Die Schiebeimpulse treten mit einer Geschwindigkeit auf, die eine Funktion der Längsbewegung des Rohrs 10 ist. Diese Geschwindigkeit kann jeden gewünschten Wert haben, konstant oder veränderlich sein. In ähnlicher Weise werden die mit den Prüfschuhen 45 und 46 der Prüfeinheit 2 erzeugten Anomaliesignale vorübergehend in den Winkelsegment-Flip-Flops 112 gespeichert und dann in eine Zwischenstufe des jeweiligen Schieberegisters 87 eingegeben. Durch die Schiebeimpulse auf der Leitung 29 gelangen sie dann zum Ausgang des jeweiligen Schieberegisters. Die Flip-Flops halten die erzeugten Anomaliesignale, solange dies entsprechend der beschriebenen Schaltungsfunktion erforderlich ist.

Die in Fig. 5 gezeigten logischen Schaltungen und Schaltprinzipien zur Verarbeitung der Anomaliesignale sind lediglich beispielsweise dargestellt. Andere Vorrichtungen und Schaltprinzipien können zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eingesetzt werden. Beispielsweise bilden die Schieberegister 87 Verzögerungseinrichtungen für die Anomaliesignale, solche Verzögerungseinrichtungen und zugeordnete Steuerschaltungen können auch nach anderen Prinzipien arbeiten.

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Claims

Patentansprüche

1♦ Verfahren zur Kennzeichnung durch zerstörungsfreie Prüfung festgestellter Anomalien an einem Werkstück mittels einer Markiervorrichtung, die in Längsrichtung des Werkstücks einen Abstand zu der Prüfanordnung hat, dadurch gekennzeichnet, daß die zerstörungsfreie Prüfung durch Drehung mindestens einer Prüfeinheit um die Längsachse des Werkstücks erfolgt und dabei Anomaliesignale erzeugt werden, daß Winkelsegmentimpulse entsprechend einer Unterteilung jeder Umdrehung der Prüfeinheiten in N Winkelsegmente erzeugt werden, daß beim Darchlauf einer jeden Prüfeinheit an einer vorbestimmten Referenzposition eine oder mehrere Referenzimpulsreihen erzeugt werden, daß abhängig von den Winkelsegmentimpulsen und den Referenzimpulsreihen ein oder mehrere nacheinander auftretende Steuerimpulse erzeugt werden, wobei der erste Steuerimpuls einer jeden Steuerimpulsreihe mit der Position einer Prüfeinheit nahe der Referenzposition beginnt, daß N Verknüpfungsschaltungen, die in eine oder mehrere Gruppen unterteilt sind, nacheinander durch jeweils einen Steuerimpuls durchgesohaltet werden, daß die Anomaliesignale einer jeden Prüfeinheit einer jeweiligen Gruppe von N Verknüpfungsschaltungen zugeführt und durch die Steuerimpulse weitergeleitet werden, daß jedes Anomaliesignal dann in jeweils einen Speicher eingegeben wird, daß eine relative Längsbewegung zwischen dem Werkstück und den Prüfeinheiten erzeugt wird, daß die Längsbewegung kennzeichnende Schiebeimpulse erzeugt werden, daß jedes gespeicherte Anomaliesignal durch einen Schiebeimpuls nach seiner Speicherung in ein Schieberegister eingegeben wird, daß die Anomaliesignale durch nachfolgend auftretende Schiebeimpulse durch ihr jeweili-

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ges Schieberegister geschoben v/erden, daß die Anomaliesignale aus den Schieberegistern synchron mit dem Auftreten der jeweils zugeordneten Anomalie an der Markiervorrichtung aus dem jeweiligen Schieberegister ausgegeben werden und daß ,jeweils eine von N um das Werkstück herum angeordneten Markiereinheiten durch ein Anomaliesignal eines Schieberegisters betätigt wird, um eine Markierung in demselben Winkelsegment auf das Werkstück aufzubringen, in dem die jeweilige Anomalie durch die Prüfeinheiten festgestellt wurde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit N entsprechend N Winkelsegmenten fest angeordneten Prüfeinheiten Anomaliesignale bei Auftreten von Anomalien in entsprechenden Winkelsegmenten des Werkstücks erzeugt werden, daß die festen Prüfeinheiten und die Winkelsegmente in einer vorgegebenen Richtung ausgehend von der Referenzposition fortlaufend numeriert sind, daß die Anomaliesignale einer jeden fest angeordneten Prüfeinheit jeweils einer von N Verzögerungseinrichtungen zugeführt v/erden, daß jedes Anomaliesignal um eine der Bewegung des Werkstücks von den Prüfeinheiten zu der Markiervorrichtung entsprechende Zeit verzögert wird, daß mit zweiten Prüfeinheiten, die um das Werkstück herumgedreht werden und die Winkelsegmente nacheinander abtasten, Anomaliesignale erzeugt werden, daß N nacheinander auftretende Winkelsegmentimpulse erzeugt werden, die jeweils einen Einsatzzeitpunkt und eine Dauer haben, die der Verweilzeit der jeweiligen zweiten Prüfeinheit in einem entsprechend numerierten Winkelsegraent entspricht, daß jedes Anomaliesignal der zweiten Prüfeinheiten jeweils einer von N zweiten Signalverzögerungseinrichtungen abhängig von einem gleichzeitig auftretenden Winkelsegmentimpuls zugeführt wird, daß jedes des von den zweiten Prüfeinheiten erzeugten Anomaliesignale um

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eine Zeit entsprechend der Bewegung des Werkstücks von den zweiten Prüfeinheiten zur Markiervorrichtung verzögert wird imd daß jede der ersten und der zweiten Verzögerungseinrichtungen mit einer entsprechend numerierten Markiereinheit verbunden ist, die so angeordnet ist, daß sie eine Markierung auf ein ihr entsprechend numeriertes Winkelsegment des an ihr vorbeigeführten Werkstücks aufbringt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein zeitbezugsimpuls erzeugt wird, wenn das Werkstück um eine Längeneinheit in seiner Längsrichtung weiterbewegt wird, und daß die Verzögerung der Anomaliesignale durch deren Eingabe in jeweils eines von N Schieberegistern abhängig von einem Zeitbezugsimpuls erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe der Anomaliesignale in die Schieberegister durch Zuführung der Anomaliesignale der fest angeordneten Prüfeinheiten aus jedem Winkelsegment an einen ersten Eingang eines jeden entsprechenden Schieberegisters und durch Zuführung der Anomaliesignale der zweiten Prüfeinheiten aus jedem der Winkelsegmente an einen zweiten Eingang des jeweils entsprechenden Schieberegisters erfolgt.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch erste und zweite Prüfeinheiten, die an einem Weg mit Abstand zueinander angeordnet sind, über den das zu prüfende Werkstück geführt wird, durch eine an diesem Weg den Prüf einheiten nachgeordnete Markiervorrichtung (20), durch die Aufteilung der ersten Prüfeinheiten in N Einzeleinheiten (31 bis 38), die entsprechend N nebeneinanderliegenden Winkelsegmenten um den genannten Weg herum fest angeordnet sind und übereinstimmend mit den Winkelsegmenten ausgehend von einer festen Referenzposition in vorgegebener Richtung numeriert sind,

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durch mindestens eine zweite Prüfeinheit (45, 46), die um den genannten Weg herum drehbar ist und dabei aufeinanderfolgende Winkelsektoren des Werkstücks abtastet, durch eine Vorrichtung (25, 26) zur Erzeugung von Zeitbezugsimpul~ sen für jeweils eine Längeneinheit der Bewegung des Werkstücks auf dem genannten Weg, durch N Verzögerungseinrichtungen (87), die jeweils einem Winkelsegment zugeordnet und mit einer ersten Prüfeinheit (31 bis 38) .verbunden sind, durch eine Vorrichtung (S^) zur Erzeugung von Winkel segmeiitimpulsen, die entsprechend der Verweilzeit einer zweiten Prüfeinheit (45, 46) in einem jeweiligen Winkelsegment bemessen sind, durch N zweite Verzögerungseinrichtungen, die jeweils einem Winkelsegment zugeordnet sind und denen Anomaliesignale der zweiten Prüfeinheiten (45, 46) mit jeweils einem Winkelsegmentimpuls zugeführt werden, durch die Aufteilung der Markiervorrichtung (20) in N Markiereinheiten entsprechend den Winkelsegmenten, und durch eine Verbindung dieser Markiereinheiten mit den Ausgängen der Verzögerungseinrichtungen (87) derart, daß Anomaliesignale entsprechend einem jeweiligen Winkelsegment als Steuersignale an sie abgegeben werden, wobei die Verzögerungszeiten der ersten und zweiten Verzögerungseinrichtungen (87) der zur Bewegung des Werkstücks über den Abstand zwischen den ersten Prüfeinheiten (31 bis 38) und der Markiervorrichtung (20) bzw. zwischen den zweiten Prüfeinheiten (45, 46) und der Markiervorrichtung (20) erforderlichen Zeit entsprechen.

Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtungen (87) durch Schieberegister gebildet sind, die eine der jeweiligen Bewegungszeit des Werkstücks entsprechende Stufenanzahl haben und durch die Zeitbezugsimpulse gesteuert v/erden.

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7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes erste und zweite Schieberegister durch eine Registerschaltung gebildet sind, die an unterschied? liehen Stufen mit Steuereingängen .-versehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch N Speichervorrichtungen, denen jeweils Anomaliesignale einer fest angeordneten ersten Prüfeinheit (31 "bis 38) zugeführt werden und die der jeweiligen Verzögerungseinrichtung (87) vorgeordnet sind und diese bei Auftreten des nach der jeweiligen Signalspeicherung erzeugten Zeitbezugsimpulses ansteuern,

9. Einrichtung-nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch N Speichervorrichtungen, denen die Anomaliesignale der zweiten Prüfeinheiten (45, 46) koinzident mit einem jeweiligen Winkelsektorimpuls zugeführt werden und die jeweils einer Verzögerungseinrichtung (87) vorgeordnet sind und diese mit Auftreten des nach der jeweiligen Signalspeicherung erzeugten Zeitbezugsimpulses ansteuern.

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