DE2917510C2

DE2917510C2 - Verfahren zur automatischen Erkennung der Breite, der Kopf- und der Seitenkonturen von blech- oder bandförmigen Prüfstücken bei der Werkstoffprüfung mit Ultraschall

Info

Publication number: DE2917510C2
Application number: DE2917510A
Authority: DE
Inventors: Claus 5042 Hürth Gerken
Original assignee: Krautkraemer GmbH and Co
Current assignee: Krautkraemer GmbH
Priority date: 1979-04-30
Filing date: 1979-04-30
Publication date: 1982-12-23
Also published as: FR2455728A1; GB2048482A; DE2917510A1; BR8002764A; IT8048531A0; JPS55151208A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Erkennung der Breite, der Kopf- und Seitenkontüren von blech- oder bandförmigen Prüfstücken bei der Werkstoffprüfung mit Ultraschall auf Ungänzen nach der Durchschallungs- oder Reflexionstechnik unter Verwendung von mehreren, in einer oder mehreren Reihen quer zur Transportrichtung der Prüfstücke angeordneten Ultraschallprüfköpfen, die wiederholt Ultraschallsignale aussenden und/oder empfangen.

Ultraschallprüfanlagen nach dem Durchschallungsprinzip haben allgemein folgenden Aufbau: Die Prüfstücke werden über einen Transportgang durch die Prüfanordnung hindurchgeführt. Die Prüfanordnung besteht aus vielen nebeneinander angeordneten Prüfkammern, die sich oberhalb und unterhalb des Prüfstückes axial gegenüberstehen.

Jede Kämmet enthält neben den Zufuhr- und Sperrorganen für die Ankoppelflüssigkeit entweder einen schallaussendenden oder einen schallempfangenden Prüfkopf, wobei sich jeweils eine Kammer mit sendendem und eine mit empfangendem Prüfkopf axial gegenüber stehen. Eine solche Einheit aus zwei Kammern mit Sende- bzw. Empfangsprüfkopf prüft in ihrer Kombination jeweils einen Spurbereich des Prüfstückes. Eine derartige einen Spurbereich prüfende Kombination wird im folgenden kurz S- und E-Kombination genannt Die Abstände der einzelnen Prüfspuren sind durch die jeweiligen mechanischen Abmessungen der Prüfkopfkammern, von denen sehr viele nebeneinander angeordnet werden und eine Reihe bilden, bestimmt. Da eine Prüfkopfkammer größere Querabmessungen hat als es der Schallstrahl-Querabmessung entsprioht, sind zwischen den Prüfspuren Totzonen vorhanden. Die Anzahl der in einer Reihe befindlichen Prüfkopfkammern ist durch die Breite des Prüfstückes bzw. durch die in einer Anlage max. zu prüfende Prüfstückbreite festgelegt. Zur Verringerung der Totzonen können weitere Reihen von Prüfkopfkammern parallel zur 1. Reihe derart angeordnet werden, daß die weiteren Reihen um jeweils einen Teilbetrag des Rasterabstandes der anderen Reihe versetzt sind. Auf einer Seite des Prüfstückes befinden sich die Sendeprüfkopfkammern, auf der anderen Seite axial zugeordnet die Empfangsprüfköpfe.

Es ist bekannt, daß die Prüfköpfe bzw. die elektroakustischen Wandler in den einzelnen Kammern über Flüssigkeitsstrahlen, im allgemeinen Wasser, an die Prüfstücke angekoppelt werden (J. und H. Krautkrämer, Werkstoffprüfung mit Ultraschall; 3. Auflage, S. 407 ff.; Springer Verlag, 1975). Zu diesem Zweck werden bei Prüfbeginn in jeder Prüfkopfkammer Klappenventile oder andere Sperrorgane geöffnet, die dann die Wasserstrahlen austreten lassen. Zur Vermeidung eines unnütz hohen Flüssigkeitsdurchsatzes werden nur die S- und Ε-Kombinationen freigegeben, unter denen sich das Prüfstück befindet. Die S- und E-Kombinationen außerhalb der Prüfstück! reite, also außerhalb der Seitenbegrenzung der Prüfstücke, bleiben für den Austritt der Ankoppelflüssigkeit gesperrt und auch in ihrer elektroakustischen Funktion außer Betrieb. Zur Bestimmung der Prüfstückbreite bzw. zur Feststellung der Seitenkonturen und damit auch zur Freigabe der S- und Ε-Kombinationen werden allgemein mechanische Hilfsmittel z. B. Pendelschalter eingesetzt. Oberhalb des Transportganges befinden sich an einer Traverse Pendel, die über einen Hebelmechanismus elektrische Schalter betätigen (G. Künne, 6. ICNT Report L5. Hannover, 1. —5. Juni 1970). Diese mechanischen Abtasteinrichtungen sind sehr nachteilig, sie müssen über dem Transportgangniveau eine möglichst niedrige Höhe haben, um die Pendellängen kurz zu halten. Das bedingt wiederum beim Transport heißer Bleche eine Kühleinrichtung. Der Rückwärtstransport von blech-

oder bandförmigen Prüfstücken auf dem Transportgang ist dann nur bei hochgeschwenkten Pendeln möglich. Der gesamte Mechanismus zur Betätigung der Schalter, verschmutzt im praktischen Betrieb sehr stark, unterliegt einem hohen Verschleiß und erfordert einen beträchtlichen Wartungsau>"wand. Außerdem erlaubt es dieses Verfahren in der genannten Ausgestaltung nicht, Konturen der Einlauf- und Auslaufkanten blech- oder plattenförmiger Prüfstücke in der automatischen Ultraschallprüfung festzustellen und für die Prüfung auszuwerten, wod'ä^rch eine Fixierung in einem Prüfprotokoll nicht möglich ist

Es ist noch eine Vorrichtung zur Messung der Wölbungen von Blechen bekannt (US-PS 33 80 293), wobei auch Ultraschallimpulse ausgesendet und empfangen werden und bei der Prüfköpfe quer zur Blechbahn angeordnet sind. Diese Vorrichtung arbeitet mit Luftschall, dagegen werden bei der Ultraschallprüfung von Blechen oder Bändern Wasserstrecken zur Ankopplung benutzt. Eine Übertragung von 3challenergie aus Luft in das Prüfstück ist wegen der Schallwellenwiderstands-Verhältnisse nicht möglich. Auch erlaubt eine derartige Vorrichtung nicht eine fortlaufende Konturendarstellung während der Prüfung auf Ungänzen. Außerdem kann eine Vorrichtung dieser Art die notwendigen Informationen nur aus der Laufzeit von Ultraschallimpulsen, nicht aber aus der empfangenen Ultraschallintensität gewinnen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das Breite, Kopf- und Seitenkonturen von band- oder blechförmigen Prüfstücken ohne Aufwand an wartungsintensiven und kostspieligen mechanischen Zusatzeinrichtungen ermöglicht, und welches 'die bei automatischen Prüfanlagen dieser Art sowieso vorhandene elektronische Ausrüstung, wie digitale Rechnereinheiten mit ausnutzt, wobei es vorteilhaft ist, die Prüfkopfkammern entsprechend der Konturenerkennung freizugeben oder zu sperren und die Konturenerkennung zur Datenauswertung zur Verfügung zu haben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Merkmale enthalten die Unteransprüche.

Eine beispielhafte Funktionsbeschreibung des Erfindungsgegenstandes wird anhand von 4 Figuren und einer Tabelle gegeben. Es bedeuten

F i g. 1 ein zeitliches Ablaufschema für die Konturenerkennung;

F i g. 2 eine Draufsicht auf eine Prüfanlage; F i g. 3 die Vorderansicht der Prüfanlage;

Fig. 4 eine Zustandstabelle der elektronischen Speicher;

Tabelle: eine Zusammenfassung der verwendeten Symbole.

F i g. 2 zeigt wie das Prüfstück 3 auf dem Transportgang 7 zur Prüfung in die Prüfeinrichtung 3 einläuft. Erreicht es einen Auslöser 13, das kann eine Wasserstrahlschranke, eine Lichtschranke, ein mechanischer Schalter oder ein anderes Schaltorgan sein, so wird die gesamte Auswerteeinrichtung gestartet. Zu Prüfbeginn werden an allen Kombinationen von Sendeprüfköpfen (4 S) und Empfangsprüfköpfen (4 E) — hiervon sind so viele vorhanden wie Prüfkopf· kammerpaare vorhanden sind — die Klappenventile 12 der einzelnen Prüfkopfkammern 10 geöffnet.

In der nachfolgenden Beschreibung der Beispiele werden zur Textabkürzung die Symbole S_s und S,-benutzt.

Unter 5^-Signa! ist das über . eine Prüfstrecke (Prüfkanal) übertragene und vom jeweiligen Empfangsprüfkopf empfangene Signal zu versetzen, wenn kein Prüfstückbereich in dieser Prüfstrecke vorhanden ist das Signal als außerhalb des Prüfstückes nur von der Wasserstrecke übertragen wird.

Unter 5,-Signal ist das übertragene Signal zu verstehen, wenn ein Prüfstückbereich in der Prüfstrecke vorhanden ist, das Signal zusätzlich durch das Prüfstück hindurch geht

Kontrolle der Prüfkanäle auf einwandfreie Funktion

Innerhalb der Zeit tv (Fig. 1), die die vordere Blechkante 1 benötigt, um den Weg Lv vom Auslöser 13 bis zum Eintritt in die Prüfanordnung 8 zu durchlaufen, wird ein Prüfkanalcheck durchgeführt, um alle Prüfspureinrichtungen, bestehend aus den Kombinationen der Sendeprüfköpfe (4 S) und den Empfangsprüfköpfen (4 E) und den zugehörigen Ankoppelstrecken 6, auf einwandfreie Funktion zu kontrollieren. Es wird nach 3 Kriterien klassifiziert:

1. Sa-Signal ständig in vorbestimmter Höhe vorhanden: Prüfstrecke ist stabil.

2. Es ist ein Signal vorhanden, dessen Amplitude innerhalb einer kurzen, jedoch vorbestimmbaren Zeitdaue·" einen vorbestimmbaren Wert unterschreitet (diese Zeitdauer kann der Störzeit eines Wasserspritzers entsprechen):

Prüfstrecke ist justierbedürftig.

3. Es ist ein Signal vorhanden, dessen Amplitude ständig einen vorbestimmten Wert unterschreitet: die Prüfstrecke ist defekt.

Defekte Prüfstrecken (Defektspuren) entsprechen diesem Punkt 3, ihre jeweiligen S- und E-Kombinationen liefern keine ausreichenden Signalamplituden, sie werden bei der anschließenden Eintrittserkennung (s. d.) derart berücksichtigt, daß jetzt die beiden Spuren neben der Defektspur als Nachbarspuren behandelt werden, so als ob die Defektspur nicht vorhanden wäre.

Eintrittserkennung

Entsprechend des Prüfstückvorschubes beginnt nach Ablauf des Zeitbereiches t_c der Zeitbereich der Eintrittserkennung if über die dazugehörige Strecke fe. Entsprechend der Geradheit der Kopfkonturen, der zu prüfenden Güter, wird der Bereich Ie individuell für den Anwendungsfall vorgegeben.

Überschreitet auf einem der Prüfkanäle die Signaldauer eines Ereignisses eine vorbestimmte Vorwahlzeit (zur Störunterdrückung), so wird dies im Speicher 5p ν festgehalten und im Speicher Spz wird die aktuelle Signalzeit t_z z. B. in einem rechnerinternen Zeitmaß eingetragen. Erscheint während der Eintrittserkennung teauf diesem Kanal später noch ein Signal, so wird:

a) bei noch nicht bestätigtem Kanal (siehe Signalbestätigung und Hilfsspeicher) die alte Abfragezeit überschrieben,

b) bei bereits bestätigtem Kanal, der einen Hilfsspeicher ausgelöst hat, wird die neue Abfragezeit zusätzlich in Spz abgespeichert.

Die Signalaufnahme wird von einem festen Abfragezyklub in einem Zeitraster von einigen Millisekunden gesteuert. Die ermittelten und im Speicher Spz abgespeicherten Signalzeiten bilden daher stets ein Vielfaches dieses Zeitrasters (interner Zeitmaßstab des Rechners).

Nachbarschaftskontrolle

Innerhalb der Zeit fr beginnt parallel zu dieser reinen Datenaufnahme, verzögert um den Zeilbereich fr, die Nachbarschaftskontrolle der einzelnen Prüfspuren. In dem Zeitbereich fs der wie sämtliche Zeitbereiche durch ein elektronisches Zeittor gegeben ist, befindet sich ein kürzeres Zeittor für die Zeit ir· Es entspricht der Zeit, die z. B. ein Flüssigkeitsspritzer benötigt, aus einem Flüssigkeitsstrahl einer Ankoppelstrecke herauszutreten, in eine benachbarte Ankoppelstrecke einzutreten und dort ein Störsignal .Ss zu verursachen. Diese Zeit ir wird vorbestimmt.

Das Zeittor für ff wird durch eine vorbestimmte Verzögerung, die sich aus den geometrischen Gegebenheiten und der Prüfstückgeschwindigkeit ergibt, gestartet, wobei die Auslösung vom Auslöser 13 erfolgt, so daß das Zeittor bereits gebildet ist, ehe die vorderste Blechkante in die Prüfkopfzeile 5a eingelaufen ist. Die Prüfkopfzeile besteht aus der Anordnung sämtlicher in einer Reihe liegenden Kombinationen von Sende- und Empfangsprüfköpfen. Mit dem Tor für ff wird das Zeittor für tr gestartet, das mit seiner Dauer ffr< ff) schrittweise in den Zeitschritten des Zeitrasters des Abfragezyklus durch das Zeittor für ff hindurchwandert. Das Zeittor für ff wird geschlossen, wenn die Nachbarschaftskontrolle abgeschlossen ist Die Zeitdauer ff wird vorzugsweise über die Vorschubgeschwindigkeit des Prüfstückes gesteuert.

Jede Prüfspur beginnt jetzt mit dem Start der Zeittore für tE und fr, sich jedem Prüfkanalnachbarn im Zeitbereich tr anzuschauen, ob dort auch ein Signal vorhanden war. Von dieser Kontrolle ist es abhängig, ob das Signal des Prüfspurnachbarn als Störsignal Ss oder als Konturensignal Sk identifiziert wird. Wird das Nachbarereignis als von der Prüfstückkontur 1 herrührend erkannt, so erfolgt die Signalbestätigung wie unter dieser beschrieben

Signalbestätigung und Hilfsspeicher

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Für die Durchführung der Signalbestätigung kann vorteilhafterweise folgender Grundsatz gewählt werden:

Bestätigung im Speicher Spe erfolgt, wenn minimal 2 benachbarte Kanäle innerhalb der Totzeit tr ein Signal zeigen. Es kann aber nur ein Prüfkanal mit einem bestätigten Signal für den Nachbarkanal einen Platz im Hilfsspeicher sp\ oder Sp2 setzen.

Bei welliger Kopfkontur kann es durchaus mehrere Bestätigungspaare zu Beginn von ff geben. Jedoch können im weiteren Verlauf die jeweiligen benachbarten Prüfspuren durch bereits bestätigte Kanäle weiter bestätigt werden. Auch für die weiteren Kanäle gut ais individuelles Zeitkriterium zum Nachbarn die Zeit fr-

Die Funktion der beiden Hilfsspeicher Sp\ und Sp? ist eingerichtet worden, um große Blechverformungen, Wasserspritzer, defekte Prüfkanäle und andere Störeinflüsse zu erkennen und dafür zu sorgen, daß trotz dieser Störgrößen die Blechbreitenermittlung nicht gestört wird. Wenn im zeitlichen Durchlauf ein bestätigter t>0 Prüfkanal bei einem Nachbarkanal innerhalb der Totzeit fr kein Signal vorfindet, wird für diesen der Hilfsspeicher Spi gesetzt In den Figuren, z.B. die Prüfkanäle P3, P13 und P21. Wenn der andere, dem mit Sp\ gesetzten Kanal gegenüberliegende Prüfkanal- t* nachbar, also der auf den mit Sp\ gesetzten Kanal im Abfragezyklus zeitlich folgende innerhalb der Totzeit fr kein Signal vorfindet wird für den bereits mit Sp\ gesetzten Kanal zusätzlich der Hilfsspeicher Sp2 gesetzt, (in den Figuren der Kanal P13). lh beiden Fällen bleibt der auslösende Kanal zur Kontrolle der folgenden Eingangssignale aktiviert.

Prüfkanäle, in denen jeweils der Hilfsspeicher Sp\ gesetzt worden ist, und die außerdem zu beiden Seiten bestätigte Prüfkanäle vorfinden, haben nur zu einem der beiden Nachbarkanäle die Totzeit tr überschritten. Signalbestätigung wird aufgrund des intakten anderen Nachbarkanals während der Zeit ff gegeben. Jedoch erfolgt außerdem eine Eintragung in SpN für den jeweiligen Prüfkanal. Selbstverständlich haben die Hilfsspeicher, wie auch die anderen Speicher für jeden Prüfkanal eigene Plätze.

Nach Ablauf des Zeitbereiches für die Eintrittserkennung ff wird die Signalaufnahme innerhalb des Zeittores für ff wie auch die Nachbarschaftskontrolle innerhalb des kürzeren Zeittores für fr beendet. Prüfkanäle, deren Plätze in den Hilfsspeichern Sp\ und Sp2 gesetzt sind, erhalten nach Ende des Zeittores für ff nachträgliche Signalbestätigungen mit Eintragungen in den Speichern SpB und/oder in Spn- Es ist dabei gleichgültig, ob ein Ereignissignal im Speicher Sp\ für den entsprechenden Prüfkanal vorhanden ist oder nicht.

Diese eben beschriebenen nachträglichen Bestätigungen können pro Prüfstück für mehr als einen Prüfkanal vorgenommen werden. 1st an 2 benachbarten Kanälen der Speicher Sp\ gesetzt worden, so erfolgt ebenfalls eine nachträgliche Bestätigung mit Eintragung in den Speichern Spa und Sp^. Die Anzahl dieser Bestätigungen wird jedoch anwendungsspezifisch begrenzt.

Ist der Bestätigungsvorhang erfolgreich beendet, d. h. es sind keine Bestätigungslücken mehr im Speicher Spn vorhanden, so wird kontrolliert, ob eine Blechbreite Ib nach vorgegebenen Minimalwerten ermittelt worden ist Wird das Maß der minimalen Blechbreite erreicht bzw. überschritten, so kann die Randspurreduzierung erfolgen (s. d.). Andererseits erfolgt nur die Prüfspurfreigabe entsprechend der minimalen Blechbreite sowie ein entsprechender Protokollausdruck. In allen Fällen, in denen die Signalbestätigung keine homogene Kopfkontur des Prüfstückes ermittelt, wird die Prüfspurfreigabe entsprechend der maximalen Blechbreite erfolgen und es folgt eine nachträgliche Blechlagenermittlung, mittels der Blechkonturnachführung, (s. d.). Auf dem Protokollausdruck erscheint ein entsprechender Text.

Nach dem in den Figuren dargestellten Beispiel, sind nach den obengenannten Kriterien die Signale im Speicher Sp_v für die Prüfkanäle PA bis P20 als Konturensignale Sk ermittelt worden. Während die Störsignale 5s auf den Spuren P2 und P2i als solche (wahrscheinlich Flüssigkeitsspritzer) erkannt wurden. Der defekte Prufkanai Pis erhält eine nachträgliche Bestätigung im Speicher SpN- Von der geschlossenen Bestätigungskette der Prüfkanäle P 4 bis P 20, werden eine vorher festgelegte Anzahl von Randkanälen, in unserem Beispiel an jeder Seite 3 Stück, also P4 bis PS und P18 bis P20, für die Randspurreduzierung benutzt

Randspurreduzierung

a) Bei einreihigem Betrieb, d. h. es ist jeweils auf der Ober- und Unterseite des Prüfstückes nur eine Reihe von Prüfköpfen angeordnet In der F i g. 1 die Reihe 5 bzw. in F i g. 2 die Reihe 5a. Von der geschlossenen Signalbestätigungskette werden jeweils die drei oberen und unteren Randprüfkanäle, in den Figuren also die Kanäle P 4 bis P6 und P18 bis P20, selektiert und einzeln

überprüft, ob bei ihnen eine Eintragung im Speicher

a,a) ist der Speicher SpN für jede Randgruppe, also P 4 bis P6 bzw. P18 bis P 20, nicht gesetzt, so wird jeweils der äußere Kanal (hier P4 und P20) als unmittelbarer Randkanal identifiziert. Die Randkanäle und die Prüfkanäle außerhalb der als Randkanäle erkannten Kanäle, werden für die Ultraschalldatenauswertung gesperrt. In unserem Beispiel also die Kanäle PX bis P3 und der Randkanal P4 auf der einen Seite und auf der anderen Seite der Randkanal P 20 und die Kanäle P 21 bis P 25.

a,b) Ist mindestens ein Speicherplatz des Speichers SpN in einer Randgruppe gesetzt worden, so werden alle Kanäle beider Randgruppen, sowie die als außerhalb des Prüfstückes liegend erkannten Prüfkanäle für die Auswertung gesperrt. Somit sind im angeführten Beispiel nur die Kanäle Pl bis P17 für die Auswertung freigegeben und es erfolgt anschließend die kontinuierliche Blechkonturennachführung über die Amplitudenbewertung der Durchschallungssignale.

b) Zweireihiger Betrieb, d. h. die S- und E-Kombinationen sind in zwei parallelen Reihen 5a und 5b jeweils zueinander um ein halbes Rastermaß versetzt angeordnet, wie in F i g. 2 dargestellt.
Unabhängig, ob bei den bestätigten Prüfkanälen der 1. Prüfreihe 5a der Speicher Spn gesetzt wurde oder nicht, erfolgt die Prüfkanalfreigabe in der 2 Prüfreihe 5b von einem äußeren Prüfkopfpaar zum anderen äußeren Prüfkopfpaar, das entspricht den Prüfkanäkn P3 bis P21. Die Eintrittserkennung beschränkt sich pro Prüfstückrand auf jeweils 2 Randspuren. Entsprechend der Eingangssignale werden entweder der unmittelbare Randkanal der 1. oder 2. Prüfreihe und der weiter außen folgende, also außerhalb der erkannten Prüfstückbreite liegende, oder von jeder Prüfstückreihe alle drei Randkanäle gesperrt, wenn die Eingangssignale nicht plausibel sind. Nicht plausibel sind z. B. Eingangssignale, wenn der äußere Kanal ein Signal liefert, der innere Nachbarkanal aber nicht.

Blechkonturennachführung

Nach Abschluß der Randspurreduzierung sind die Auswertprüfkanäle im Prüfkanalspeicher Sp_p festgelegt. Die Kantenkontur wird auf jeder Prüfstückseite von je 2 Prüfkanälen überwacht Sie schließen sich beiderseitig der Prüfstückkanten an die freigegebenen Prüfkanäle an. Als Auswertekriterium dient die aktuelle Durchschallungsamplitude der Prüfkanäle, die dem Auswertesystem im iogarithmischen Maßstab, aiso in linearen db-Einheiten in digitaler oder analoger Form mit hoher Auflösegenauigkeit zugeführt wird. In der Praxis beträgt die Amplitudendifferenz bei vorgegebener Prüfstrecke zwischen einem freien und einem durch ein Prüfstück bedeckten Wasserstrahl 18 db oder mehr. Bei einer Auflösung von 256 bit pro 100 db entspricht das einem digitalen Signalhub von mindestens 45 bit.

Läuft eine Seitenkontur 2a des Prüfstückes, wie in F i g. 1 an der Stelle /Ci gezeigt, (K\ liegt räumlich unter der Prüfkopfreihe 5a. Aus zeichentechnischen Gründen ist in der F i g. 1 das Prüfstück 3 vor dem Einlauf in die Prüfreihe 5a dargestellt und damit liegen auch die Stellen /Ci und Ki noch außerhalb der Prüfreihe), aus den ermittelten und freigegebenen Prüfspurbereichen einschließlich der Randspur hinaus, wird der zunächst

außerhalb des Bleches oefindliche Kanal P21 statt das Signal 5_a ein um ca. 18 db 45 bit vermindertes Signal S-, übertragen. Es entsteht also ein Signalhub von ca. 45 bit im Kanal P21. Entsteht dieser Signalhub vorzugsweise in mindestens 2 aufeinanderfolgenden Abfragezyklen und bleibt infolgedessen das Signal für Kanal P21 in diesen Abfragezyklen auf der geringeren Höhe des S, Signals, bedeutet das eine Verbreiterung (Konturenausweitung) des Prüfstückes auf dieser Seite. Durch diese Konturennachführung wird der nächste Kanal P20 freigegeben, P21 wird dann der neue gesperrte Randkanal. Diese Information wird im Speicher Sp_p gespeichert.

Läuft eine Seitenkontur 2b des Prüfstückes, wie an der Stelle K₂ gezeigt, aus den ermittelten und freigegebenen Prüfspurbereichen einschließlich der Randspur hinaus und erzeugt dabei die Randspur P4 ein höheres Signal, nämlich S_a statt vorher S₁, entsteht wieder ein Signalhub von ca. 45 bit. Erfolgt das in vorzugsweise mehr als 2 aufeinanderfolgenden Abfragezyklen und bleibt das ursprünglich niedrigere Signal S, des Prüfkanals P4 auf dem höheren Wert S_a, bedeutet das eine Breitenverminderung (Kontureneinschnürung) des Prüfstückes auf dieser Seite.

Durch diese Konturennachführung wird der nächste Kanal P5 gesperrt und als neuer Randkanal bewertet. Diese Information wird im Speicher Sp_p gespeichert.

Nach der Randspu.-reduzierung und mit Beginn der Blechkonturennachführung erscheinen Anzeigen und Meldungen über Breite und Form des Prüfstückes, sowie der Lage auf der Transportebene auf einem Plotter (Printer) und/oder auf einer Dialogeinheit und/oder auf einem Funktionstableau. Diese aktuellen Daten können außerdem zur Steuerung weiterer Vorrichtungen z. B. Positionierung einer Kantenprüfanlage dienen.

In einer Abänderung dieses Verfahrens ist eine Konturenerkennung auch im Impuls-Reflexionsbetrieb möglich. Beim Impuls-Reflexionsbetrieb ist im Prüfkanal nur dann ein Signal vorhanden, wenn sich ein Prüfstückbereich in der Ankoppelstrecke dieses Kanals befindet. Dieses Signal kann entweder die Reflexion des Ultraschallimpulses an der Schalleintrittfläche des Prüfstückes sein (Eintrittsecho) oder die der Rückwand (Rückwandecho).

Ein Vergleichssignal wie bei der dargelegten Durchschallungstechnik ist nicht zwangsläufig vorhanden, kann aber dadurch erhalten werden, daß ein Schwellenwert in einer vorbestimmten Höhe, z. B. mit Ui der Aussteuerbarkeit des Empfangsverstärkers (das können 35 db sein) gebildet wird, wobei das kleinste zu erwartende Eintritts — oder Rückwandecho bei ungestörter Ankopplung den Verstärker zu */3 seines Aussteuerbereiches aussteuert (also 70 db).

Tritt über mehr als zwei Prüfschüsse kein Signal auf, das die 35-db-Schwelle überschreitet, so bedeutet das, daß kein Prüfstück bzw. Prüfstückbereich in der entsprechenden Ankoppelstrecke vorhanden ist. Alle Signale unterhalb dieses Schwellenwertes sind also Sa-Signale.

Tritt über mehr als zwei Prüfschüssen ein Signal auf, das die 70-db-Schwelle überschreitet, so bedeutet das, daß ein Prüfstück bzw. Prüfstückbereich in der entsprechenden Ankoppelstrecke vorhanden ist Diese Signale, welche die 70-db-Schwelle überschreiten sind also Sf-Signale.

Zu berücksichtigen ist hierbei, daß das S_a-Signal kleiner ist als das S;-Signal.

Die Erfindung erlaubt es ohne mechanische oder Spz —

andere Hilfsschalteinrichtungen, nur unter Benutzung Sp\ —

der Prüfspuren und der in einer automatischen Anlage Sp2 —

dieser Art vorhandenen Digitalelektronik, die Kontur te —

der einlaufenden Kopfform blech- oder plattenförmiger 3 Ie —

Prüfstücke und die Seitenkonturen (Lage der seitlichen It —

Prüfstückbegrenzungen) zu erkennen, für den Prüfbe- if —

trieb nur die Prüfkanäle, die mit Sicherheit mit ihren tz —

Ankoppelstrecken im Bereich des Prüfstückes liegen, K\ — auszuwerten und gegebenenfalls für nachfolgende io

Arbeitsgänge auszunutzen. Ki —

Tabelle ,

Ib - Prüfstückbreite 2 - Ie — Durchlaufstrecke des Prüfstückes für die 15

Eintrittserkennung 3 —

Iv — Durchlaufstrecke der vorderen Prüfstückkante 4 — vom Auslöser 13 bis zur Prüfkopfkammer-Rei-

he5 5 - Pi — Prüfkanal, /'= 1... n, wenn η Kanäle vorhanden 20

sind

5a — Signal eines Prüfkanals außerhalb des Prüf- 6 — Stückbereiches 7 — 5, — Signal eines Prüfkanals innerhalb des Prüfstückbereiches 25 8 — Sk — Konturensignal 9 — Ss - Störsignal 10 - SpB — Speicher für Signalbestätigung 11 — SpN — Speicher für nachträgliche Signalbestätigung 12 — Spp — Prüfkanalspeicher 3f) 13 — Spv — Speicher für vorhandene Signale

Speicher für Signalzeiten
Hilfsspeicher 1
HilfsSpeicher 2

Zeit für Kontrolle der Prüfkanäle
Zeit für Eintrittserkennung
Totzeit für Kontrolle der Nachbarspuren
Vorlaufzeit. Zeit zum Durchlauf der Strecke Iv Zeitpunkt eines Signals

gedachte Einlaufstelle der Kontur 2a in Kanal P21

gedachte Auslaufstelle der Kontur 2b aus dem Kanal P4

Vorderkante des Prüfstückes
2a eine seitliche Prüfstückkontur;
2b andere seitliche Prüfstückkontur
Prüfstück

Prüfkopianordnung, bestehend aus Sendeprüfköpfen 4S, Empfangsprüfköpfen 4E
reihenförmige Anordnung der Prüfkopfkammern bei zweireihiger Anordnung 5a die erste Reihe, 5b eine zweite Reihe (F i g. 2)
Ankoppelstrahl, vorzugsweise Wasserstrahl
Transporteinrichtung für das Prüfstück (Rollgang)

Trägergerüst für sämtliche Prüfkopfkammern nicht belegt
eine Prüfkopfkammer
nicht belegt

Klappenventil in einer Prüfkopfkammer
Auslöser

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur automatischen Erkennung der Breite, der Kopf- und Seitenkonturen von biech- oder bandförmigen Prüfstücken bei der Werkstoffprüfung mit Ultraschall auf Ungänzen nach der Durchschallungs- oder Reflexionstechnik unter Verwendung von mehreren, in einer oder mehreren Reihen quer zur Transportrichtung der Prüfstücke !O angeordneten Ultraschallprüfköpfen, die wiederholt Ultraschallsignale aussenden und/oder empfangen, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Breiten- und Konturenerkennung dieselben Prüfköpfe, mit denen auf Ungänzen geprüft wird, verwendet werden,

daß innerhalb einer Vorsabezeit (t_E) für eine vorbestimmte Anzahl von Priifköpfen deren Signalamplituden gemessen und mit einem ersten Vorgabewert verglichen werden, wobei die Kopfkontur des Prüfstückes als zulässig bewertet wird, wenn sämtliche Signalamplituden den Vorgabewert unter- bzw. überschreiten,

daß im Anschluß an die Kopfkonturenerkennung zur Ermittlung der Seitenkonturen zunächst die jeweilige seitliche Prüfstückbegrenzung ermittelt wird, indem jeweils die benachbarten Prüfköpfe festgestellt werden, die unterschiedliche Signalamplituden empfangen, wobei die eine Signalamplitude einen zweiten Vorgabewert überschreitet und die andere Signalamplitude diesen Vorgabewert unterschreitet, und

daß diese Ermittlung der jeweiligen Prüfstücksbegrenzung zeitlich nacheinander erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Empfang von Signalamplituden die vom Prüfstück reflektiert werden, für die Prüfköpfe, die außerhalb der Prüfstückkontur liegen, ein Schwellenwert als Ersatz für die nicht zu empfangenden Signalamplituden verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung der Seitenkontur nur Signalamplituden verwendet werden, die in mehr als einer vorgegebenen Anzahl von Wiederholungen nacheinander entweder den entsprechenden Vorgabewert überschreiten oder unterschreiten.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als benachbarte Prüfköpfe diejenigen benutzt werden, die für ihre Prüfspuren eine einwandfreie Funktion zeigen und die in der Prüfkopfreihe am nächsten zueinander angeordnet sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopfkonturenerkennung nur die Signalamplituden benutzt werden, die in einem Zeitintervall (tr) das kürzer ist als die Vorgabezeit (te) empfangen werden, wobei die Prüfköpfe zeitlich nacheinander jeweils für die Dauer dieses Zeitintervalles empfangen.

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