DE3234396A1 - Method and device for determining the position of a tube seam - Google Patents
Method and device for determining the position of a tube seamInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der PositionMethod and device for determining the position
einer Rohrnaht Die Erfindung betrifft ein (Meß-) Verfahren (bzw. eine Vorrichtung nach diesem Meßverfahren) zur Bestimmung der (Winkel-) Position der Naht eines längsgeschweißten Rohres. a pipe seam The invention relates to a (measuring) method (or a device according to this measuring method) for determining the (angular) position the seam of a longitudinally welded pipe.
Insbesondere in der Fahrradindustric werden längsgeschweißte Rohre (Durchmesser: ca. 10 bis 50mm) aus ferritischen Werkstoffen verarbeitet. Die Längsschweißnaht hat ohne zusätzliche Nacharbeit (Wärmebehandlung) andere technologische Eigenschaften (Aufhärtung, Gefügeänderung) als das eigentliche Rohrmaterial. Für eine störungsfreie Verarbeitung der Rohre bzw. für die Herstellung zuverlässiger Teile ist es daher wichtig, die Position der Längsnaht beim Einführen des Rohres in die verarbeitende Maschine zu kennen.In the bicycle industry in particular, longitudinally welded tubes are used (Diameter: approx. 10 to 50mm) processed from ferritic materials. The longitudinal weld has different technological properties without additional reworking (heat treatment) (Hardening, structural change) than the actual pipe material. For trouble-free It is therefore the processing of the pipes or the manufacture of reliable parts important, the position of the longitudinal seam when inserting the pipe into the processing To know the machine.
Bisher ist es üblich gewesen, die Schweißnaht von Rohren visuell oder manuell zu lokalisieren.So far it has been customary to visually or weld the weld seam of pipes to be localized manually.
Meßverfahren, insbesondere automatische Meßverfahren, zur Bestimmung der Naht von längsgesthweißten Rohren sind weitgehend unbekannt.Measuring methods, in particular automatic measuring methods, for determination the seam of longitudinally welded pipes are largely unknown.
An der Rohraußenseite ist im allgemeinen die Längsnaht gar nicht oder nur schwer zu erkennen. Auf der Rohrinnenwand ist die Naht zwar deutlich ausgeprägt, jedoch - insbesondere bei dünnen Rohren - durch überhängende Grate, Späne oder Schmutz visuell oder manuell nur schwierig zu bestimmen.On the outside of the pipe, the longitudinal seam is generally not or at all hard to see. The seam is clearly pronounced on the inner wall of the pipe, however - especially with thin pipes - due to overhanging burrs, chips or dirt difficult to determine visually or manually.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu beschreiben, welches in der Lage ist, die (Winkel-) Position der Längsnaht von längsgeschweißten Rohren zuverlässig anzugeben, und das darüber hinaus als Teilprozeß in eine automatisierte Fertigung eingefUgt werden kann.The invention is based on the object of describing a method which is able to determine the (angular) position of the longitudinal seam of longitudinally welded Specify pipes reliably, and moreover as a sub-process in an automated Manufacturing can be inserted.
Die (Winkel-) Position der Naht eines längsgeschweißten Rohres wird erfindungsgemäß dadurch bestimmt, daß durch das zu prüfende Rohr quer zu seiner Längsachse mittels des Magneten ein magnetischer Fluß erzeugt wird, und daß das Maximum des seitlich am zu prüfenden Rohr austretenden Streufeldes als Streufeld der Schweißnaht mittels eines Magnetfeld-Sensors erkannt und in Abhängigkeit zur (Winkel-) Position des Rohres registriert wird.The (angular) position of the seam of a longitudinally welded pipe is according to the invention determined that through the pipe to be tested transversely to his Longitudinal axis by means of the magnet, a magnetic flux is generated, and that the Maximum of the stray field emerging from the side of the pipe to be tested as a stray field the weld seam detected by means of a magnetic field sensor and depending on the (Angular) position of the pipe is registered.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den kennzeichnenden Teilen der Unteransprüche und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.The further embodiment of the invention results from the characterizing Parts of the dependent claims and the description of the exemplary embodiment.
Die Vorteile der Erfindung bestehen sowohl in der objektiven und zuverlässigen Feststellung der fraglichen (Winkel-) Positionen von Schweißnähten ferromagnetischer Rohre als auch in der damit verbundenen Möglichkeit, das erfindungsgemäße Meßverfahren zum Bestandteil eines automatisierten Fertigungsprozesses werden zu lassen.The advantages of the invention are both objective and reliable Determination of the questionable (angular) positions of ferromagnetic weld seams Tubes as well as in the associated possibility, the measuring method according to the invention to become part of an automated manufacturing process.
Die Wirkungsweise des Meßverfahrens wird im folgenden näher beschrieben: Ordnet man ein längs geschweißtes ferritisches Rohr so zwischen den Polschuhen eines Magneten an, daß es quer zu seiner Längsachse vom Feld durchströmt wird, so wird das Feld in der Rohrwand konzentriert. Richtet man zusätzlich das Rohr durch Drehen so aus, daß die Längsnaht des Rohres in Querrichtung vom Magnetfeld durchdrungen wird, so wird das Feld in der Naht durch die geänderten technologischen Werkstoffeigenschaften gestört und es bildet sich außerhalb der Naht ein Streüfeld. Durch geeignete Aufnehmer (Spule, Feldplatte, Hall-Element) ist dieses Streufeld leicht zu bestimmen.The mode of operation of the measuring method is described in more detail below: If you place a lengthways welded ferritic tube between the pole pieces of one Magnet to the fact that it is traversed by the field transversely to its longitudinal axis, so becomes the field is concentrated in the pipe wall. If you also straighten the pipe by turning in such a way that the longitudinal seam of the pipe is penetrated by the magnetic field in the transverse direction the field in the seam is due to the changed technological material properties disturbed and a scattering field forms outside the seam. With suitable transducers This stray field is easy to determine (coil, field plate, Hall element).
Allerdings können durch die Rohrfertigung (Ziehen., Biegen des Ausgangsmaterials zum Rohr) auch an anderen Stellen die Werkstoffeigenschaften leicht geändert sein.However, through the pipe production (drawing., Bending of the starting material to the pipe) the material properties may also be slightly changed at other points.
Dies führt ebenfalls zu Streufeldern, die aber eine kleinere Radialkomponente haben als die Naht.This also leads to stray fields, which however have a smaller radial component have than the seam.
Für die Detektion der Naht ist es daher notwendig#, das Rohr im Magnetfeld zu drehen und hierbei das höchste Streufeld und damit die Position der Naht auf dem Rohr umfang zu bestimmen. Der Absolutwert des Streufeldes schwankt zusätzlich von Rohr zu Rohr und weiterhin längs der Naht eines Rohres. Bei dem angewandten Verfahren wird das Rohr zwischen den Polschuhen und unter (über) einem entsprechenden Feldsensõr durchgedreht.For the detection of the seam it is therefore necessary # to place the pipe in the magnetic field to rotate and thereby the highest stray field and thus the position of the seam to determine the pipe circumference. The absolute value of the stray field also fluctuates from pipe to pipe and further along the seam of a pipe. In the case of the applied The tube is moved between the pole pieces and under (over) a corresponding one Feldsensõr freaked out.
In einer automatischen Ausführungsform kann in einem Speicher (Analog- oder Digitalspeicher) der relative Maximalwert des Streufeldes über den Rohrumfang bestimmt werden. Anschließend wird beim Weiterdrehen des Rohres der Momentanwert der Streufeldstärke mit dem gespeicherten Wert verglichen. Ist dieser Wert innerhalb einer vorgegebenen Toleranz erreicht, so befindet sich die Längsnaht unmittelbar unterhalb des Feldsensors.In an automatic embodiment, a memory (analogue or digital memory) the relative maximum value of the stray field over the pipe circumference to be determined. The instantaneous value is then used as the pipe continues to rotate the stray field strength compared with the stored value. Is this value within If a predetermined tolerance is reached, the longitudinal seam is located right away below the field sensor.
Dabei läuft die Automatik der Messung folgendermaßen ab: Nach Einlegen des Rohres zwischen die Polschuhe erhält die Steuerlogik ein Startsignal. Der Maximalwertspeicher und das Ausgangssignal werden hierauf gelöscht. Anschließend wird dieser Speicher mit dem Signal des Sensors geladen, während die äußere mechanische Dreheinrichtung das Rohr zum )3600 (mindestens 3600, da sich die Naht zum Anfang der Messung bereits unter der Sonde befinden kann) dreht.The automatic measurement takes place as follows: After inserting of the pipe between the pole shoes, the control logic receives a start signal. The maximum value memory and the output signal are then deleted. Then this memory loaded with the signal from the sensor while the external mechanical rotating device the pipe to) 3600 (at least 3600, since the seam is already at the beginning of the measurement under the probe) rotates.
Nach erfolgter erster Drehung des Rohres erhält die Steuerlogik das Signal V. Der analoge Comparator wird nun von der Steuerlogik für den Vergleich von gespeichertem Maximalwert und Momentanwert freigegeben. Das Rohr wird nun so lange durch die mechanische Dreheinrichtung weitergedreht, bis die Naht gefunden ist.After the first turn of the pipe, the control logic receives this Signal V. The analog comparator is now used by the control logic for the comparison released by the stored maximum value and instantaneous value. The pipe will now be like this Turn the mechanical turning device for a long time until the seam is found is.
Beschreibung der verfahrungsgemäßen Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels (Fig. 1): Es wurde ein Elektromagnet 1, 2, 3 mit Kern bestehend aus Magnetjoch 1 und Polschuhen 2, 3 verwandt, der durch Gleichstrom oder Wechselstrom durchflossen wird.Der Wechselstrom zur potentialfreien Versorgung des Magneten, für die Niederspannung erforderlich ist, liefert ein Transformator.Description of the device according to the method based on an exemplary embodiment (Fig. 1): An electromagnet 1, 2, 3 with a core consisting of magnet yoke 1 was used and pole pieces 2, 3 related, through which direct current or alternating current flows The alternating current for the potential-free supply of the magnet, for the low voltage is required, supplies a transformer.
Die Anwendung von Wechselstrom hat den Vorteil, daß das ferritische Rohr 4 nicht an den am Magnetkern angebrachten Polschuhen "klebt". Dla.Polschuhe 2, 3 sind an der dem Rohr 4 zugewandten Seite so geformt, daß ein möglichst kleiner magnetischer Widerstand zwischen Polschuhen 2, 3 und Rohr 4 entsteht. Polschuhe 2, 3 für einen festgelegten Rohrdurchmesser haben eine zylindrische Ausnehmung über ca. 900 des Zylindermantels. Polschuhe für verschiedene Rohrdurchmesser eine V - förmige Ausnehmung. Die Polschuhlänge sollte ein mehrfaches (2 - Sfach) des maximalen Rohrdurchmessers haben.The use of alternating current has the advantage that the ferritic Tube 4 does not "stick" to the pole pieces attached to the magnet core. Dla. Pole shoes 2, 3 are shaped on the side facing the tube 4 so that a small as possible magnetic resistance between pole pieces 2, 3 and tube 4 arises. Pole pieces 2, 3 for a fixed pipe diameter have a cylindrical recess across approx. 900 of the cylinder jacket. Pole shoes for different pipe diameters a V - shaped recess. The pole shoe length should be a multiple (2 - 5 times) of the maximum Have pipe diameter.
Der Polschuh 2 ist verschiebbar, so daß er justiert werden kann.The pole piece 2 is displaceable so that it can be adjusted.
Die Meßelektronik 6 des Ausführungsbeispiels ist in Fig.2 dargestellt und besteht aus folgenden Komponenten: (Das Rohr 4 mit Schweißnaht 8 ist ebenfalls dargestellt.) - dem Feldsensor 5 (in unserem Fall ein Hall - Element, andere Aufnehmer sind wie bereits gesagt möglich), - der Ansteuerelektronik 7 für den Sensor 5 (Konstantstromquelle), - einem Signalverstärker (Wechselspannungsverstärker) zur Erhöhung'des vom Sensor gelieferten Signalpegels, - einem Maximalwertspeicher zur Bestimmung des Streufeldmaximums, - einem analogen Comparator zum Vergleichen des momentanen Streufeldsignals mit dem vorher gespeicherten Maximalwert, - einem Ausgangsschaltverstärker für die Erzeugung eines galvanisch entkoppelten Ausgangssignals und - einer Steuerlogik für den Funktionsablauf.The measuring electronics 6 of the embodiment is shown in FIG and consists of the following components: (The pipe 4 with weld 8 is also shown.) - the field sensor 5 (in our case a Hall element, other sensors are possible as already said), - the control electronics 7 for the sensor 5 (constant current source), - a signal amplifier (AC voltage amplifier) to increase the output from the sensor supplied signal level, - a maximum value memory for determining the maximum stray field, - an analog comparator to compare the current stray field signal with the previously stored maximum value, - an output switching amplifier for generation a galvanically decoupled output signal and - a control logic for the functional sequence.
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DE3234396A1 true DE3234396A1 (en) | 1984-03-22 |
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DE19823234396 Ceased DE3234396A1 (en) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | Method and device for determining the position of a tube seam |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3234396A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0828136A1 (en) * | 1996-08-31 | 1998-03-11 | MFB Werkzeugsysteme und Anlagen GmbH | Method and apparatus for determining the angular position of substantially cylindrical bodies |
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1982
- 1982-09-16 DE DE19823234396 patent/DE3234396A1/en not_active Ceased
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0828136A1 (en) * | 1996-08-31 | 1998-03-11 | MFB Werkzeugsysteme und Anlagen GmbH | Method and apparatus for determining the angular position of substantially cylindrical bodies |
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