DE3704381A1

DE3704381A1 - Stegplattenpruefung

Info

Publication number: DE3704381A1
Application number: DE19873704381
Authority: DE
Inventors: Alexander Gausa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-02-12
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1988-08-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Strangpreßprofilen, insbesondere transparenten Strangpreßprofilen, wie Wellglas- oder Stegplatten, auf Abweichungen der Querschnittsform von einem vorgegebenen Wert, bei dem die Strangpreßprofile im Anschluß an das Extrudieren abgelängt werden.

Beim Extrudieren von Strangpreßprofilen treten immer wieder Fehler auf, die zu einer Veränderung des Profilquerschnittes führen, so daß eine kontinuierliche Überwachung erforderlich ist. Bei opaken Strangpreßprofilen ist es üblich, dem Profilquerschnitt ggf. in vergrößerter Form auf das Abbild des vorgegebenen Querschnittes zu projezieren und die dabei zwischen den Bildern auftretenden Abweichungen zu kontrollieren und für eine Auswertung zu benutzen. Bei transparenten Materialien ist diese Art der Auswertung nicht gegeben, da bei der Beleuchtung das Licht in das zu prüfende Strangpreßprofil eintritt, es somit als Lichtleiter funktioniert, wodurch kein klares Profilabbild zustande kommt.

Da somit bei der Stegplattenprüfung größere Schwierigkeiten auftreten, wird die Erfindung nachstehend am Beispiel der Stegplattenprüfung abgehandelt, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.

Wegen der bekannten Schwierigkeiten der Lichtleitung in transparenten Materialien ist bereits vorgeschlagen worden, im Durchlichtverfahren zu arbeiten und die Oberfläche einer Stegplatte mit einem fliegenden Lichtpunkt abzutasten und das dabei an der Unterseite der Stegplatte austretende Licht aufzufangen und auszuwerten. Durch diese Auswertung ergibt sich, erkennbar auf dem Monitor, ein gleichmäßiges Muster, das im Bereich der Stege Spitzen anzeigt, da hier eine höhere Absorption des Lichtes erfolgt. Aus der Breite dieser Spitzen läßt sich auf Verformungen oder Winkelverschiebungen der Stege schließen. Exakte Werte können jedoch nicht ermittelt werden, d. h. es ist unklar, ob eine Stegverschiebung unter einem Winkel nach rechts oder einem Winkel nach links oder ob eine Verformung des Steges die Ursache für die Verbreiterung der Spitze, die im Monitor angezeigt wurde, ist. Dieses Verfahren erlaubt auch keine Aussage darüber, ob die Deckschichten der Stegplatte plan sind oder ggf. eine Welle aufweisen. Eine Aussage, die auch für evtl. vorhandene Mittelschichten gilt.

Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Prüfverfahren aufzuzeigen, das es ermöglicht, exakt jeden beliebigen Querschnitt eines Strangpreßprofiles, insbesondere eines transparenten Strangpreßprofiles, auf Abweichungen vom vorgegebenen Sollwert zu prüfen.

Bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum Prüfen von Strangpreßprofilen wird diese Aufgabe durch die Kombination folgender Verfahrensschritte gelöst. Die abgelängten, extrudierten Strangpreßprofile werden um 90 Grad gedreht und parallel zueinander ausgerichtet. Die Stirnflächen der Strangpreßprofile werden an einer Prüfvorrichtung in gleichbleibendem Abstand vorbeibewegt, wobei die Bewegung der Strangpreßprofile durch einen Drehgeber gemessen wird. Die Impulse des Drehgebers werden in einen Speicher eingetragen. Die Stirnflächen der Strangpreßprofile werden unter einem Winkel zwischen 45 und 135 Grad zur Horizontalen und einem Winkel zwischen 45 und 135 zur Vertikalen abgetastet. Die bei dieser Prüfung aufgenommenen von den Kanten herrührenden Impulse werden ebenfalls in einen Speicher eingetragen und als Meßwerte in einem X/Y-Koordinatensystem ausgerichtet. Die so ermittelten Meßwerte werden mit den vorgegebenen Sollwerten verglichen. Dabei werden Abweichungen angezeigt und das Überschreiten einer wählbaren Toleranzgrenze löst ein Signal aus.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Abtastung mit einer Zeilenkamera, wobei der Querschnitt des Strangpreßprofiles, also dessen Stirnflächen, mit diffusem Licht ausgeleuchtet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Abtastung mittels eines fliegenden Lichtpunktes, wobei das reflektierte Licht über einen Fotomultiplier aufgefangen und ausgewertet wird.

Dadurch, daß die extrudierten Strangpreßprofile abgelängt und parallel zueinander ausgerichtet werden, ist es möglich, in einem kurzen Zeitraum eine Vielzahl von Querschnitten zu überprüfen, wenn sie an der Prüfvorrichtung vorbeibewegt werden. In Abhängigkeit von der Profillänge, die im allgemeinen 6 m nicht überschreitet, kann man sehr bald eine Aussage über eine Profilveränderung machen. Da die Strangpreßprofile immer abgelängt werden müssen und im allgemeinen genormte Längen als Standardlängen geliefert werden, fällt für diesen Verfahrensschritt kein zusätzlicher Arbeitsaufwand an. Die Bewegungsgeschwindigkeit der um 90 Grad gedrehten Strangpreßprofile wird durch einen Drehgeber erfaßt, dessen Impulse ein Rastermaß für die Lage der einzelnen Querschnittsbereiche des Strangpreßprofils, also im Fall der Stegplatten der Stege und der Deck und Mittelschicht, geben. Dadurch ist eine exakte Zuordnung der auftretenden Fehler zur jeweiligen Lage möglich.

Durch die Anordnung des Abtastaggregates um einen von 90 Grad zur Stirnfläche der Strangpreßprofile abweichenden Winkel, der vorzugsweise zwischen 45 und 135 zur Horizontalen sowie 45 und 135 zur Vertikalen liegt, ergeben sich schärfere Kontraste und noch ausgleichbare Verzerrungen zwischen den Freiflächen und dem massiven Querschnitt des Strangpreßprofils, so daß starke Kantenimpulse empfangen werden. Durch das Ausrichten dieser Impulse als Meßwerte in einem X/Y-Koordinatensystem ergeben sich Werte, die mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden können. Der Sollwert kann durch eine parallel zur Prüfabtastung verlaufende Bezugsabtastung ermittelt werden. Im Falle der Abtastung mittels eines Spiegelrades kann dazu der Abtaststrahl aufgeteilt werden, so daß er über ein stationär angeordnetes fehlerfreies Stück des entsprechenden Strangpreßprofils geführt wird. Analog dazu kann bei der Abtastung mit einer Zeilenkamera verfahren werden. In diesem Fall muß eine zweite Kamera installiert werden, die kontinuierlich ihre Werte von dem Referanzprofil erhält, es können aber auch die entsprechenden Werte direkt von einer Zeichnung in den Speicher eingegeben und fix gespeichert werden. In diesem Falle ist allerdings für jedes zu prüfende Strangpreßprofil eine neue Speicherung erforderlich, wohingegen im erstgenannten Fall nur ein neues Kontrollprofil in eine zweite Abtastebene einzubringen ist.

Da jedes technische Produkt nicht mit absoluter Genauigkeit gefertigt werden kann, sondern stets Toleranzgrenzen vorgesehen sind, innerhalb derer ein Produkt akzeptiert wird, sieht die Erfindung vor, daß die Abweichungen vom Sollwert angezeigt werden und erst bei Überschreiten einer wählbaren Toleranzgrenze ein Signal ausgelost wird. Die Toleranzgrenzen sind dabei frei wählbar und damit an das jeweilige Produkt anpaßbar. Das Fehlersignal als solches kann eine optische und/oder akustische Vorrichtung betätigen, also einen Alarm auslösen, es kann aber auch gleich zur Aussortierung der fehlerhaften Stücke benutzt werden, also eine Weiche schalten, die die fehlerhafte Stegplatte zum Ausschußstapel oder zum Stapel für zweite Wahl gelangen läßt.

Die Abtastung selbst erfolgt bevorzugt in einer Zeilenkamera, wobei der Querschnitt des Strangpreßprofiles mit diffusem Licht beleuchtet wird.

Durch die Verwendung von diffusem Licht wird sichergestellt, daß keine Schattenwirkung auftritt und damit nicht unfreiwillig Kantenimpulse ausgelöst werden, die als solche nicht vorhanden sind. Mit modernen Zeilenkameras kann dabei eine Auflösung von ca. 2000 Punkte pro Scan erreicht werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Abtastung mit einem fliegenden Lichtpunkt erfolgt und das reflektierte Licht aufgefangen und ausgewertet wird.

Die Abtastung mit einem fliegenden Lichtpunkt ergibt eine höhere Auflösung, die beim 2- bis 5-fachen der Auflösung mittels einer Zeilenkamera liegen kann, sie ist daher besonders für Strangpreßprofile geeignet, die eine äußerst feine Struktur aufweisen und damit an die Genauigkeit extrem hohe Anforderungen stellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt als perspektivische Skizze eine Prüfvor richtung, die mit fliegendem Lichtpunkt ar beitet,

Fig. 2 eine Prüfvorrichtung, die mit diffusem Licht und Zeilenkamera arbeitet,

Fig. 3 bis 5 Ausschnitte aus Stirnflächen von Stegplatten, die typische Fehler aufweisen.

Die abgelängten Strangpreßprofile (1) werden mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung auf den Zuführtisch (7) geschoben, an den sich das Förderband (8) anschließt. Das Förderband (8) wird über eine Zugwalze (9) angetrieben und umschlingt eine Umlenkwalze (10). Zwischen der Zugwalze (9) und der Umlenkwalze (10) sind Stützflächen (11) angeordnet, die das Förderband (8) in seiner Position halten.

Mit dem Förderband (8) in Eingriff steht der Drehgeber (3), der gemäß einer anderen Ausgestaltung als Drehgeber (3′) auch von der Umlenkwalze (10) angetrieben werden kann. Der Drehgeber (3) bzw. (3′) ist mit dem Rechner (12) verbunden und liefert entsprechend der Geschwindigkeit, mit der das Förderband (8) bewegt wird, Impulse, die im Rechner (12) den Reflektionsimpulsen zugeordnet werden.

Wie Fig. 1 zu entnehmen, beaufschlagt ein Laserstrahl (13) aus einem Heliumneonlaserstrahler (14) das Spiegelrad (15) auf der Welle eines Motors (16) und bildet auf den einzelnen Spiegeln (17) einen Punkt ab, der durch die Drehbewegung des Spiegelrades als Abtastlinie (28) über die Stirnfläche (2) des Strangpreßprofils (1) geführt wird. Von den Stegen (18) der Deckschicht (19), der Mittelschicht (20) und der Unterschicht (21) wird die als Abtaststrahl (13′) auftreffende Strahlung als Reflektionsstrahl (13′′) reflektiert, wobei besonders beim Eintritt des Abtaststrahles (13′) in die Profilkanten (30) der Schichten (19, 20, 21) bzw. Stege (18) und beim Austritt aus den Profilkanten (30) hohe Helligkeitsunterschiede erzeugt werden, die von einem Fotomultiplier (22) aufgenommen, in Impulse umgesetzt und dem Rechner (12) zugeführt werden. Im Rechner (12) befindet sich der Speicher (4), der nach Ausrichten dieser Impulse in einem X/Y-Koordinatensystem diese als Meßwerte speichert. Gleichzeitig werden die Meßwerte mit dem vorgegebenen Sollwert verglichen und ggf. auf dem Monitor (6) angezeigt.

Analog kann die Abtastung mit einer Zeilenkamera (5) - Fig. 2 - erfolgen, wobei der von der Zeilenkamera (5) erfaßte Bereich mit diffusem Licht durch eine Leuchtstofflampe (23) ausgeleuchtet wird. Statt einer Leuchtstofflampe (23) kann auch eine punktförmige Lichtquelle eingesetzt werden, in diesem Fall ist jedoch eine Aufweitung des punktförmigen Lichtes und das Vorschalten eines Diffusors erforderlich.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen Fehlerformen, die bei normaler Betrachtung der Deckschicht (19) oder der Unterschicht (21) des Strangpreßprofiles (1) nicht erfaßt werden können. So ist in Fig. 3 eine Welle (24) im Bereich der Mittelschicht (20) dargestellt. Fig. 4 zeigt gewölbte Stege (25) und einen geknickten Steg (26), Fig. 5 einen aus seiner Position verschobenen schiefwinkligen Steg (27). Durch die diagonal über die Stirnfläche (2) verlaufende Abtastlinie (28) - wobei die Abtastung mit der Zeilenkamera (5) der Einfachheit halber auch als Abtastlinie angenommen wird - erstreckt sich über die Deckschicht (19) und die Unterschicht (21) hinaus, so daß durch den Transport der Strangpreßprofile (1) in Richtung des Pfeiles (29) die komplette Stirnfläche (2) abgetastet wird.

Claims

1. Verfahren zum Prüfen von Strangpreßprofilen, insbesondere transparenten Strangpreßprofilen, wie Wellglas- oder Stegplatten, auf Abweichungen der Querschnittsform von einem vorgegebenen Wert, bei dem die Strangpreßprofile im Anschluß an das Extrudieren abgelängt werden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:

a) die abgelängten, extrudierten Strangpreßprofile werden um 90 Grad gedreht und parallel zueinander ausgerichtet,
b) die Stirnflächen der Strangpreßprofile werden an einer Prüfvorrichtung in gleichbleibendem Abstand vorbeibewegt,
c) die Bewegung der Strangpreßprofile wird durch einen Drehgeber gemessen,
d) die Impulse des Drehgebers werden in einen Speicher eingetragen,
e) die Stirnflächen werden unter einem Winkel α zwischen 45 und 135 Grad zur Horizontalen und einem Winkel β zwischen 45 und 135 Grad zur Vertikalen abgetastet,
f) die bei der Prüfung aufgenommenen, von den Profilkanten herrührenden Impulse werden in einen Speicher eingetragen und als Meßwerte in einem X-/Y-Koordinatensystem ausgerichtet,
g) die ermittelten Meßwerte werden mit den vorge gegebenen Sollwerten verglichen,
h) auftretende Abweichungen werden angezeigt,
j) dabei löst das Überschreiten von Toleranzgrenzen ein Fehlersignal aus.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung mit einer Zeilenkamera erfolgt und der Querschnitt des Strangpreßprofiles mit diffusem Licht ausgeleuchtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung mit einem fliegenden Lichtpunkt erfolgt und das reflektierte Licht aufgefangen und ausgewertet wird.