DE4008300C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft sowohl ein Verfahren als auch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen zerstörungsfreien Untersu­ chung von stangenförmigen Prüflingen aus Eisen enthaltenden Werkstoffen im Durchlaufverfahren nach Fehlern aufgrund von vorgegebenen Standards entsprechend den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.

Stangenförmige Prüflinge, insbesondere in Form von Rohren, werden zur Absicherung der in entsprechenden Spezifikationen beschriebenen Qualitätsmerkmale im Durchlaufverfahren nach vorgegebenen Standards auf Fehler hin untersucht. Die hier­ bei überwiegend angewendeten Prüfverfahren beruhen einer­ seits auf der Magnetinduktion und andererseits auf der Akustik (DE 36 22 500 C2; EP 01 63 556 B1).

In beiden Fällen wird eine mit einem Prüfblock gekoppelte Prüfelektronik zunächst mit Hilfe eines Prüfnormals kali­ briert, das mit künstlichen Fehlern definierter Größe ausge­ stattet ist. Wenn das Prüfnormal in den Prüfblock einge­ bracht wird, erzeugen die künstlichen Fehler durch Änderung des Magnetfelds (magnetinduktives Verfahren) bzw. durch Reflexion (akustisches Verfahren) charakteristische Sig­ nale. Die Amplitudenhöhe dieser Signale wird durch geeignete Stellglieder in der Prüfelektronik so eingerichtet, daß zwei Ansprechbereiche gebildet werden, die jeweils einer bestimm­ ten Sortiermulde zugeordnet sind. Eine Sortiermulde nimmt die für gut befundenen und die andere Sortiermulde die mit Fehlern behafteten Prüflinge auf.

Die in der Regel in einer auch als Materialpuffer dienenden Abrufstation befindlichen Prüflinge (z. B. Rohre) werden nacheinander von der Abrufstation auf einen Rollgang verla­ gert und auf diesem mit einer definierten Translationsge­ schwindigkeit durch den Prüfblock transportiert. Alle Prüf­ linge, die dann im Prüfsystem Prüfblock-Prüfelektronik Sig­ nale mit einer Amplitudenhöhe erzeugen, die gleich oder größer als die der Amplitudenhöhe des Prüfnormals ist, wer­ den nach dem Verlassen des Prüfblocks in der Sortiermulde für die Ausfallprüflinge abgelegt. Diejenigen Prüflinge, welche keine oder eine kleinere Amplitudenhöhe als die des Prüfnormals hervorrufen, werden hingegen in der Sortiermulde für die fehlerfreien Prüflinge abgelegt.

Die Praxis hat nun gezeigt, daß sich unter den Ausfallprüf­ lingen ein relativ hoher Anteil befindet, bei dem während der Prüfung nur Pseudofehler signalisiert worden sind. Um diesem Sachverhalt Rechnung zu tragen, werden in aller Regel die Ausfallprüflinge auf derselben Prüfvorrichtung unter Beibehaltung der Prüfbedingungen einer nochmaligen Untersu­ chung unterzogen, um hierbei möglichst alle während des voraufgegangenen Prüfdurchgangs signalisierten Pseudofehler zu eliminieren. Pseudofehler können durch externe Störein­ flüsse, wie z. B. Steuerimpulse, durch Schaltvorgänge aus­ gelöste Induktionen, durch ungleichmäßige und/oder unruhige Translation, durch eine außermittige Führung oder auch durch von außen einwirkende Schläge bzw. Stöße auf die Prüflinge entstehen. Derartige Störeinflüsse erzeugen in der Prüfelek­ tronik Impulse, die in der Auswerteelektronik als Fehler­ signal bewertet werden und die Prüflinge dann als fehlerhaft identifizieren.

Nachteilig an dem bekannten Verfahren und den dabei zur Anwendung gelangenden Vorrichtungen ist in der Hauptsache die in zeitlichen Abständen zu der Erstprüfung stattfindende Wiederholungsprüfung. Abgesehen davon, daß nicht nur jeder Ausfallprüfling noch einmal als solcher besonders gekenn­ zeichnet einem Qualitätstest unterzogen werden muß, wozu entsprechende Transportmittel und Transportwege mit Puffer­ zonen bereitgestellt werden müssen, hat die Wiederholungs­ prüfung insbesondere bei verketteten Produktionsanlagen erhebliche negative Auswirkungen auf die der Prüfvorrichtung vor- oder nachgeschalteten Produktionsaggregate, wenn die Prüfvorrichtung in eine taktmäßig fixierte Produktionslinie integriert ist. Außerdem kann im bekannten Fall auch keine exakte Wechselbeziehung zwischen den von der Prüfelektronik angezeigten Signalen und den diversen Fehlertypen an den Prüflingen hergestellt werden. Eine auf bestimmte Fehler­ typen abgestellte Nachbearbeitung der als fehlerhaft iden­ tifizierten Prüflinge ist im wesentlichen ausgeschlossen.

Durch die DE-OS 35 08 325 ist eine Vorrichtung zur Prüfung auf Werkstoffverwechslung bekannt, bei welcher langgestreckte metallische Werkstücke im Taktverfahren mindestens zwei im Abstand hintereinander liegenden Meßstellen quer zugeführt werden. Die Meßstellen enthalten jeweils eine Werkstückhalterung, eine Abfunksonde, ein Spektrometer sowie einen den Prüfvorgang auslösenden Schalter. Des weiteren ist eine Auswerteeinheit zum Vergleich eines aufgenommenen Werkstoffspektrums mit einem Referenzspektrum vorhanden.

Wird in der ersten Meßstelle festgestellt, daß das Spektrum des jeweiligen Prüflings mit dem Referenzspektrum übereinstimmt, passiert der Prüfling die zweite Meßstelle ohne eine weitere Prüfung.

Bei einer Abweichung des Ist-Spektrums vom Soll-Spektrum wird über die Auswerteeinheit auch die zweite Meßstelle aktiviert und hier nochmals eine Vergleichsprüfung vorgenommen. Wird auch an dieser Meßstelle keine Übereinstimmung der beiden Spektren festgestellt, wird der entsprechende Prüfling aussortiert.

Bei dieser bekannten Vorrichtung werden folglich keine Prüflinge zur Absicherung der in entsprechenden Spezifikationen beschriebenen Qualitätsmerkmale im Durchlaufverfahren nach vorgegebenen Standards auf Fehler hin untersucht.

Die DE-OS 23 48 787 offenbart ein Verfahren, bei dem ein definiertes Signal, welches durch die Produktform hervorgerufen wird, gezielt unterdrückt wird. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht darin, daß das Signal über die gesamte Prüflingslänge ansteht und somit ein charakteristisches Merkmal des Produkts selber ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Verfahren bzw. die im Oberbe­ griff des Anspruchs 2 definierte Vorrichtung so zu verbes­ sern, daß unter Sicherstellung einer zumindest mittelbaren Signal-Fehler-Korrelation eine Wiederholungsprüfung vermie­ den und dadurch das wirtschaftliche Ausbringen pro Zeitein­ heit erhöht werden kann.

Die Lösung dieses Problems besteht nach der Erfindung hin­ sichtlich des verfahrensmäßigen Teils in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und in bezug auf den gegenständ­ lichen Teil in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2.

Der Abstand der in Reihe hintereinander angeordneten und mechanisch entkoppelten Prüfblöcke wirkt sich auf die Bau­ länge bzw. auf die Konzeption der gesamten Prüflinie und die einzusetzende Prüf- und Auswerteelektronik aus. Selbstver­ ständlich sind die beiden Prüfblöcke abstandsveränderbar.

Wird nunmehr ein Prüfling, z. B. ein Rohr, durch die Prüf­ linie geführt und von dem Prüfling im ersten Prüfblock kein Fehlersignal erzeugt, so durchläuft der Prüfling den zweiten Prüfblock, ohne daß dieser aktiviert wird. Nach dem Ver­ lassen des zweiten Prüfblocks gelangt der Prüfling durch entsprechende Kopplung der Prüfelektronik mit der nachge­ schalteten Sortierstation in die Gutmulde.

Erzeugt ein Prüfling im ersten Prüfblock ein Fehlersignal, das innerhalb der Prüfelektronik nach Signalart und Signal­ ort differenziert wird, so führt dies zu einer Aktivierung des zweiten Prüfblocks. Durchläuft nun der Prüfling den zweiten Prüfblock, so müßte zur Bestätigung des Fehlersig­ nals durch die Prüfelektronik sowohl die Signalart als auch der Signalort, bezogen auf die Länge des Prüflings, bestä­ tigt werden.

Werden die im ersten Prüfblock ermittelte Signalart und der Signalort von dem zweiten Prüfblock nicht bestätigt, so wird das in der Prüfelektronik anstehende Fehlersignal gelöscht und der Prüfling der Gutmulde zugeführt. Die Erfindung geht in diesem Fall davon aus, daß während der Prüfung im ersten Prüfblock entweder externe Störeinflüsse vorlagen oder es sich um einen Pseudofehler handelte.

Treten hingegen in beiden Prüfblöcken unterschiedliche Sig­ nalarten auf, so wird das Fehlersignal der jeweils höheren Reproduzierbarkeit bewertet und der Prüfling entweder der­ jenigen Ausfallmulde zugeleitet, welche hinsichtlich der Nacharbeitsfähigkeit des Prüflings auf die vorerwähnte Re­ produzierbarkeit abgestimmt ist oder der Ausfallmulde, die den nicht mehr nacharbeitsfähigen Ausschuß aufnimmt.

Ein bedeutender Vorteil der Erfindung ist zunächst der Sach­ verhalt, daß eine erhebliche Erhöhung der Prüfkapazität erzielt wird, da die Prüflinge in einem einzigen Prüfdurch­ gang einer Mehrfachprüfung unterzogen werden. Dieser enorme wirtschaftliche Vorteil macht sich insbesondere bei verket­ teten Produktionslinien bemerkbar, in welche die erfindungs­ gemäße Prüfvorrichtung integriert sein kann. Die Kapazitäts­ erhöhung entspricht dabei der Menge, die ohne Einsatz der Erfindung einer Wiederholungsprüfung unterzogen würde.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Unterscheidungs­ möglichkeit nach echten (reproduzierbaren) und unechten (nicht reproduzierbaren) Fehlersignalen durch die besondere logische Verknüpfung der beiden Prüfblöcke mit der Prüfelek­ tronik. Auch können durch die Prüflogik externe Störeinflüsse weitgehend kompensiert und es kann eine starke Reduzierung des Pseudoausfalls erreicht werden. Darüber hinaus ist eine einwandfreie Selektion von Grenzfehlern durch die Errichtung von Mehrfachschwellen in den Prüfblöcken bzw. in der Prüf­ elektronik erreichbar. Schließlich kann eine verbesserte Aussage über die Qualität der Prüflinge sowie über die Qua­ lität der Prüfung an sich durch eine eingebaute Redundanz erreicht werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Mit 1 ist in der Zeichnung eine Abrufstation bezeichnet, in der sich mehrere Prüflinge in Form von Rohren befinden. Die Abrufstation 1 bildet auch einen Materialpuffer, wenn sie in eine verkettete Produktionsanlage eingegliedert ist.

In Längsrichtung der Abrufstation 1 erstreckt sich ein ge­ schwindigkeitsregulierbarer Rollgang 2 bis zu einer Sortier­ station 3. Die Sortierstation 3 umfaßt eine Gutmulde 4, eine Ausfallmulde 5 für einen nacharbeitsfähigen Fehlertyp A eines Prüflings, eine Ausfallmulde 6 für einen nacharbeits­ fähigen Fehlertyp B eines Prüflings sowie eine Ausfallmulde 7 für nicht mehr nacharbeitsfähige, also zum Ausschuß zäh­ lende Prüflinge.

Zwischen der Abrufstation 1 und der Sortierstation 3 sind im Verlauf des Rollgangs 2 zwei Prüfblöcke 8, 9 mit einem Ab­ stand X in Reihe hintereinander angeordnet. Die beiden ab­ standsveränderbaren Prüfblöcke 8, 9 sind einerseits unter­ einander mechanisch entkoppelt und andererseits mit einer sowohl die Signalart als auch den Signalort an einem Prüf­ ling, bezogen auf die Prüflingslänge, bewertenden Prüfelek­ tronik 10 logisch verknüpft.

Gelangt ein Prüfling von der Abrufstation 1 auf den Rollgang 2, so wird der Prüfling durch den Rollgang 2 zunächst durch den Prüfblock 8 bewegt. Erzeugt der Prüfling im Prüfblock 8 kein Fehlersignal, so bleibt der nachgeschaltete Prüfblock 9 inaktiviert und der Prüfling wird nach Erreichen der Sor­ tierstation 3 in die Gutmulde 4 abgelegt. Dies geschieht durch eine entsprechende Verknüpfung der Sortierstation 3 mit der Prüfelektronik 10.

Erzeugt der Prüfling im ersten Prüfblock 8 ein Fehlersignal, das innerhalb der Prüfelektronik 10 nach Signalart und Sig­ nalort differenziert wird, so wird auch der nachgeschaltete Prüfblock 9 aktiviert. Durchläuft der Prüfling nun den nach­ geschalteten Prüfblock 9, so muß in diesem sowohl die Signal­ art als auch der Signalort, bezogen auf die Länge des Prüf­ lings, bestätigt werden.

Werden die durch den ersten Prüfblock 8 ermittelte Signalart und Signalort von dem zweiten Prüfblock 9 nicht bestätigt, so wird das in der Prüfelektronik 10 anstehende Fehlersignal gelöscht und der Prüfling ebenfalls in der Gutmulde 4 der Sortierstation 3 abgelegt. In diesem Fall ist davon auszu­ gehen, daß während der Prüfung im ersten Prüfblock 8 entwe­ der externe Störeinflüsse vorlagen oder es sich um einen Grenzfehler handelte.

Treten bei der Prüfung in beiden Prüfblöcken 8, 9 unter­ schiedliche Signalarten auf, so wird der Prüfling mit dem Fehlersignal der höheren Reproduzierbarkeit bewertet und in der entsprechenden Ausfallmulde 5-6 oder der Ausschuß aufnehmenden Ausfallmulde 7 abgelegt.

Das Kalibrieren der Prüfelektronik 10 geschieht im Einricht­ betrieb dadurch, daß ein mit künstlichen Fehlern definierter Größe versehenes Prüfnormal in die Prüfblöcke 8, 9 einge­ bracht wird. Hierbei erzeugen die künstlichen Fehler durch Änderung des Magnetfelds beim magnetinduktiven Verfahren bzw. durch Reflexion beim akustischen Verfahren charakte­ ristische Signale, deren Amplitudenhöhe durch Stellglieder in der Prüfelektronik 10 verändert werden kann. In der Regel wird die Amplitudenhöhe durch Änderung der Geräteempfind­ lichkeit so gewählt, daß bei Erreichen der gestaffelten Ansprechschwellen die nachgeschaltete Gutmulde 4 bzw. die Ausfallmulden 5-7 angesteuert werden.

Claims (2)

1. Verfahren zur kontinuierlichen zerstörungsfreien Unter­ suchung von stangenförmigen Prüflingen aus Eisen enthalten­ den Werkstoffen im Durchlaufverfahren nach Fehlern aufgrund von vorgegebenen Standards, bei welchem die Prüflinge mit definierter Translationsgeschwindigkeit durch einen mit einer Prüfelektronik (10) gekoppelten Prüfblock (8) bewegt, in diesem fortlaufend gegen vorab in der Prüfelektronik (10) kalibrierte künstliche Fehler definierter Größe verglichen und nach dem Verlassen des Prüfblocks (8) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Vergleichsprüfung klassifiziert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüflinge durch mindestens zwei in Reihe hintereinander angeordnete, miteinander sowie mit der Prüfelektronik (10) logisch verknüpfte Prüfblöcke (8, 9) bewegt, dabei sowohl hinsichtlich der Signalart als auch des Signalorts eines Fehlertyps, bezogen auf die Länge des jeweiligen Prüflings, bewertet werden und nach dem Verlassen des zweiten Prüfblocks (9) entweder hinsichtlich der in Bezug auf ihre Signalcharakteristik differenzierten Fehlertypen sortiert oder für gut befunden abgelegt werden.

2. Vorrichtung zur kontinuierlichen zerstörungsfreien Unter­ suchung von stangenförmigen Prüflingen aus Eisen enthalten­ den Werkstoffen im Durchlaufverfahren nach Fehlern aufgrund von vorgegebenen Standards, die eine Abrufstation (1) für die Prüflinge, eine durch einen geschwindigkeitsregulierbaren Rollgang (2) mit der Abrufstation (1) verbundene Sortierstation (3) und einen im Längsverlauf des Rollgangs (2) angeordneten Prüfblock (8) aufweist, der mit einer hinsichtlich künstlicher Fehler definierter Größe der Prüflinge kalibrierbaren Prüfelektronik (10) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prüfblock (8) im Verlauf des Rollgangs (2) ein weiterer vom ersten Prüfblock (8) mechanisch entkoppelter Prüfblock (9) in Reihe nachgeordnet ist, wobei die beiden Prüfblöcke (8, 9) untereinander und mit der sowohl die Signalart als auch den Signalort, bezogen auf die Prüflingslänge, bewertenden Prüfelektronik (10) logisch verknüpft sind, und daß die Sortierstation (3) mit zumindest einer Gutmulde (4) sowie mit mehreren auf verschiedene Fehlertypen an den Prüflingen abgestimmten Ausfallmulden (5-7) versehen ist.