IT8922163A1

IT8922163A1 - METHOD AND EQUIPMENT TO DETECT THE THICKNESS OF THE COATING OF A METALLIC SURFACE.

Info

Publication number: IT8922163A1
Application number: IT1989A22163A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Masotti
Original assignee: Electronic Systems Spa
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1991-04-27
Also published as: IT1236768B; IT8922163A0

Description

La presente invenzione propone un metodo e la relativa apparecchiatura per rilevare con precisione lo spessore di uno strato di rivestimento applicato ad una superficie metallica. The present invention proposes a method and related apparatus for accurately detecting the thickness of a coating layer applied to a metal surface.

In particolare il metodo secondo l'invenzione pu? trovare validamente applicazione negli impianti di verniciatura, oppure nei trattamenti di preverniciatura oppure nel settore della applicazione di materiali plastici di protezione ad un supporto metallico o per rilevare direttamente sui cilindri di una calandra lo spessore del materiale prodotto. In particular, the method according to the invention can? validly find application in painting systems, or in pre-painting treatments or in the sector of the application of protective plastic materials to a metal support or to detect the thickness of the material produced directly on the cylinders of a calender.

Il metodo secondo l'invenzione consente di controllare lo spessore del rivestimento entro tolleranze estremamente ristrette dell'ordine del micron. The method according to the invention allows to control the thickness of the coating within extremely narrow tolerances of the order of a micron.

Sono numerosi i settori dell'industria nei quali si rende necessario applicare un rivestimento ad un supporto metallico e controllare con precisione lo spessore di questo rivestimento. There are many industrial sectors in which it is necessary to apply a coating to a metal support and to precisely control the thickness of this coating.

A titolo di esempio si possono citare i trattamenti di preverniciatura e verniciatura di superifici metalliche, l'applicazione di un rivestimento protettivo, ad esempio un rivestimento antiossidante oppure un rivestimento isolante sempre a parti metalliche ecc.. By way of example, we can mention the pre-painting and painting treatments of metal surfaces, the application of a protective coating, for example an antioxidant coating or an insulating coating always on metal parts, etc.

Per alcune particolari applicazioni ? necessario controllare con la massima precisione lo spessore di questo rivestimento e a tale scopo sono note apparecchiature che comprendono una camera di ionizzazione con una sorgente di raggi beta, montata su un supporto che percorre la superficie da rilevare. For some particular applications? It is necessary to control the thickness of this coating with the utmost precision and for this purpose apparatuses are known which comprise an ionization chamber with a source of beta rays, mounted on a support which runs along the surface to be detected.

I raggi, diretti verso la superficie da rilevare, vengono riflessi e attenuati pi? o meno in funzione dell'assorbimento del materiale di rivestimento applicato. The rays, directed towards the surface to be detected, are reflected and attenuated more? or not depending on the absorption of the applied coating material.

Un apparecchio rilevatore che si muove assieme alla sorgente di raggi beta misura la quantit? di raggi riflessi, producendo un segnale funzione dello spessore del rivestimento applicato, segnale che viene opportunamente elaborato ed inviato ad un visualizzatore o ai dispositivi di controllo della macchina. A detector device that moves with the beta ray source measures the quantity? of reflected rays, producing a signal which is a function of the thickness of the applied coating, a signal which is suitably processed and sent to a display or to the control devices of the machine.

Queste apparecchi ature note oresentano per? notevolissimi inconvenienti. These known ature appliances orsent for? very notable drawbacks.

Risulta infatti? estremamente difficile se non praticamente impossibile schermare completamente le zone circostanti la macchina, con conseguente pericolo di danni per gli utilizzatori che si trovano nelle immediate circostanze. -? It turns out in fact? extremely difficult if not practically impossible to completely shield the areas surrounding the machine, with consequent danger of damage for users who are in the immediate circumstances. -?

Queste apparecchiature, inoltre, comportano una serie di problemi anche quando vengono smantellate, in quanto occorre provvedere allo smaltimento delle sostanze pericolose delle quali si fa uso. Furthermore, these devices involve a series of problems even when they are dismantled, as it is necessary to dispose of the dangerous substances used.

In aggiunta a quanto sopra, queste apparecchiature note hanno un grado di precisione che per alcune applicazioni spinte, nelle quali ? richiesto una tolleranza non superiore ad 1 o 2 micron risulta insufficiente. In addition to the above, these known apparatuses have a degree of precision that for some extreme applications, in which? a tolerance not exceeding 1 or 2 microns required is insufficient.

E' pertanto sentita l'esigenza di mezzi che consentano di rilevare lo spessore del rivestimento applicato ad una superficie metallica con sufficiente precisione, vale a dire entro tolleranze non superiori ad 1 o 2 micron, che sia semplice da utilizzare e che soprattutto non comporti rischi per le persone. The need is therefore felt for means that allow to detect the thickness of the coating applied to a metal surface with sufficient precision, i.e. within tolerances not exceeding 1 or 2 microns, which is easy to use and above all does not involve risks. for the people.

A tale scopo la presente invenzione propone un metodo e la relativa apparecchiatura, che prevede la scansione della superficie per mezzo di un misuratore di distanza a raggio laser accoppiato ad un sensore magnetico di prossimit? . For this purpose, the present invention proposes a method and the relative apparatus, which provides for the scanning of the surface by means of a laser beam distance meter coupled to a magnetic proximity sensor. .

Il raggio laser, riflesso dalla superficie del rivestimento, consente di fornire l'esatta misura dalla distanza di quest'ultimo, mentre il sensore di prossimit?, nei confronti del quale il rivestimento risulta trasparente, rileva la distanza della superifice metallica. The laser beam, reflected from the surface of the coating, allows to provide the exact distance of the latter, while the proximity sensor, towards which the coating is transparent, detects the distance of the metal surface.

La differenza fra queste due misure d? con esattezza lo spessore del rivestimento. The difference between these two measures d? exactly the thickness of the coating.

Entrambi questi dispositivi, laser e sensore di prossimit?, forniscono risultati estremamente precisi, con scarti dell'ordine di circa 0,5 micron. Both of these devices, laser and proximity sensor, provide extremely precise results, with deviations of the order of about 0.5 microns.

La presente invenzione verr? ora descritta dettagliatamente, a puro titolo di esempio non limitativo, con particolare riferimento all?unica figura allegata, che illustra schematicamente una apparecchiatura per l'attuazione del metodo secondo 1 'invenzione . The present invention will come now described in detail, purely by way of non-limiting example, with particular reference to the single attached figure, which schematically illustrates an apparatus for carrying out the method according to the invention.

Con riferimento alla figura, con 1 si indica il supporto metallico da rivestire, che pu? essere, una superficie piana, oppure una superficie cilindrica o di altra forma e alla quale ? applicato un rivestimento 2. With reference to the figure, 1 indicates the metal support to be coated, which can? be, a flat surface, or a cylindrical or other shaped surface and to which? applied a coating 2.

Al di sopra di questa superficie si muove un supporto 3 sul quale sono posti un misuratore di distanza a raggio laser 4 ed un sensore di prossimit? 5. Above this surface moves a support 3 on which a laser beam distance meter 4 and a proximity sensor are placed. 5.

Questi sensori scandiscono la superficie da rilevare. Ad esempio nel caso di superf?ici piane il supporto 3 potr? muoversi di moto alternato lungo la guida mentre questa avanza in direzione ortogonale alla precedente, oppure nel caso si debba scandire una superficie cilindrica il supporto 3 si muover? di moto alternato lungo una guida parallela all'asse del cilindro, mentre questo ruota. Anche questi dispositivi non vengono illustrati in dettaglio, in quanto di tipo noto. These sensors scan the surface to be detected. For example, in the case of flat surfaces, the support 3 will be able to move with reciprocating motion along the guide while this advances in a direction orthogonal to the previous one, or if a cylindrical surface is to be scanned, the support 3 will move? of reciprocating motion along a guide parallel to the axis of the cylinder, while the latter rotates. These devices are also not illustrated in detail, as they are of a known type.

Durante il funzionamento il misuratore laser 4 rileva, punto per punto, la distanza del rivestimento 2 mentre il sensore effettua la stessa misura nei confronti del supporto 1. During operation, the laser measuring device 4 detects, point by point, the distance of the coating 2 while the sensor carries out the same measurement with respect to the support 1.

La distanza fra i valori rilevati fornisce lo spessore esatto del rivestimento. The distance between the measured values gives the exact thickness of the coating.

Naturalmente tutti questi dati possono venire memorizzati ed elaborati da apposite apparecchiature elettroniche, per regolare di conseguenza le apparecchiature che stanno a monte e che applicano il rivestimento . Of course, all these data can be stored and processed by special electronic equipment, to adjust the equipment upstream and applying the coating accordingly.

Il metodo secondo l'invenzione prevede, per un pi? esatto rilevamento, una serie di operazioni preliminari e in particolare una regolazione dell'intensit? del laser in funzione del colore e del potere riflettente della superficie del rivestimento 1, una operazione di .linearizzazione di entrambi i sensori e una funzione di autocalibrazione o azzeramento della macchina. The method according to the invention provides, for a while exact detection, a series of preliminary operations and in particular an adjustment of the intensity? of the laser as a function of the color and reflective power of the surface of the coating 1, a linearization operation of both sensors and an auto-calibration or zeroing function of the machine.

La prima regolazione, relativa all'intensit? del raggio laser, viene effettuata in funzione della quantit? di luce riflessa, misurata da un sensore separato da quello che rileva la distanza. The first regulation, related to the intensity? of the laser beam, is carried out according to the quantity? of reflected light, measured by a sensor separate from the one that detects the distance.

Questa regolazione ? necessaria per regolare l'intensit? del raggio laser in funzione del colore e del potere riflettente del rivestimento, in quanto un raggio riflesso troppo debole potrebbe essere avvertito con difficolt? mentre un raggio eccessivamente potente darebbe luogo a fenomeni di diffusione che potrebbero falsare la lettura, specie, quando si rilevano superfici non perfettamente piane. This adjustment? necessary to adjust the intensity? of the laser beam depending on the color and the reflectivity of the coating, as a too weak reflected beam could be difficult to perceive? while an excessively powerful ray would give rise to diffusion phenomena that could distort the reading, especially when not perfectly flat surfaces are detected.

La funzione di linearizzazione del sensore e del laser serve a regolare questi dispositivi in modo da ottenere una risposta lineare, per ogni tipo di superficie verificata. The linearization function of the sensor and the laser is used to adjust these devices in order to obtain a linear response, for each type of surface tested.

Resta infine la funzione di autocalibrazione, per effettuare la quale si fa un rilevamento della superficie del supporto 1 prima di applicare il rivestimento . Finally, the self-calibration function remains, to carry out a detection of the surface of the support 1 before applying the coating.

I dati rilevati vengono memorizzati e confrontati con quelli rilevati durante il secondo passaggio, cosicch?, quando si ripete la verifica con il rivestimento appi icato. The data collected is stored and compared with those collected during the second pass, so that when the verification is repeated with the coating applied.

E1 cos? possibile determinare con precisione lo spessore, punto per punto del rivestimento. Is it so? It is possible to precisely determine the thickness, point by point of the coating.

8Come appare chiaro dalla descrizione fornita, il metodo e l'apparecchiatura secondo l'invenzione consentono di effettuare misurazioni estremamente precise, con rapidit? ed operando in condizioni di sicurezza. 8 As it appears clear from the description provided, the method and the apparatus according to the invention allow to carry out extremely precise measurements, quickly. and operating in safe conditions.

Un esperto del ramo potr? poi prevedere numerose modifiche e varianti, che dovranno per? ritenersi tutte comprese nell'ambito del presente trovato An expert in the field will be able to? then provide for numerous modifications and variations, which will have to for? all are to be considered included in the scope of the present invention

Claims

CLAIMS 1. Method for detecting the thickness of the coating of a metal surface, characterized by providing for the scanning of the surface of the coating by means of a laser beam distance meter and the survey of the surface of the metal support by means of a proximity sensor ?, obtaining the thickness of the coating, point by point, from the difference in the measured values.

2. Apparatus for detecting the thickness of the coating of a metal surface with the method according to claim 1, characterized in that it provides a laser beam distance meter and a magnetic proximity sensor. mounted on a common support, means being provided for moving said support making it cross the surface to be scanned.

3. Method according to claim 1, characterized in that a step is made for detecting the surface of the support before applying the coating and comparing them? dat measured with those measured during the second pass, with the coating applied.