NO790343L - Automatisk anvisning og fjerning av feil i metalliske materialer - Google Patents

Description

Behovet for å identifisere og eliminere alle materialfeil på metalliske emner har ført til en rekke forslag som særlig i den senere tid har ført til prosesser som sikrer en klar be-stemmelse av særlige feil i overflatene, og ikke bare todimensjonalt, men også med hensyn til feildybden. I svensk patentansøkning nr.7507210-8 beskrives f.eks. en fremgangsmåte som gjør det mulig å identifisere og registrere sådanne feil, således at en automatisk fjerning av disse ved hjelp av de registrerte verdier er mulig.

Foreliggende oppfinnelse har som formål å frembringe utstyr

som ved hjelp av oppfinnelsens fremgangsmåte kan ta seg av metalliske emner fra råtilstand til den feilfrie tilstand under fullstendig automatisering av alle forløp.

Således kan man ved hjelp av oppfinnelsen blant annet fastslå materialfeil på emnet (første sorteringstrinn), kondisjonering, hvilket vil si rengjøring, fjerning av glødeskall, skjærkant og/ eller såkalt skjegg m.m., identifisering av vedkommende emnes be-tegnelse og samtidig lagring i prosessdatamaskin, lengde- og breddemåling (om nødvendig også tykkelsesmåling) med registrering, påvisning av sprekker f.eks. som angitt i ovenfor nevnte patent-ansøkning, sortering av f.eks. emner som ikke behøver videre be arbeiding (feilfrie), av emner som har feil som det lønner seg å fjerne, samt av emner som helt eller delvis må kasseres, data-behandling av de oppnådde registrerte impulser til en form som tillater styring av feilfjerningsutstyr, slik som maskiner for slipe- og gasshøvling, fresing og sponskjærende bearbeiding eller lignende, eller anordninger for ifylling av hulrom og sprekker.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av utførelses-eksempler og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser i form av et blokkskjerna strømningsdiagram for materialer og signaler i maskiner, styreutrustninger og data-maskiner til og med en første sortering foran feilfjerninngs-maskiner; Fig. 2 viser en fortsettelse av fig. 1 i samme blokkskjemaform frem til og med utlastning av ferdigbehandlede stålemner; Fig. 3 viser i blokksk j emaf orm forskjellige signals.trømninger i detekteringsmaskinen med organer for signalmottagning og data-behandling ; Fig. 4 viser i blokkskjemaform en databehandlingsmaskin for styring av en slipemaskin; Fig. 5 viser i blokkskjemaform en databehandlingsmaskin for styring av en oksygenhøvlingsmaskin.

Hvert metallisk råemne som skal gjennomgå en videre plastisk bearbeiding, f.eks. valsing eller smiing, må innen denne behandling settes igang, befries fra de materialfeil som kan forårsake feil på de ferdige produkter. For å kunne ta bort disse materialfeil må de først påvises.

Den prosessrekke som går ut på undersøkning av enmene, påvisning av feil, merking, registrering og fjerning av feilene kalles i vanlig språkbruk "emnebehandling".

Det er av største viktighet for en nøyaktig og langtgående plan-legning å vite hvert emnes rette dimensjoner, statiske tilstand, tilgjengelige emnevekt m.m., innen den endelige utvalsning fast-legges. Jo tidligere disse bestemte data oppnås, jo mindre emne-mengde behøver å være i omløp. Likeledes gjelder dette såkalte "bortkommede" emner.

Det er også av stor viktighet at gjennomløpstiden i et emnebe-handlingsanlegg er så kort som mulig og at den kvalitet som oppnås alltid er av den jevne og høye klasse som fordres for et vel godkjent sluttprodukt med hensyn til materialfeil.

Ved hjelp av foreliggende oppfinnelser med de maskiner og den styreutrustning som inngår i denne, liksom lagring av alle nød-vendige data for hvert enkelt emne, tilfredsstiller disse for-dringer .

Når et emne skal gå igjennom en behandling i henhold til foreliggende oppfinnelse er det først gjenstand for en identifisering, enten visuelt med TV-kamera eller automatisk ved hjelp av en merkningsavleser. Denne avlesning kan skje på et sted eller på

en første transportanordning i prosesslinjen. Blokk 1 og 2 i fig. 1 representerer sådanne transportanordninger. Foruten emnenummeret er det viktig å holde rede på overside (f.eks. 1) og underside (f.eks. 2). Hvilken side som er overside kan også være angitt eller angis på emnet med f.eks. en viss fargemerking. Det av-leste emnenummer samt side (f.eks. 12 eller 21) føres inn i prosessdatamaskinen 40. Denne datamaskin bør ha en stor lagrings-kapasitet. I begynnelsen av transportanordning 2 (f.eks. en rullebane) er det anordnet en stasjon 3 for rengjøring av emnene for sne og is, glødeskall, valsehud, skjærkant eller skjegg, som kan være til hinder for etterfølgende undersøkning av pipe, laminering, segringer, slagg eller andre alvorlige innleiringer, representert ved blokk 4. Denne undersøkning kan f.eks. utføres med ultralyd. Rengjøring for glødeskall og valsehud kan skje med f.eks. en slyngerensemaskin.

Emnets indre tilstand klassifiseres og verdiene lagres sammen med det tidligere nevnte emnenummer i prosessdatamaskinen 40. Hvis emnet allerede på dette stadium bør kasseres, kan det i såfall direkte fjernes fra transportanordningen eller tillates å fortsette uten ytterligere tiltak ned til stasjon 18.

Blokk 5 representerer en emnetransportanordning som f.eks. kan være sammenbygget med en automatisk utrustning 6 for måling av lengde- eller bredde. Det kan også være en fordel at emnets tykkelse måles samtidig.

Denne måling kan også være til nytte for å kontrollere at vedkommende emne har de rette dimensjoner eller at riktig emnenummer er avlest, men fremfor alt trenges denne dimensjonsmåling for å bestemme antall deltagende søkerhoder ved den etterfølgende detektering. Dette er særlig viktig hvis også de vertikale lang-sider skal detekteres, de oppnådde verdier for hvert emne lagres i prosessdatamaskinen 40.

Blokk 7 representerer en transportanordning for emner i samarbeide med detekteringsmaskinen 10. Transportanordningen kan f.eks. være en rullebane, en kjedetransportør eller et kjedeslepeleie.

Et emne som ligger på transportanordningen 7 avleses med hensyn på emnenummer og emneside, og disse verdier innføres i en passende prosessdatamaskin 35 for detekteringen. Denne datamaskin har samtidig mottatt alle nødvendige dimensjonsdata fra datamaskinen :4 0. Hvis emnet ikke skal detekteres, mottas en melding over en dataskjerm eller en skriftlig melding (dokumentasjonsblokk 36a tilsluttet til datamaskinen 35). Også en blokkering av maskinen 10 kan finne sted. Ved detekteringen går man frem på den måte som er angitt i svensk patentansøkning nr.7507210-8. De oppnådde verdier lagres i datamaskinen 3 5 til vedkommende emneside (over-siden) er helt avsøkt. Dokumentasjon.oppnås i 36. Hvis noen av de langsgående vertikale sider skal detekteres, oppnås resultatet av denne detektering samtidig og lagres i datamaskinen 35.

I avvente på resultatet av detekteringen av den motsatte side eller dé motsatte sider i maskin 2 (avbildet ved blokk 15), kan f.eks. de først oppnådde data tilbakeholdes i datamaskinen 3 5

for å forenes med de som oppnås i maskin 2, når denne detektering er fullført. Deretter kan det finne sted overføring til f.eks. platelagret i datamaskinen 40. Hvis det forløper lang tid mellom disse detekteringer kan det være en fordel å overføre oppnådde feildata til datamaskinen 40 ettersom detekteringen finner sted.

Ved detekteringen i maskin 10 må det finnes anordninger for enten å bringe emnet i stilling, hvilket vil si i samsvar med koordi-natene X=0, Y=0 og Z=0, eller anordninger av f.eks. mekanisk, mekanisk-elektrisk, elektronisk eller optisk art eller en kom-binasjon av disse for å sikre at detekteringen starter fra ut-gangspunktet X=0, Y=0, Z=0.

Videre er det til maskinen 10 tilsluttet en anordning for kalibrering (blokk 9) av søkerholdet på den måte som er angitt i vest-tysk patentansøkning nr.P2558966.6. Det er av stor viktighet at rask kalibrering og kontroll av hvert enkelt søkerhode kan finne sted fortløpende.

Blokk 11 representerer en emnevender som sørger for å vende emnet før én ny detektering utføres.

Blokkene 12, 13, 14 og 15 tilsvarer de tidligere omtalte blokker 7, 8, 9 og 10.

Etter detektering av begge horisontale sider og om nødvendig også de to vertikale sider, transporteres emnet videre ved hjelp av en transportanordning 16 til et sorteringsanlegg 17. Her ut-sorteres de feilfrie emner og stables for utlastning, representert ved blokken 21. De emner som er funnet å ha alvorlige feil, sorteres ut og føres til en kontrollstasjon 18, hvor disse feil er gjenstand for nærmere undersøkelse for å fastslå om emnet kan reddes etter fjerning av den eller de alvorligste feil med bi-behold av emnets opprinnelige dimensjoner. Hvis emnet bedømmes som skrap, kan det lagres i en skrapstasjon angitt ved blokk 19, for videre overføring til et skraplager. Hvis emnet antas å

kunne anvendes etter behandling av visse feil, tilbakeføres det til transportlinjen. Alle feildata med angitte koordinater kan utledes over f.eks. dataskjerm eller teleprinter 36c, således at de alvorligste feilsteder kan lokaliseres. Når det er truffet tiltak mot visse feilsteder, rapporteres dette til datamaskinen 40 som sørger for sletting av disse steder i det datalagrede feil-register.

Hvis emnet må kappes i kontrollstasjonen 18, rapporteres også dette sammen med de oppnådde nye dimensjoner. Ny planlegging for den ene eller begge de oppkappede deler kan så finne sted.

Den ene eller begge deler oppnår derpå nye identifiseringsnummer. Når dette er skjedd kan emnet eller emnene lastes ut ved stasjonen 20 for å føres tilbake for inntagning på nytt i emnebehandlings-kj eden.

Blokk 22 representerer en transportanordning som transporterer

de emner som skal behandles med hensyn til overflatefeil. Ved sorteringsstasjonen 17 bestemmes "hvilken maskin som skal utføre den nødvendige bearbeiding. Emner med feil av liten dybde kan med fordel føres inn i f.eks. en slipemaskin som representeres av blokken 23, mens derimot dypere feil hensiktsmessig fjernes i oksygenhøvlingsmaskiner, representert av blokkene 24 og 25. Hvis materialet i vedkommende emne er av dådan art at oksygenhøvling ikke er hensiktsmessig eller ikke engang kan benyttes, kan andre bearbeidingsformer enn sliping komme til anvendelse.

Den tid som går med til å ta bort feil på hvert emne, innbefattet vending av emnet, kan teoretisk regnes ut av datamaskinen 40 på grunnlag av de innhentede data med hensyn til feilenes dybde og plassering samt den maskintype som skal anvendes for bearbeidingen. Disse verdier anvendes dels for dirigering av emner til de forskjellige maskiner og dels for utregning av maskinbelegget m.m.

Blokk 27 representerer den anordning på maskinen som må finnes for

å bringe emnet eller maskinen i en stilling tilsvarende X=0,

Y=0, Z=0, eller med andre ord i sådan nullstilling som bestemmes ved detekteringen.

Blokk 26 representerer emnesvendere, som alt etter den endelige anordning av maskinene kan være felles for to eller flere feilfjerningsmaskiner.

Oksygenhøvlemaskinene 24 og 25 kan være av en utførelse med en eller flere brennere. Ved en utførelse med flere brennere kan materialfjerningen skje f.eks. som angitt i svensk patentskrift nr.199605 (Union Carbide) eller med brennere plassert med en viss innbyrdes avstand.(sikkerhetsmoment) eller styrt slik at tenningen av to brennere ved siden av hverandre unngås.

Som allerede nevnt innledningsvis er det i svensk patentansøkning nr.7507210-8 beskrevet en fremgangsmåte som muliggjør identifisering og registrering av feil samt anvendelse av de oppnådde verdier i maskiner for fjerning av feilene. I denne ansøkning angis imidlertid ikke\"> hvilken signalstrøm som oppnås ved detekteringen og hvordan de mottagende styreorganer skal være oppbygd for å styre de forskjellige feilfjerningsmaskiner i samsvar med den fremgangsmåte som angis i patentansøkningen. Som eksempel er det valgt to vanlig forekommende maskiner, to oksygenhøvlemaskiner og en emneslipemaskin. På grunnlag av kjent teknikk finnes det for nærværende ikke på markedet noen maskin av denne art som hel-automatisk kan styres for flekkvis fjerning av feil tredimensjo-nalt fra emnets overflate.

Blokkene 38 og 39 i fig. 2 representerer de styreorganer (prosess-datamaskiner) som kreves for automatisk fjerning av feil. De hovedenheter som må foreligge i et sådant organ samt dets styre-program er angitt i blokkskjemaform i fig. 5. Et tilsvarende styreorgan for en emneslipemaskin vil fremgå av blokkskjemaet i fig. 4. Signaler inn og ut samt styreorganer for en detekterings-maskin vil fremgå av fig. 3. Blokk 34 representerer utstyr for mottagelse og omforming av signaler samt organer for sortering

av feil i dybdegrupper.

Etter at emnene helt er befridd for forut fastlagte overflatefeil transporteres de videre over transportanordningen 28. I denne er det lagt inn en vekt 29. Den nye vekt av emnene rapporteres til datamaskinen 40. Blokken 3 0 representerer en sor-ter ingsanordning hvori emnene sorteres etter ordre fra et etter-følgende valseprogram.

Blokkene 31, 32 og 33 representerer stabellommer for senere "transport ut.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for å påvise og eventuelt fjerne feil ved metalliske emner, hvorunder i det minste øvre og nedre flatside av emnet ved hjelp av et todimensjonalt koordinatsystem oppdeles i delkoordinatområder og maksimal feildybde bestemmes for hvert koordinatområde ved hjelp av et feilsøkningsanlegg, og disse data lagres i hensiktsmessig datalagringsutstyr, hvorpå bearbeidings-utstyr anvendes for fjerning av feilene ved gasshøvling, sliping, fresing, høvling og/eller annen sponfraskillende bearbeiding og/ eller lokal materialerstatning under styring av bearbeidings-utstyret dels i samsvar med delkoordinatområdene i nevnte koordinatsystem og dels i samsvar med de lagrede maksimale feil-dybdeverdier, karakterisert vedat de enkelte emner, som identifiseres ved nummer eller lignende, før feilsøkingen gjennom-føres registreres med sine dimensjoner eller sin vekt i en datamaskin og emnenes registrerte data korrigeres med hensyn på den nødvendige bearbeiding eller fjerning av et delområde eller eventuelt helt emne som skrap på grunnlag av de påviste feil, samt at de emner som helt eller delvis utelukkes som skrap, erstattes av nye emner, idet det tas hensyn til et ønsket valseprogram.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat feil som befinner seg på eller i nærheten av overflaten påvises ved hjelp av virvel-strømmer, mens feil i det indre av emnet påvises ved hjelp av ultralyd.

3. Anordning for gjennomføring'.;: av fremgangsmåten i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert vedat anordninger for å kjenne-tegne og/eller fastslå emnenes identitet, for å påvise feil som befinner seg på ellér i nærheten av emnenes overflate eller feil i det indre av emnene (pipes) samt for fjerning av feil er an-bragt i en datamaskinstyrt prosesslinje.