WO2018108196A1 - Verfahren und anordnung zur ermittlung der geometrischen kenngrössen von kettengliedern und gliederketten - Google Patents

Verfahren und anordnung zur ermittlung der geometrischen kenngrössen von kettengliedern und gliederketten Download PDF

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WO2018108196A1
WO2018108196A1 PCT/DE2017/000421 DE2017000421W WO2018108196A1 WO 2018108196 A1 WO2018108196 A1 WO 2018108196A1 DE 2017000421 W DE2017000421 W DE 2017000421W WO 2018108196 A1 WO2018108196 A1 WO 2018108196A1
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Peter Brückner
Rolf Hoffmann
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Technische Universität Ilmenau
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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2433—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring outlines by shadow casting
    • G—PHYSICS
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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters

Definitions

  • the present invention relates to a method and an arrangement for determining the geometric characteristics of chain links and link chains, in particular of round steel link chains.
  • Test gauge for determining the wear of a chain, in particular a round steel chain is described for example a test gauge for determining the wear of a round steel chain by means of two test pins that inserting and removing one or more chain links in a Teaching, however, requires several seconds of working time and can not be synchronous with the production cycle, which is why only a random test is possible, which means that error or tendency detection can only be achieved with considerable time delay.
  • the object of the present invention is therefore to overcome the described disadvantages of the prior art and to provide a method and an arrangement for the continuous determination of the geometric characteristics of chain links and link chains with which it is possible to make a short-term statement about the dimensional tendencies in production to reduce the production of waste to a minimum.
  • Figure 4 further geometric characteristics on adjacent chain links of a round steel link chain
  • FIG. 5 shows contour measurements with measuring fields on chain links of a round steel link chain for determining the dimensions d1 and dr shown in FIG
  • Figure 6 shows a first embodiment of an arrangement for optical
  • Figure 7 shows a second embodiment of an arrangement for optical
  • Figure 8 shows a third embodiment of an arrangement for optical
  • the optical detection of the geometric characteristics of a chain link reveals a special feature:
  • the structure or the geometry of the chain has the consequence that always parts of a chain link from the adjacent (previous and subsequent) chain links are concealed (see Figure 1).
  • the chain link to be measured can be lifted out of the chain and brought into the field of view of the camera. This very costly and expensive way would allow the direct probing of the inner edges and thus the direct calculation of the most important geometric characteristic of a chain link, the pitch t.
  • each chain link and the link chain are optically recorded in the transmission directly and without special devices or manipulations, whereby all necessary and visible geometrical parameters are determined by probing in the image.
  • These include the outer edges or the inner edges (1) and (2) in the curvature region of the chain link to be measured, the outer and inner edges (3a, 3b) in the straight unwelded region of the chain link to be measured, the outer and inner edges (4a, 4b) in the straight welded area of the chain link to be measured, the edges (5) of the curved round steel of the preceding chain link and the edges (6) of the bent round steel of the following chain link.
  • geometric basic elements for example straight line, circle
  • This provides the basic elements for determining the geometric characteristics of a chain link defined by the standard.
  • the chain links and the link chain are telecentrically recorded and imaged with flash.
  • the flash triggering and the image acquisition are triggered by a light barrier signal, so that the image acquisition always synchronous with the manufacturing typical longitudinal movement of the chain is realized.
  • FIG. 3 and Table 1 some relevant geometric parameters of a chain link and a link chain as well as possibilities for their determination are shown or listed. Some of these characteristics are directly visible even when the chain link is not released, such as e.g. the inner width b1 at or adjacent to the weld, the outer width over the weld b2 and the width of the weld 0 ds and thus directly detectable. This is done by determining the respective first and second relevant edge. The respective parameter then results from the distance determination of the two specific edges, which can each be represented by contour points, a straight line, by individual points or a center of gravity. The distance determinations are to be carried out by vertical, minimum, maximum, central or average distance calculations.
  • the edges of the chain link to be measured and the adjacent chain links visible in the image are detected. It becomes clear that in each case the wire diameter of the preceding and of the following chain link is visible and can be determined approximately with a circle compensation calculation from the touched circumferential points, wherein the peripheral points can be obtained in different ways: i) By probing the Outer contour in the curvature region of the current chain link (1, 2), ii) by probing the inner contour in the curvature region of the current chain link or iii) by probing the curvature region of the adjacent chain links (5, 6).
  • the circle compensation calculation supplies the diameters or radii and the circle centers.
  • To determine the pitch t of a chain link calculate the distance between the circle centers. At this distance, half the wire diameter has to be added on the left and on the right. Deviating from this, the wire diameter can also be determined by measuring once or several times on the supplied round wire.
  • Modifications of the method become necessary if the necessary measurement and calculation accuracy is not attained by production-related production methods. These can be production-related flattenings or bulges, indentations, burrs, etc. To a limited extent, this can be compensated with the help of correction factors. But also by adapting the measurement strategy, eg. B. Determination of the wire diameter by probing the
  • the dimension of the wire diameter dl can be determined on the left side of the current chain link.
  • the outer and inner contour in the left curvature of the current chain link is determined.
  • the shortest distance between the extreme point (x-coordinate minimum) of the inner contour and a point of the outer contour is determined ( Figure 5). To obtain more stable values, these steps are performed for contours above and below the adjacent chain link and the average distance measure used. Similarly, the measure of the wire diameter dr is determined on the left side of the current chain link.
  • FIG. 6 shows a first exemplary embodiment of an arrangement according to the invention for determining the geometric characteristics of chain links. It comprises an image-receiving channel with a recording unit (14), a preferably telecentrically imaging optical unit (15) and a transmitted light source (16), which is preferably a telecentric lamp or a surface light.
  • a light barrier (17) is arranged directly next to the link chain. The image acquisition takes place, synchronized with the movement of the link chain, in flash mode.
  • FIG. 7 shows a second exemplary embodiment of an arrangement according to the invention for determining the geometric characteristics of chain links.
  • a link chain adjacent chain links are each rotated by 90 °.
  • at least two image acquisition channels are used, the optical axes of these two image acquisition channels being aligned perpendicular to one another.
  • Each image receiving channel comprises a receiving unit (14, 18), a preferably telecentric imaging optical unit (15, 19) and a transmitted light source (16, 20), which is preferably a telecentric lamp or a surface light.
  • a light Barrier (17) arranged immediately adjacent to the link chain. The image acquisition takes place, synchronized with the movement of the link chain, in flash mode.
  • a second light barrier is advantageous. Within limits, however, it can also take place with a time delay for the first image acquisition.
  • FIG. 8 discloses a third exemplary embodiment of the arrangement according to the invention for determining the geometric characteristics of chain links and link chains. It includes, in addition to the first and second image pickup channels, a third image pickup channel, the first and second image pickup channels having the same functions as in the second embodiment of FIG.
  • the optical axis of the third image pickup channel is arranged at a defined distance and parallel to the optical axis of the first or second image pick-up channel.
  • the third image pickup channel is used for direct detection of the multiple pitch length L, a geometric characteristic of the link chain. This is determined by an odd number of links, typically 9 or 11.
  • the multiple pitch length L can also be calculated alternatively from the simple pitch length t. In this case can be used without the third image pickup channel.
  • all produced chain links can be measured in the production cycle, tendencies to the dimensional deviation can be detected quickly and the production steps can be adjusted to the nominal dimension.
  • the presented invention can be used directly in the production of other types of chains, such as profiled link chains, use. It can be determined both individual chain links including the immediate successor as well as the distance of an odd number of chain links. Used reference signs
  • imaging optical unit of the third image pickup channel transmitted light source of the third image pickup channel

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Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Verfahren und eine Anordnung zur kontinuierlichen Ermittlung der geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern und Gliederketten bereitgestellt werden, mit denen es gelingt, eine kurzfristige Aussage über die Maßtendenzen in der Fertigung zu treffen und so die Herstellung von Ausschuss auf ein Minimum zu reduzieren. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern und Gliederketten mit Hilfe eines optischen Messverfahrens und anschließender Berechnung zu ermitteln, wobei die optische Messung durch Antastung der sichtbaren Kanten realisiert wird. Damit kann eine permanente Kontrolle der Fertigung durch Messung aller produzierten Kettenglieder im Fertigungstakt erfolgen.

Description

Verfahren und Anordnung zur Ermittlung der geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern und Gliederketten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermitt- lung der geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern und Gliederketten, insbesondere von Rundstahlgliederketten.
Bei der Fertigung von Ketten steht die Prüfung auf Zugfestigkeit der Ketten im Vordergrund. Hierfür gibt es zahlreiche Normen und Festlegungen.
Demgegenüber tritt die Ermittlung geometrischer Kenngrößen, der Längs- und Querabmessungen von Kettengliedern und Gliederketten, in den Hintergrund, ist aber trotzdem notwendig, um eine bestimmte Kettenlänge zu garantieren oder die Führung in einem Kettenrad sicherzustellen. Die Fertigung von Rundstahlgliederketten beinhaltet die Schritte Schneiden, Biegen und Schweißen. Diese sind von vornherein mit einer gewissen Toleranz behaftet. Daher ist eine Maßkontrolle notwendig. Stand der Technik ist eine taktile Maßkontrolle. Als Messmittel dienen Messschieber oder Lehren für einzelne Kettenglieder oder für den Abstand von z. B. 9 oder 11 Kettengliedern. Mit diesen Messmitteln wird stichprobenartig geprüft.
In der Patentschrift DE 103 60 163 B3 mit dem Titel:„Prüflehre zum Feststellen des Verschleißes einer Kette, insbesondere einer Rundstahlkette" wird z.B. eine Prüflehre zum Feststellen des Verschleißes einer Rundstahlkette mittels zweier Prüfstifte beschrieben. Dass Einlegen und Entnehmen eines oder mehrerer Kettenglieder in eine Lehre erfordert jedoch mehrere Sekunden Arbeitszeit und kann nicht synchron mit dem Fertigungstakt verlaufen. Deshalb ist nur eine stichprobenartige Prüfung möglich. Eine Fehler- oder Tendenzerkennung ist folglich nur mit großer zeitlicher Verzögerung realisierbar.
Die bekannten taktilen Verfahren haben den Nachteil, dass das Herausnehmen und Freistellen eines Kettengliedes wirtschaftlich nur manuell realisiert werden kann. Dies erfordert wiederum einen erhöhten personellen wie auch zeitlichen
Bestätigungskopiel Aufwand. Es erfolgt eine diskontinuierliche Prüfung, die wenig Rückschlüsse auf Tendenzen in der Fertigung zulässt und im ungünstigen Fall auch größere Verluste an produziertem Kettenmaterial zur Folge hat. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die beschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden und ein Verfahren und eine Anordnung zur kontinuierlichen Ermittlung der geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern und Gliederketten bereitzustellen, mit denen es gelingt, eine kurzfristige Aussage über die Maßtendenzen in der Fertigung zu treffen und so die Herstel- lung von Ausschuss auf ein Minimum zu reduzieren.
Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe mit den Merkmalen des ersten und siebenten Patentanspruches, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Unteransprüchen 2 bis 6 und bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemäßen Anordnung in den Unteransprüchen 8 bis 13 angegeben sind.
Mit der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, die geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern und Gliederketten mit Hilfe eines optischen Messverfah- rens und anschließender Berechnung zu ermitteln, wobei die optische Messung durch Antastung der sichtbaren Kanten realisiert wird. Damit kann eine permanente Kontrolle der Fertigung durch Messung aller produzierten Kettenglieder im Fertigungstakt erfolgen. Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem nachfolgenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in dem die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigt:
Figur 1 die Antastung der sichtbaren Kanten im Bild eines Kettengliedes und dessen Nachbarkettenglieder Figur 2 die Antastung der sichtbaren Kanten im Bild eines um 90° gedrehten Kettengliedes
Figur 3 die Bestimmung relevanter geometrischer Kenngrößen an einer
Rundstahlgliederkette
Figur 4 weitere geometrische Kenngrößen an benachbarten Kettengliedern einer Rundstahlgliederkette
Figur 5 Konturantastungen mit Messfeldern an Kettengliedern einer Rundstahlgliederkette zur Bestimmung der in Figur 4 gezeigten Maße dl und dr
Figur 6 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur optischen
Messung der sichtbaren Kanten von Kettengliedern einer Rundstahlgliederkette
Figur 7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur optischen
Messung der sichtbaren Kanten von Kettengliedern einer Rundstahlgliederkette
Figur 8 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur optischen
Messung der sichtbaren Kanten von Kettengliedern einer Rundstahlgliederkette
Tabelle 1 Möglichkeiten zur Bestimmung geometrischer Kenngrößen an einer
Rundstahlgliederkette
Bei der optischen Erfassung der geometrischen Kenngrößen eines Kettengliedes zeigt sich eine Besonderheit: Der Aufbau oder die Geometrie der Kette hat zur Folge, dass stets Teile eines Kettengliedes von den benachbarten (vorangehen- des und nachfolgendes) Kettengliedern verdeckt werden (s. Figur 1). Um dennoch die notwendigen geometrischen Kenngrößen zu ermitteln, kann das zu vermessende Kettenglied aus der Kette herausgehoben und in den Sichtbereich der Kamera gebracht werden. Dieser sehr aufwändige und kostenintensive Weg würde die unmittelbare Antastung der Innenkanten und damit die direkte Berechnung der wichtigsten geometrischen Kenngröße eines Kettengliedes, der Teilung t, ermöglichen.
Dagegen werden erfindungsgemäß jedes Kettenglied und die Gliederkette in der Fertigung direkt und ohne besondere Vorrichtungen oder Handhabungen optisch im Durchlicht aufgenommen, wobei alle notwendigen und sichtbaren geometrischen Kenngrößen durch Antastung im Bild bestimmt werden. Dazu gehören die Außenkanten bzw. die Innenkanten (1) und (2) im Krümmungsbereich des zu vermessenden Kettengliedes, die Außen- und Innenkanten (3a, 3b) im geraden nicht geschweißten Bereich des zu vermessenden Kettengliedes, die Außen- und Innenkanten (4a, 4b) im geraden geschweißten Bereich des zu vermessenden Kettengliedes, die Kanten (5) des gebogenen Rundstahls des vorangehenden Kettengliedes und die Kanten (6) des gebogenen Rundstahls des nachfolgenden Kettengliedes.
Durch Aufnahme mit einem ersten Aufnahmekanal (Figur 1) können diese geo- metrischen Kenngrößen erfasst werden. Infolge der Überdeckung von benachbarten Kettengliedern im Bild ist die erreichbare Messunsicherheit von den geometrischen Verhältnissen Drahtdurchmesser und Kettengliedabmessungen be- einflusst. Mit Hilfe einer zweiten Aufnahme eines um 90° gedrehten benachbarten Kettengliedes (Figur 2) können die geometrischen Kenngrößen direkt erfasst werden, die durch die erste Aufnahme (Figur 1) nur indirekt oder gar nicht bestimmbar sind. Diese Aufnahme ist jedoch nicht unmittelbar notwendig, kann aber zur Steigerung der Genauigkeit und Robustheit eingesetzt werden.
Aus den erfassten Kantenpunkten werden geometrische Grundelemente (beispielsweise Gerade, Kreis) für die jeweiligen Maßbereiche durch Ausgleichs- rechnung nach Gauß oder Tschebyschew ermittelt. Damit stehen die Grundelemente zur Bestimmung der durch Standard festgelegten geometrischen Kenngrößen eines Kettengliedes zur Verfügung. Um auch bei einer Eigenbewegung der Kette eine hohe Bildqualität zu erreichen, werden die Kettenglieder und die Gliederkette telezentrisch mit Blitzlicht aufgenommen und abgebildet., wobei die Blitzauslösung und die Bildaufnahme durch ein Lichtschrankensignal ausgelöst werden, sodass die Bilderfassung stets synchron mit der fertigungstypischen Längsbewegung der Kette realisiert wird.
In Figur 3 und Tabelle 1 sind einige relevante geometrische Kenngrößen eines Kettengliedes und einer Gliederkette sowie Möglichkeiten zu deren Bestimmung gezeigt bzw. aufgeführt. Von diesen Kenngrößen sind einige auch bei nicht freigestellten Kettenglied direkt sichtbar, wie z.B. die innere Breite b1 an bzw. neben der Schweißstelle, die äußere Breite über der Schweißstelle b2 und die Breite der Schweißstelle 0 ds und somit unmittelbar erfassbar. Dies geschieht durch Bestimmung der jeweils ersten und zweiten relevanten Kante. Die jeweilige Kenngröße ergibt sich dann aus der Abstandsbestimmung der beiden bestimmten Kanten, die jeweils durch Konturpunkte, eine Ausgleichsgerade, durch Ein- zelpunkte oder einen Schwerpunkt repräsentiert werden können. Die Abstandsbestimmungen sind durch lotrechte, minimale, maximale, mittige oder durchschnittliche Abstandsberechnungen durchzuführen.
Allerdings gelingt die Bestimmung der besonders wichtigen Kenngröße eines Kettengliedes, der Teilung t, auf diese Weise nicht. Deshalb werden erfindungsgemäß die im Bild sichtbaren Kanten des zu vermessenden Kettengliedes und der benachbarten Kettenglieder erfasst. Dabei wird deutlich, dass jeweils der Drahtdurchmesser des vorangehenden und des nachfolgenden Kettengliedes sichtbar ist und näherungsweise mit einer Kreisausgleichsrechnung aus den angetasteten Umfangspunkten bestimmt werden kann, wobei die Umfangspunk- te auf unterschiedliche Weise gewonnen werden können: i) Durch Antastung der Außenkontur im Krümmungsbereich des aktuellen Kettengliedes (1 , 2), ii) durch Antastung der Innenkontur im Krümmungsbereich des aktuellen Kettengliedes oder iii) durch Antastung des Krümmungsbereiches der Nachbarkettenglieder (5, 6).
Die Kreisausgleichsrechnung liefert die Durchmesser bzw. Radien und die Kreismittelpunkte. Um die Teilung t eines Kettengliedes zu bestimmen, ist der Abstand der Kreismittelpunkte zu berechnen. Zu diesem Abstand ist der halbe Drahtdurchmesser jeweils links und rechts zu addieren. Davon abweichend kann der Drahtdurchmesser auch durch ein- oder mehrmalige Messung am gelieferten Runddraht bestimmen werden. Es ist aber vorteilhafter, die durch die Kreisberechnung verfügbaren Drahtdurchmesser unmittelbar zur Berechnung heranzuziehen. Abwandlungen des Verfahrens werden notwendig, wenn durch fertigungsbedingte Herstellungsverfahren die notwendige Mess- und Berechnungsgenauigkeit nicht erlangt wird. Dies können fertigungsbedingte Abplattungen oder Aufwölbungen, Einkerbungen, Grate usw. sein. In begrenztem Maße ist dies mit Hilfe von Korrekturfaktoren kompensierbar. Aber auch durch Anpassung der Mess- Strategie, z. B. Bestimmung des Drahtdurchmessers durch Antastung des
Außenradius an der Krümmung des sichtbaren Kettengliedes minus dem Innenradius an der Krümmung des sichtbaren Kettengliedes. Die anschließende Bestimmung von weiteren Maßen die zur Zusammensetzung des Teilungsmaßes t notwendig sind, lassen weitere Varianten zu, um die fertigungsbeding- ten Oberflächenunterschiede an Kettengliedern zu berücksichtigen. Beispielhaft sind folgende Varianten unter Bezugnahme auf die in Figur 4 gezeigten Maße realisierbar:
t = ti + (dl + dr),
t = ta - (dl + dr),
· t = (ta + ti) / 2. Das Maß des Drahtdurchmessers dl kann auf der linken Seite des aktuellen Kettengliedes bestimmt werden. Hierfür wird die Außen- und Innenkontur im linken Krümmungsbereich des aktuellen Kettengliedes ermittelt. Anschließend wird der kürzeste Abstand zwischen dem Extrempunkt (x-Koordinate minimal) der Innenkontur und einem Punkt der Außenkontur bestimmt (Figur 5). Um stabilere Werte zu erhalten werden diese Schritte für Konturen oberhalb und unterhalb des benachbarten Kettengliedes durchgeführt und der Durchschnittswert der Abstandsmaße verwendet. Analog wird für das Maß des Drahtdurchmessers dr auf der linken Seite des aktuellen Kettengliedes ermittelt.
In Figur 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Ermittlung der geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern dargestellt. Sie umfasst einen Bildaufnahmekanal mit einer Aufnahmeeinheit (14), einer vorzugweise telezentrisch abbildenden optischen Einheit (15) und eine Durchlichtquelle (16), die vorzugsweise eine telezentrische Leuchte oder eine Flächenleuchte ist. Zur Synchronisierung der Bildaufnahmen und der Bewegung der Gliederkette ist eine Lichtschranke (17) unmittelbar neben der Gliederkette angeordnet. Die Bildaufnahme erfolgt, synchronisiert mit der Bewegung der Gliederkette, im Blitzbetrieb.
Die Figur 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Ermittlung der geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern. Bei einer Gliederkette sind benachbarte Kettenglieder jeweils um 90° verdreht. Um etwaige Maßabweichungen sicher zu erfassen, werden mindestens zwei Bildauf- nahmekanäle verwendet, wobei die optischen Achsen dieser beiden Bildaufnahmekanäle senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Jeder Bildaufnahmekanal umfasst eine Aufnahmeeinheit (14, 18), eine vorzugweise telezentrisch abbildende optische Einheit (15, 19) und eine Durchlichtquelle (16, 20), die vorzugsweise eine telezentrische Leuchte oder eine Flächenleuchte ist. Zur Synchroni- sierung der Bildaufnahmen und der Bewegung der Gliederkette ist eine Licht- schranke (17) unmittelbar neben der Gliederkette angeordnet. Die Bildaufnahme erfolgt, synchronisiert mit der Bewegung der Gliederkette, im Blitzbetrieb.
Für die Auslösung der zweiten Bildaufnahme eines benachbarten Kettengliedes nach Figur 2 ist eine zweite Lichtschranke vorteilhaft. In Grenzen kann sie aber auch zeitverzögert zur ersten Bildaufnahme erfolgen.
Die Figur 8 offenbart ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur Ermittlung der geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern und Gliederketten. Sie umfasst zusätzlich zu dem ersten und zweiten Bildauf- nahmekanal einen dritten Bildaufnahmekanal, wobei der erste und zweite Bildaufnahmekanal die gleichen Funktionen wie im zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 7 haben. Die optische Achse des dritten Bildaufnahmekanals ist in einem definierten Abstand und parallel zu der optischen Achse des ersten oder zweiten Bildaufnahmekanals angeordnet. Der dritte Bildaufnahmekanal dient zur direkten Erfassung der Mehrfach-Teilungslänge L, einer geometrischen Kenngröße der Gliederkette. Diese wird über eine ungerade Anzahl von Kettengliedern, typischerweise 9 oder 11 , ermittelt. Die Mehrfach-Teilungslänge L kann aber auch alternativ aus der einfachen Teilungslänge t errechnet werden. In diesem Fall kann auf den dritten Bildaufnahmekanal verzichtet verwendet werden.
Mit der vorliegenden Erfindung können im Fertigungstakt alle produzierten Kettenglieder gemessen, Tendenzen zur Maßabweichung schnell erkannt und die Fertigungsschritte auf das Sollmaß eingeregelt werden.
Zudem kann die vorgestellte Erfindung unmittelbar auch in der Produktion von anderen Kettentypen, z.B. Profilgliederketten, Verwendung finden. Es können sowohl einzelne Kettenglieder einschließlich des unmittelbaren Nachfolgers als auch der Abstand einer ungeraden Zahl von Kettengliedern ermittelt werden. Verwendete Bezugszeichen
I Messfelder für die Außenkanten des zu vermessenden Kettengliedes im Krümmungsbereich des Vorgängerkettengliedes 2 Messfelder für die Außenkanten des zu vermessenden Kettengliedes im Krümmungsbereich des Nachfolgerkettengliedes 3a, 3b Messfelder für die Außen- und Innenkanten im geraden nicht geschweißten Bereich eines zu vermessenden Kettengliedes
4a, 4b Messfelder für die Außen- und Innenkanten im geraden geschweiß- ten Bereich eines zu vermessenden Kettengliedes
5 Messfelder für die Kanten des Rundstahls des Vorgängerkettengliedes
6 Messfelder für die Kanten des Rundstahls des Nachfolgerkettengliedes
7 senkrechte Messfelder zur groben Positionsbestimmung des zu vermessenden Kettengliedes
8 schräge Messfelder zur groben Positionsbestimmung des zu ver messenden Kettengliedes
9 linke Außenkante im Krümmungsbereich des zu vermessenden
Kettengliedes bei um 90° versetzter Ansicht
10 rechte Außenkante im Krümmungsbereich des zu vermessenden
Kettengliedes bei um 90° versetzter Ansicht
I I Ausführungsbeispiel der Messfelder für Außenkonturantastung zur
Bestimmung der Maße dl und dr
12 Ausführungsbeispiel der Messfelder für Innenkonturantastung zur
Bestimmung der Maße dl und dr
13 Maß dl oberhalb des benachbarten Kettengliedes
14 Aufnahmeeinheit des ersten Bildaufnahmekanals
15 abbildende optische Einheit des ersten Bildaufnahmekanals 16 Durchlichtquelle des ersten Bildaufnahmekanals
17 Positionserfassungseinheit Aufnahmeeinheit des zweiten Bildaufnahmekanals abbildende optische Einheit des zweiten Bildaufnahmekanals Durchlichtquelle des zweiten Bildaufnahmekanals
Aufnahmeeinheit des dritten Bildaufnahmekanals
abbildende optische Einheit des dritten Bildaufnahmekanals Durchlichtquelle des dritten Bildaufnahmekanals
Tabelle 1
AbBezeichnung Beispielhaftes Verfahren Skizze kürzur Bestimmung
zung
b1 innere Breite Abstand Schwerpunkt- siehe Fig. 3 an bzw. neben Gerade
der Schweißstelle b2 äußere Breite Abstand Schwerpunkt- siehe Fig. 3 über der Gerade
Schweißstelle ds SchweißstelAbstand Schwerpunkt- siehe Fig. 3 lenGerade
durchmesser t Teilung Kreis L, Kreis R, Absiehe Fig. 3 stand Mittelpunkt- Mittelpunkt, Abzug 1 x
Drahtdurchmesser, Korrekturrechnung für
Stauchung oder Dehnung
L Mehrfach- Berechnung von z. B. 11 siehe Fig. 3 Teilungslänge Kettengliedern oder
Messung über 11 Kettenglieder mit drittem
Kanal

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Ermittlung der geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern und Gliederketten, wobei sichtbare Kanten aus mindestens einer Richtung optisch erfasst werden und die geometrischen Kenngrößen der
Kettenglieder und der Gliederketten mit Hilfe der erfassten Kantenwerte ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei sichtbare Kanten aus zwei senkrecht zueinanderstehenden Richtungen optisch erfasst werden und die geometrischen Kenngrößen der Kettenglieder und der Gliederketten mit Hilfe der erfassten Kantenwerte ermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei sichtbare Kanten aus zwei senkrecht zueinanderstehenden Richtungen und einer zu der ersten oder zweiten parallelen Richtung optisch erfasst werden und die geometrischen Kenngrößen der Kettenglieder und der Gliederketten mit Hilfe der erfassten Kantenwerte ermittelt werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine sichtbare geometrische Kenngröße eines Kettengliedes durch Ermittlung einer ersten und zweiten optischen Kante des Kettengliedes und deren anschließender Abstandsbestimmung erfasst wird und die erste und zweite optische Kante eines Kettengliedes durch Ausgleichsgeraden, Kontur- oder Einzelpunkte oder einen Schwerpunkt repräsentiert werden und die
Abstandsbestimmung durch lotrechte, minimale, maximale, mittige oder durchschnittliche Berechnung realisiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Teilung t eines Kettengliedes mit Hilfe der sichtbaren geometrischen Kenngrößen des zu vermessenden und der benachbarten Kettenglieder ermittelt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die optische Erfassung der sichtbaren Kanten einzelner Kettenglieder zeitsynchron mit einer kontinuierlichen Bewegungsgeschwindigkeit der Gliederkette im Fer- tigungsprozess realisiert wird.
Anordnung zur Ermittlung der geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern und Gliederketten zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anordnung mindestens einen Bildaufnahmekanal aufweist, der dafür ausgebildet ist, die sichtbaren Kanten benachbarter Kettenglieder einer Gliederkette zu erfassen.
Anordnung nach Anspruch 7 zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 2, wobei die Anordnung mindestens zwei Bildaufnahmekanäle mit senkrecht zueinander ausgerichteten optischen Achsen aufweist, die dafür ausgebildet sind, die sichtbaren Kanten benachbarter Kettenglieder einer Gliederkette zu erfassen.
Anordnung nach Anspruch 8, wobei ein dritter Bildaufnahmekanal zur Erfassung der Mehrfachteilung L der Gliederkette in einem definierten Abstand und parallel zu mindestens einem der beiden senkrecht zueinander ausgerichteten Bildaufnahmekanäle angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Bildaufnahmekanal zumindest eine Durchlichtquelle (16, 20, 23), eine abbildende optische Einheit (15, 19, 22) und eine Aufnahmeeinheit (14, 18, 21) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 10, wobei die Durchlichtquelle eine Flächenleuchte oder eine telezentrische Lichtquelle ist, die abbildende optische Einheit ein telezentrisches Objektiv ist und die Aufnahmeeinheit eine CCD- oder CMOS-Matrixkamera ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anordnung mindestens eine Positionserfassungseinheit (17) aufweist, die dafür ausgebildet ist, die Position einzelner Kettenglieder zu erfassen.
Anordnung nach Anspruch 10, wobei die Positionserfassungseinheit (17) eine neben der Gliederkette angeordnete Lichtschranke ist.
PCT/DE2017/000421 2016-12-16 2017-12-13 Verfahren und anordnung zur ermittlung der geometrischen kenngrössen von kettengliedern und gliederketten WO2018108196A1 (de)

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