DD210749A1

DD210749A1 - Verfahren zur kontinuierlichen, beruehrungslosen messwerterfassung von halbzeuggeometrien

Info

Publication number: DD210749A1
Application number: DD24388782A
Authority: DD
Inventors: Werner Broy; Ulf Forke; Guenter Nawroth
Original assignee: Werner Broy; Ulf Forke; Guenter Nawroth
Priority date: 1982-10-11
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1984-06-20

Abstract

Die kontinuierliche, beruehrungslose Messwerterfassung von Halbzeuggeometrien dient zur Qualitaetsueberwachung bei der Halbzeugfertigung. Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch die Anwendung dieses Messverfahrens bei der Profeistrangherstellung eine Ausschussquotensenkung bei gleichzeitiger Produktivitaets- und Qualitaetssteigerung zu erhalten. Mit dem erfindungsgemaessen Verfahren soll die Herstellung von Praezisionshalbzeugen in geforderter guter Qualitaet realisierbar werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass innerhalb der plastischen Phase des Profilstranges mit einem Messgroessenaufnehmer der nach dem Lichtschnittprinzip arbeitet, die Oberflaechenform und Winkelgenauigkeit des herzustellenden Profilstranges dargestellt werden. Die erhaltenen Abbildungen lassen durch die Weiterverarbeitung mittels ansich bekanntem Bilddigitalisiergeraet und Bildanalysegeraet einen Vergleich zwischen geforderter Soll- und Istgeometrie zu und es erfolgt bei Abweichungen ueber Regler und Stellglieder die Beeinflussung der Profilstranggeometrie. Der Einsatz des Messverfahrens kann beispielsweise in der plast- und elastverarbeitenden sowie in der glasverarbeitenden Industrie erfolgen.

Description

Verfahren zur kontinuierlichen, berührungslosen Meßwerterfassung von Halbzeuggeometrien

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen, beriihrungslosen Meßwerterfassung von Halbzeuggeometrien bei der Herstellung von Plastwerkstoffen.

Anwendung kann die Erfindung überall dort finden, wo Werkstoffe die bei der Profilstrangherstellung eine plastische Phase durchlaufen und die Oberflächenform als auch die Winkelgenauigkeit in guter Qualität gefordert werden»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

"Es ist bekannt, zur Kontrolle der maßlichen und geometrischen Gestalt von Halbzeugen konventionelle Meßgeräte der Längenmeßtechnik sowie entsprechende Lehren diskontinuierlich einzusetzen»

Technische Lösungen zur kontinuierlichen berübrungslosen Erfassung der Ebenheit, Oberfläcbenform bzw. Winkelgenauigkeit an Halbzeugen sind nicht bekannt. Es gibt diskontinuierlich arbeitende Lösungen zur Bestimmung von Kreisbogen und Radien an Werkstücken (DE-OS 2609387, DE-OS 2149534, DE-AS 2360780, DE-OS 1552111), die auf mechanischem bzw, pneumatischem Meßprinzip beruhen, jedoch in jedem Fall mit mechanischer Berührung des Meßobjektes verbunden sind.

Diese Meßeinrichtungen gestatten jedoch nicht die Beurteilung von beliebig geformten Oberflächen,

11 OiIT. 1982*040027

Auf Grund der mechanischen Berührung des Meßobjektes bei den bekannten technischen Lösungen ist mit diesen nur in Ausnahmefällen (sehr geringe Produktionsgeschwindigkeit, sehr geringe Meßkraft) eine kontinuierliche Meßwerterfassung möglich» Im plastischen Zustandsbereich von Werkstoffen sind die bekannten technischen Lösungen weder zur kontinuierlichen noch zur diskontinuierlichen Meßwerterfassung geeignet, da die auftretenden Meßkräfte zu einer Deformation der Meßobjektoberfläche führen. Desweiteren haftet ein mechanischer Meßfühler an der Oberfläche des Meßobjektes im genannten plastischen Bereich und ist somit für die Meßaufgabe nicht einsetzbar»

Auf Grund der technologischen Gegebenheiten bei der Herstellung von geometrisch und maßlich exakten Halbzeugen aus Werkstoffen, die eine plastische Phase während ihrer Verarbeitung durchlaufen ist die meßtechnische Erfassung der Geometrie mit bekannten Meßgeräten erst dann möglich, wenn das Halbzeug, seine endgültige Form, d. h. fixierte Form erreicht hat. Das bedeutet, daß auftretende Form- und Maßabweichungen erst nach einer bestimmten, vom Abstand Formgebungswerkzeug-Meßeinrichtung und der Produktionsgeschwindigkeit abhängigen Zeit registriert werden. Das zu späte Erkennen der Geometrieabweicbung ist unter Produktionsbedingungen nicht vertretbar, da es zur Ausschußbildung führt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Meßwerterfassung von Halbzeuggeometrien bei der Profilstrangherstellung von Plastwerkstoffen, bei dem die Ausschußquote gesenkt wird sowie eine Produktivitätssteigerung bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung der hergestellten Produkte erreicht werden soll.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren soll weiterhin erreicht werden, daß die Herstellung von Präzisionshalbzeugen in geforderter guter Qualität realisierbar ist.

- 3 Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe ein Verfahren zur kontinuierlichen, berührungslosen Meßwerterfassung von Halbzeuggeometrien bei der Profilstrangherstellung von Plastwerkstoffen mit reflektierender Oberfläche zu entwickeln, womit die Beurteilung der Oberflächenform und der Winkelgenauigkeit in guter Qualität gegeben ist und eine gezielte Regelung des Profilherstellungsprozesses realisierbar ist»

Folgendes Prinzip liegt dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde.

Ein auf die Oberfläche oder in den zu prüfenden Winkel des zu beurteilenden Profilstranges projeziertes Licbtband wird reflektiert und mittels Beobachtungssystems und Auswertungssystems dargestellt und verarbeitet.

Sowohl Projektions- als auch Beobachtungssystem des Meßgrößenaufnehmers, der nach dem an sich bekannten Lichtschnittprinzip arbeitet, sind durch eine gleiche, dem interessierenden Meßbereich am Meßobjekt angepaßten optischen Vergrößerung bzw. Verkleinerung charakterisiert. Die Lichtintensität der Beleuchtungseinrichtung für das Projektionssystem ist dem Reflexionsvermögen der Meßobjektoberfläche angepaßt und in einem großen Bereich durch eine Blende variierbar« Das Reflexionsbild widerspiegelt die Oberflächenform bzw. Winkelgenauigkeit am Meßobjekt.

Das im Beobachtungssystem erscheinende Bild wird mittels einer Fernsehkamera erfaßt und auf einem Monitor vorzugsweise vergrößert dargestellt.

Somit ist ein Vergleich zur mit Meßnormalen erhaltenen Sollgeometrie des Meßobjektes gegeben.

Durch die sofortige Auswertung der gewonnenen Meßsignale mittels eines elektronischen Bilddigitalisier- und Bildauswertegerätes ist ein unverzüglicher Regeleingriff in den technologischen Verfahrensablauf der Halbzeugherstellung gegeben.

Vorteile der Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren sind, daß einmal die Istwerterfassung bereits im plastischen Bereich des herzustellenden Halbzeuges erfolgt und somit eine Minimierung des Ausschusses gegeben ist und zum anderen die Meßwerte unabhängig von der auftretenden Temperatur am Meßort erfaßt werden, ohne daß dadurch Meßfehler entstehen. Weiterhin hat die Erfindung den Vorteil, daß eine Produktivitätssteigerung bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung der hergestellten Produkte gegeben sind und daß damit die Herstellung von Präzisionsprofilsträngen möglich ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß hiermit die gesamte Oberflächenform und die Winkelgenauigkeit kontinuierlich beurteilbar ist, das bedeutet, daß die bisher hierfür notwendigen diskreten Meßstellen entfallen, und die Beurteilung bereits in der plastischen Phase erfolgen kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß mehrere Meßorte hintereinander mit einem Meßgrößenaufnehmer nach dem Lichtschnittmeßprinzip und einer Fernsehkamera erfaßt werden, d.h., daß eine Endmaßkontrolle des Profilstranges in der festen Phase erfolgt.

Letztlich besteht eine Ausführung darin, daß ein schwenkbarer oder mehrere am Umfang definiert angeordnete Meßgrößenaufnehmer nach dem Lichtschnittprinzip angeordnet werden. Dabei ist ein Vorteil, daß die gesamte Außenkontur des Profilstranges beobachtet, verglichen, analysiert und über Regel- und Stelleinrichtungen beeinflußt werden kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Ausschnitt aus einer Strangpreßanlage zur Herstellung von Stranggußprofilen. Wach Austritt des plastischen, der Querschnittsform des Form·*- gebungswerkzeuges 1 entsprechenden Profilstranges 2, wird dessen Oberflächenform "berührungslos durch einen Meßgrößenauf-

nehmer 3, der nach dem Lichtachnittprinzip arbeitet, dargestellt.

Durch die entsprechend gewählte Breite des progizierten Lichtspaltes ist die gesamte Oberflächenform kontinuierlich dargestellt. Diese wird von Kamera 4 erfaßt und auf einen Monitor 5 übertragen.

Hier erfolgt mittels ansich bekanntem Bilddigitalisiergerät und Bildanalysegerät 7 ein Vergleich mit der gespeicherten, gewünschten Sollgeometrie.

Bei auftretenden Abweichungen wird eine Regulierung des Plaststranges über dem Regler 8 und das Stellglied 9, der Abzugsgeschwindigkeit ausgelöst. Die Meßwerterfassung im Bereich der plastischen Phase des Profilstranges 2 nach dem Pormgebungswerkzeug 1 ist besonders für eine schnelle totzeitarme Regelung vorteilhaft.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur kontinuierlichen, berührungslosen Meßwerterfassung von Halbzeuggeometrien bei der Profilstrangherstellung von Plastwerkstoffen mit reflektierenden Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem nach dem Lichtschnittprinzip arbeitenden Meßgrößenaufnehmer (3) im Bereich der plastischen Phase des Profilstranges (2) die Oberflächenform dargestellt wird, diese von einer Fernsehkamera (4) erfaßt und auf einen Monitor (5) zur Sichtwiedergabe und zum Vergleich mit der Sollgeometrie übertragen und bei Abweichungen davon mittels eines Bilddigitalisiergerätes (6) und eines Bildanalysegerätes (7) die Regulierung des Plaststranges ausgelöst wird.

2« Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in der festen Phase des Profilstranges (2) die Endmaßkontrolle erfolgt.

3« Verfahren nach Punkt 1 oder nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines schwenkbaren Meßgrößenauf nebmers (3) die Meßwerterfassung an definierten Stellen des Umfanges des Profilstranges (2) erfolgt,

4» Verfahren nach Punkt 1 oder nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß mittels mehrerer Meßgrößenaufnehmer (3.), die am !Anfang definiert angeordnet sind, die Meßwerterfassung des Profilstranges (2) erfolgt.

Hitfiu 1 Blafcb Zeichnungen