DE19623159C2 - Verfahren und Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers unter Erfassung eines Temperaturfeldes des Körpers - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers unter Erfassung eines Temperaturfeldes des KörpersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur
Beurteilung eines Körpers, insbesondere einer Oberfläche
und/oder oberflächennaher Bereiche desselben unter Erfassung
eines Temperaturfeldes des Körpers.
Bekanntlich sind Energieumwandlungsprozesse mit der Entstehung
von Wärme verbunden. Dabei wird stets ein Teil der Energie in
Wärmeenergie, häufig Verlustenergie, umgewandelt. Körper können
Wärme in Form von Strahlung abgeben, welche mit geeigneter
Technik, z. B. Thermometern, Thermosensoren, Thermokameras usw.
aufgefangen und gemessen werden kann. Diese Information über
die Temperatur kann zur Charakterisierung des aktuellen Zu
stands des Körpers bzw. der (wärme-)energieverändernden Prozes
se in Verbindung mit dem Körper genutzt werden.
Thermographische Methoden zur Temperaturbestimmung oder zur
Feststellung von Temperaturunterschieden beruhen auf der Tatsa
che, daß jeder Körper, seiner Temperatur entsprechende elektro
magnetische Strahlung aussendet. Dabei wird unsichtbare Wär
mestrahlung meist berührungsfrei gemessen.
Die Entwicklung der Infrarotthermographie ermöglicht es, sicht
bare Bilder von Temperaturunterschieden und thermischen Vorgän
gen darzustellen. Infrarotgeräte dienen insbesondere der bild
lichen Darstellung flächenmäßiger Strahlungsverteilungen. Da
durch werden Einblicke in komplexe Zusammenhänge auch über flä
chenmäßig große Bereiche möglich. Im Gegensatz zu anderen Ana
lysesystemen werden Informationen nicht nur punkt- oder linien
förmig, sondern auch als Feldinformationen erhalten.
Die erfaßten Thermaldaten ermöglichen dann sowohl die Auswer
tung konkreter Einzeltemperaturen gesonderter Meßpunkte, als
auch einen schnellen und rationellen Überblick über den gesam
ten gewünschten Flächenbereich.
Es gibt des weiteren im Infrarotbereich arbeitende videothermo
graphische Systeme, die der Inprozeßmessung, Registrierung und
Auswertung thermischer Vorgänge dienen.
Die Infrarottechnik ist eine wirtschaftlich bereits anerkannte
Meßmethode, die komplexe Zusammenhänge erfaßbar macht. Trotzdem
wird die Infrarottechnik insbesondere in der Umformtechnik bei
sogenannten "kalten" Prozessen bisher nicht eingesetzt, da für
diese berührungslose Messung das Fehlen eines Ansatzpunktes
aufgrund augenscheinlich fehlender Wärmequellen angenommen
wird.
Ferner wird diese obengenannte Vorgehensweise der Temperaturbe
stimmung bei Körpern genutzt, die vollständig oder zumindest in
bestimmten Bereichen natürlich warm sind, infolge technologi
scher Prozesse erwärmt wurden, oder bei denen die Erwärmung
bzw. Wärmeveränderung naturgemäß aufgrund irgendeines notwendi
gen Energieumwandlungsprozesses erfolgte.
Zum Beispiel werden im Bauwesen derartige Verfahren zur Tempe
raturmessung, Temperaturfeldbestimmung und Temperaturfeldanaly
se zur Feststellung der Wärmeverluste an Gebäuden genutzt. Aber
auch im Maschinenbau, insbesondere im Bereich der Warmumformung
(heiße Schmiedeteile bzw. Werkzeug) oder bei der Analyse der
mit Reibung verbundenen Erscheinungen werden diese Verfahren
angewandt.
Bei bisherigen Lösungen zur Beurteilung eines Körpers, insbe
sondere einer Oberfläche und/oder oberflächennahen Bereichen
desselben, die nicht auf thermographischen Methoden beruhen,
sind der hohe apparative Aufwand, Begrenzungen auf kleine Ober
flächenabschnitte, Schwierigkeiten der Integration in laufende
Prozeßabläufe oder unzulängliche Zuverlässigkeit als nachteilig
erachtet worden.
Aus der Druckschrift DD 275 739 A1 ist ein Prüfverfahren bekannt
für Turbinenschaufeln, bei dem eine Schaufelblattspitze eine li
nienförmige Erwärmung am Blattumfang oder auf der Stirnseite er
fährt. Bei diesem Verfahren wird mit der Ausbreitung des Tempera
turfeldes hin zum Schaufelfuß der Wärmestrom mittels einer Ther
movisionskamera mit angeschlossenem Bildschirm beobachtet. Dabei
soll eine auftretende Unstetigkeit in der Temperaturverteilung
als Rißstelle erkannt und registriert werden.
Gemäß dieser Druckschrift werden also lediglich Rißstellen von
Turbinenschaufeln ermittelt. Daraus ergeben sich aber keine Aus
sagen, mit welchen Parametern dieser Körper in Form einer Turbi
nenschaufel optimal bearbeitet werden kann.
Aus der Druckschrift DE 28 48 099 A1, die sich im wesentlichen
mit einem dem der obengenannten Druckschrift ähnlichen Prüfver
fahren befaßt, ist es bekannt, daß die Temperatur während oder
unmittelbar nach der Erwärmung abgelesen wird. Obwohl darin auf
der Seite 2 im ersten vollständigen Absatz angegeben wird, daß
sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Prüfung von Metall
knüppeln zum Nachweis von Rissen und Oberflächenfehlern befaßt,
ergibt sich aber ganz deutlich aus den folgenden Beschreibungs
seiten, daß lediglich eine Rißprüfung stattfindet. Somit gelten
auch hier die gleichen Argumente bezüglich fehlender Bearbei
tungsparameter, die bereits schon im Zusammenhang mit der zuerst
genannten Druckschrift angegeben wurden.
Im wesentlichen gilt dies auch für die Offenbarung der Druck
schrift DE-AS 17 98 028, die eine Oberflächenabtastanordnung zur
zerstörungsfreien Prüfung von Werkstücken betrifft. Allerdings
sollen hier gemäß der einzig offenbarten Ausführungsform warme
Bleche überprüft werden, um zwischen fehlerhaften und einwand
freien Stellen des Werkstücks unterscheiden zu können.
Daraus ergibt sich, daß auch hier lediglich Fehler ermittelt wer
den sollen, die zum Ausschuß der fehlerhaften Stellen führen,
nicht aber Bearbeitungsparameter ermittelt werden.
Hinzu kommt, daß die vorzugsweise zwei Strahlungsempfänger auf
zwei Stellen des Blechbandes fokussiert sind, so daß in keinem
Fall eine gesamte Fläche geprüft wird. Das ändert sich auch dann
nicht, wenn mehrere fokussierte Strahlungsempfänger verwandt wer
den.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
Sowie eine Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers der ein
gangs genannten Art anzugeben, die mit technisch einfachen Mit
teln stets eine zuverlässige Aussage über den Ist-Zustand, ins
besondere der Oberfläche und/oder oberflächennaher Bereiche ei
nes Körpers ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Beurteilung eines
Körpers der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch ge
löst, daß der Körper in einer Behandlungsstation über seine
Oberfläche energetisch beeinflußt, gleichzeitig oder anschlie
ßend das Temperarturfeld des energetisch beeinflußten Körpers
erfaßt und in Abhängigkeit von dem erfaßten Temperaturfeld des
energetisch beeinflußten Körpers dieser in einer Bewertungssta
tion bewertet wird.
Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Beurtei
lung eines Körpers der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
gelöst durch eine Behandlungsstation zur energetischen Beein
flussung des Körpers vor oder während einer Temperaturfassung
durch die Temperaturmeßeinrichtung und eine Bewertungsstation
zur Verarbeitung von Informationen der Temperaturmeßeinrich
tung.
Die energetische Beeinflussung des Körpers kann dabei mecha
nisch, chemisch oder physikalisch erfolgen.
Eine noch umfassendere Beurteilung des Körpers, insbesondere
seiner Oberfläche und/oder seiner oberflächennahen Bereiche kann
dadurch erhalten werden, daß eine zweite Temperaturmeßeinrich
tung gegenüber der ersten Temperaturmeßeinrichtung angeordnet
ist, wobei der Körper zwischen beiden Temperaturmeßeinrichtun
gen einführbar ist.
Eine Vereinfachung der Auswertung der ermittelten Temperatur
wird dadurch erreicht, daß vor der Behandlungsstation zur ener
getischen Beeinflussung eine dritte Temperaturmeßeinrichtung
vorhanden ist, der gegenüber auch wiederum eine vierte Tempera
turmeßeinrichtung vorgesehen werden kann, da dadurch die Diffe
renz der Temperaturen vor und nach der energetischen Beeinflus
sung durch die Behandlungsstation und zusätzliche Informationen
erhalten werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Behandlungssta
tion zur energetischen Beeinflussung dazu ausgelegt, die Tempe
ratur des Körpers, insbesondere seiner Oberfläche, zu erhöhen,
was beispielsweise mit einem oder zwei einander gegenüber ange
ordneten Wärmestrahlern erreicht werden kann.
Als Temperaturmeßeinrichtung wird bevorzugt eine Thermokamera
verwendet.
Die Einrichtung eignet sich besonders zur Beurteilung eines
Körpers, insbesondere seiner Oberfläche und/oder seiner ober
flächennahen Bereiche, wenn der Körper ein Blech ist, es können
aber selbstverständlich auch Oberflächen anderer Körper damit
bestimmt werden.
Eine bevorzugte, aber nicht ausschließliche Verwendung dieser
Einrichtung besteht darin, diese in die Produktionsstraße eines
Produktes zu integrieren, insbesondere vor dem eigentlichen
Produktions- bzw. Umformprozeß.
Beispielsweise könnte diese Produktionsstraße zur Herstellung
geformter und/oder tiefgezogener Blechteile dienen. Eine derar
tige Produktionsstraße enthält dann vorteilhafterweise eine er
ste Station zur Prozeßvorbereitung des Körpers, in der z. B. ei
ne Haspel vorhanden ist oder das Blech zugeschnitten und ggf.
beschichtet und befettet wird, sowie eine nachgeschaltete Pres
se. Zwischen dieser ersten Station und der Presse ist dann die
Einrichtung angeordnet, um bevorzugt den Ausgangszustand
(Eingangsparameter) von Oberflächen oder oberflächennahen Be
reichen des Bleches großflächig vor Beginn nachfolgender Um
formprozesse zu erfassen. Dabei ist es von Vorteil, wenn die
Produktionsstraße noch eine der Einrichtung nachgeschaltete
zweite Station aufweist, in der das Blech nachbehandelt oder
ausgesondert werden kann.
Die Erfindung kann daher vorzugsweise, jedoch nicht ausschließ
lich bei Umformprozessen, wie z. B. dem Tiefziehen, Anwendung
finden, bei denen die mit der Oberfläche oder oberflächennahen
Bereichen von Werkstück und Werkzeug in Beziehung stehenden
Vorgänge im tribologischen System eine maßgebliche Rolle spie
len.
Insbesondere die Erfassung zufälliger, in der Praxis nicht oder
nur schwer beeinflußbarer Zustandsgrößen, wie z. B. Schwankungen
in der Oberflächenstruktur, ist ein bevorzugtes Anwendungsge
biet der Erfindung. Die Prozeßqualität bei der Bearbeitung ei
nes Körpers, insbesondere eines Blechs, ist über das tribologi
sche System beeinflußbar. Dies wurde zwar auch schon bisher an
gestrebt, bereitet jedoch aufgrund der Komplexität der Auswir
kung und Wechselwirkung der Einflußgrößen und der Problematik
ihrer Erfassung unter Produktionsbedingungen Schwierigkeiten.
Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, den Ausgangszustand
von Oberflächen oder oberflächennahen Bereichen von Körpern
(Oberflächenfeingestalt) definiert und großflächig vor Beginn
nachfolgender Prozesse, insbesondere Umformprozesse zu erfassen
und z. B. über Aussonderung oder Nachbesserung Fehler im weite
ren Prozeßablauf vorab zu vermeiden und somit eine Reduzierung
der Produktionskosten zu erzielen.
So können z. B. Informationen über den aktuellen, lokal bzw.
partiell differierenden Zustand der Blechoberfläche (Vorhanden
sein von Fehlern, wie Kratzer, Roststellen u. ä.) und/oder z. B.
die Dicke bzw. Qualität des Schmierfilmes bzw. Schmiermittel
auftrages, über andere vorhandene Beschichtungen oder geometri
sche Parameter (z. B. Blechdicke, Blechdoppelungen) gewonnen und
somit gezielt die Prozeßsicherheit verbessert werden, indem
z. B. mögliche Werkstoff- bzw. materialbezogene Fehler oder Un
zulänglichkeiten in Verbindung mit der Schmierung bereits vor
Beginn anderer (Umform-) Prozesse erkannt und entsprechende
Maßnahmen eingeleitet werden können. Diese Maßnahmen können
z. B. aus einer Fehlerklassifizierung und/oder Auswahl der Be
einflussungsstrategie bestehen.
Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, daß mittels be
stimmter Techniken (z. B. Thermovisionstechnik mit Kamera) groß
flächige Temperaturbilder von Körperoberflächen oder oberflä
chennahen Bereichen aufgenommen und ausgewertet werden. Dabei
wird nicht die ursprünglich bereits vorhandene Temperatur regi
striert, sondern es werden bewußt die untersuchten Bereiche
durch vorab oder parallel ablaufende äußere Beeinflussung zu
Reaktionen veranlaßt, die sich in Temperaturbildern und Tempe
raturfeldern widerspiegeln.
Unter Temperaturbild oder Temperaturfeld ist dabei die flächen
hafte Abbildung des jeweiligen momentanen Temperaturzustandes
der gesamten oder partiellen Oberfläche oder von oberflächenna
hen Bereichen zu verstehen.
Unter Berücksichtigung des Zeitfaktors und der Randbedingungen
bestimmt die durch die vorangehende Beeinflussung bedingte Re
aktion der beeinflußten Bereiche auch bei typisch kalten Ober
flächen von Körpern, wie z. B. Blechplatinen vor dem Tiefziehen,
zwangsläufig die Temperatursituation der Oberfläche.
Die aktuellen, sich unterscheidenden und insbesondere lokal
voneinander abweichenden Zustände an Oberflächen oder in ober
flächennahen Bereichen finden dann ihren Niederschlag in unter
schiedlichen Emissionsfaktoren oder in der unterschiedlich tief
eindringenden Wirkung der Beeinflussung.
Diese Unterschiede sind dann entsprechend erfaßbar. Das führt
beispielsweise zu lokal unterschiedlichen Abbildungen im Ge
samtbild des Temperatur- bzw. Wärmezustandes. Das bedeutet, daß
Unterschiede sich in den Temperaturfeldern auswertbar abbilden.
Das Temperaturfeld wird dabei als Ergebnis und/oder Indikator
der jeweiligen Parameter- und Zustandssituation des Körpers
(Blechs) bzw. seiner Oberfläche betrachtet. Seine Auswertung
und die Interpretation der Ergebnisse unter Berücksichtigung
unterschiedlicher Einflußfaktoren kann mit Hilfe von Erfah
rungswerten vorgenommen werden.
Es wird dabei bewußt die Information der Temperatur- bzw. Wär
mestrahlung ausgenutzt, da Vorgänge mit Energieumwandlung und
Energieverlust ihren Niederschlag in wie auch immer gearteten
Temperaturveränderungen der betroffenen Bereiche hinterlassen.
Die Temperaturveränderungen können genereller oder lokaler Na
tur sein.
Zur Untersuchung der Temperaturfelder kann Thermovisionstechnik
einschließlich Meß- und Auswertungssoftware eingesetzt werden,
die in der Lage ist, auch kleinste Temperaturunterschiede zu
erfassen.
Die möglichst umfassende Kenntnis über das tribologische System
und seiner Elemente ist bei Umformprozessen, insbesondere auch
in der Kaltumformung von größter Bedeutung und vorrangigem In
teresse. Dadurch kann die Prozeßqualität bei der Bearbeitung
oder Behandlung des Körpers gezielt beeinflußt werden. Eine we
sentliche Funktion in diesem System kommt der Oberfläche von
Werkstücken und Werkzeug, insbesondere der Oberfläche von
Blechplatinen zu.
Entgegen bisherigen Lösungen ergeben sich durch die erfindungs
gemäße Lösung zur Beurteilung eines Körpers, insbesondere sei
ner Oberfläche und/oder seiner oberflächennahen Bereiche, Vor
teile, insbesondere bezüglich der Komplexität der Erfaßbarkeit
von Zuständen, Eigenschaften und deren Veränderungen und der
Integration in laufende Prozeßabläufe. Außerdem ist die Beur
teilung eines Körpers nun nicht mehr auf kleine Oberflächenab
schnitte begrenzt.
Durch umfassende Kenntnis der tatsächlich Eingangsparameter
kann auf nicht reproduzierbare Parameterschwankungen und tribo
logische Bedingungen (z. B. der Änderung der Oberflächenfeinge
stalt, der Blechdicke oder der Schmierstoffmenge) reagiert wer
den. Durch Ausnutzen moderner Umform-Maschinentechnik und fle
xibles Reagieren, prozeßspezifische Optimierung und gezielte
Steuerung und Regelung der Maschineneinstellparameter und somit
durch Beeinflussung bzw. Berücksichtigung der konkreten Umform
bedingungen wird die Fertigung qualitätsgerechter Werkstücke
vereinfacht bzw. erst ermöglicht. Dies ist insbesondere dann
der Fall, wenn die Eingangsparameter der zu bearbeitenden Kör
per vor dem ersten Bearbeitungsschritt als Ist-Werte vorliegen,
die dann entsprechend verarbeitet und geändert werden können.
Es können also die Produktionsrahmenbedingungen an die Ist-
Werte und/oder die Ist-Werte an die Produktionsrahmenbedingun
gen angepaßt werden. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht
insbesondere die Feststellung und Erfassung des Ist-Zustandes
des Werkstücks (Bleches) vor Beginn des eigentlichen Ferti
gungsprozesses (hier: umform-technische Formgebung).
Weiterhin ist mit der erfindungsgemäßen Lösung auch eine Feh
lererfassung möglich. So kann z. B. festgestellt werden, ob in
fehlerhafter Weise zwei aneinanderhaftende Bleche der weiteren
Fertigung (insbesondere Umformung) zugeführt wurden, so daß ei
ne entsprechende Korrektur erfolgen kann.
Die erfindungsgemäße Lösung kann daher die Reproduzierbarkeit,
die Prozeßstabilität und somit eine verbesserte Ausnutzung der
Anlagentechnik durch Vorab-Information zu den konkreten tribo
logischen Bedingungen der zu verarbeitenden Werkstücke, Aus
gangsformen oder Rohteile unter Fertigungsbedingungen sicher
stellen. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht des weiteren
die Automatisierbarkeit der oben angegebenen Prozesse. Außerdem
kann die Erfindung ebenfalls Anwendung für die Zustandserfas
sung anderer Elemente des tribologischen Systems, insbesondere
von Werkzeugoberflächen finden.
Andere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in
weiteren Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Ausführungsfor
men und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben
werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers, ins
besondere seiner Oberfläche und/oder seiner oberflä
chennahen Bereiche gemäß einer ersten Ausführungs
form;
Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ausführungsform mit einer
zusätzlichen Temperaturmeßeinrichtung; und
Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel für eine Einrichtung zur Beur
teilung eines Körpers in einer Produktionsstraße für
ein Blechteil.
In der Fig. 1 ist eine Einrichtung 10 dargestellt, in der das
Temperaturfeld eines Blechs 12 von einer ersten Thermokamera 14
erfaßt werden kann. Wahlweise kann der ersten Thermokamera 14
gegenüber eine zweite Thermokamera 14a angeordnet sein, wobei
das zu untersuchende Blech 12 sich zwischen beiden Thermokame
ras 14 und 14a befindet, die mit einer Bewertungsstation 19
verbunden sind. Eine Behandlungsstation zur energetischen Be
einflussung ist neben der ersten Thermokamera 14 angeordnet und
besteht beispielsweise im wesentlichen aus einem ersten Wär
mestrahler 18. Wenn die zweite Thermokamera 14a vorhanden ist,
ist auch auf der gleichen Blechseite ein dem ersten Wärmestrah
ler 18 gegenüber angeordneter zweiter Wärmestrahler 18a vorge
sehen.
Eine Einrichtung 20 zur Beurteilung eines Blechs 22 gemäß Fig.
2 unterscheidet sich von der Einrichtung 10 von Fig. 1 ledig
lich darin, daß neben einem Wärmestrahler 28 eine dritte Ther
mokamera 26 angeordnet ist. Der erste Wärmestrahler 28 befindet
sich dabei zwischen diesen beiden Thermokameras 24 und 26. Ein
zweiter Wärmestrahler 28a kann dann auch wieder dem ersten Wär
mestrahler 28 gegenüber angeordnet sein.
Auch in dieser Ausführungsform können wahlweise noch eine zwei
te Thermokamera 24a sowie eine vierte Thermokamera 26a der er
sten Thermokamera 24 bzw. der dritten Thermokamera 26 gegenüber
angeordnet sein. Die Thermokameras 24, 24a, 26 und 26a sind
auch in dieser Ausführungsform an eine Bewertungsstation 29 an
geschlossen.
In Fig. 3 ist ein Anwendungsbeispiel für die in den Fig. 1 und
2 gezeigten Einrichtungen 10 und 20 dargestellt.
In Fig. 3 ist schematisch eine Produktionsstraße für einen Um
form- bzw. Tiefziehvorgang eines Bleches 32 gezeigt. Diese Pro
duktionsstraße besteht aus einer ersten Station 40, einer nach
geschalteten Einrichtung 30 zur Beurteilung eines Blechs 32,
insbesondere seiner Oberfläche und/oder seiner oberflächennahen
Bereiche, einer zweiten Station 44 zur Nachbehandlung bzw. Aus
sonderung des Blechs 32 und einer Presse 42.
In der Vorbereitungsetappe für einen Umformprozeß, hier ein
Tiefziehvorgang in der Presse 42, sind bestimmte Maßnahmen er
forderlich, um die Bleche 32 vorzubereiten, bereitzustellen und
der Presse 42 zuzuführen. Der Komplex dieser Abläufe wird in
der ersten Station 40 durchgeführt. Fehler oder Unzulänglich
keiten betreffend den Zustand des Bleches 32 in diesem Stadium,
die nicht erkannt werden und auf die somit nicht reagiert wer
den kann, schleppen sich normalerweise durch den gesamten, zu
meist mehrstufigen und aufwendigen Nachfolgeprozeß durch und
verursachen Ausfallkosten.
Deshalb wird, anders als herkömmlich, dem nachfolgenden Durch
lauf durch die Presse 42 die Einrichtung 30 zur Beurteilung des
Bleches 32 vorgeschaltet. Diese Einrichtung 30 besteht aus ei
ner ersten Thermokamera 36, einer Behandlungsstation bzw. einem
Wärmestrahler 38 und einer zweiten Thermokamera 34. Ein Diffe
renzsignal der Thermokameras 36 und 38 wird einer Bewertungs
station 39, die ihrerseits mit z. B. der Presse 42 oder der an
schließenden zweiten Station 44 zur Nachbehandlung oder Ausson
derung des Blechs 32 verbunden ist, angelegt.
Das zu untersuchende Blech 32 läuft in Transportrichtung 46 in
kontinuierlichem oder diskontinuierlichem Ablauf durch die Ein
richtung 30. Mit der ersten Thermokamera 36 wird das Tempera
tur- bzw. Wärmebild des Bleches 32 im Ausgangzustand erfaßt. In
der Behandlungsstation 38 wird eine, den Energiezustand der
Oberfläche bzw. oberflächennaher Bereiche beeinflussende Ein
wirkung, z. B. eine Wärmebestrahlung durch den Wärmestrahler 38,
auf das Blech 32 vorgenommen. Mit der zweiten Thermokamera 34
wird das resultierende Temperatur- bzw. Wärmebild des Bleches
32 nach dieser Beeinflussung erfaßt. Da die beiden Thermokame
ras 34 und 36 vorzugsweise in ihrer Kalibrierung abgestimmt
sind, beinhalten die Inhomogenitäten und Differenzen der beiden
Temperatur- bzw. Wärmebilder vor und nach der Beeinflussung In
formationen über z. B. lokale Oberflächenunterschiede.
Über die Bewertungsstation 39 können dann aufgrund von Erfah
rungswerten Rückschlüsse bezüglich des Zustandes und von Eigen
schaften der Oberfläche und/oder oberflächennaher Bereiche ge
zogen werden. Diese Erkenntnisse werden zur weiteren Steuerung
der Fertigung verwendet. Diese Steuerung kann z. B. eine Nachbe
handlung oder Ausschleusung fehlerhafter Platinen bzw. Bleche
32 in der zweiten Station 44 und/oder eine Veränderung der Ein
stellparameter der Presse 42, z. B. Niederhalterdruck oder par
tielle Ziehkissenkräfte umfassen.
Claims (20)
1. Verfahren zur Beurteilung eines Körpers, insbesondere ei
ner Oberfläche und/oder oberflächennaher Bereiche desselben,
unter Erfassung eines Temperaturfeldes des Körpers, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Körper (12; 22; 32) in einer Behandlungs
station (18, 18a; 28, 28a; 38) über seine Oberfläche energe
tisch beeinflußt, gleichzeitig oder anschließend das Tempera
turfeld des energetisch beeinflußten Körpers (12; 22; 32) er
faßt und in Abhängigkeit von dem erfaßten Temperaturfeld des
energetisch beeinflußten Körpers (12; 22; 32) dieser in einer
Bewertungsstation (19; 29; 39) bewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Temperaturfeld des Körpers (22; 32) durch eine erste Thermoka
mera (24; 34) stromaufwärts der Behandlungsstation (28; 38) und
durch eine zweite Thermokamera (26; 36) stromabwärts der Be
handlungsstation (28, 28a; 38) erfaßt wird, die Temperaturfel
der miteinander verglichen werden und in Abhängigkeit von dem
Vergleich der Körper (22; 32) bewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Temperaturfeld auf zwei einander entgegengesetzten
Oberflächen des Körpers (12; 22; 32) vor und/oder nach der Be
handlungsstation (18, 18a; 28, 28a; 38) erfaßt wird.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprü
che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der Beurtei
lung der Körper (12; 22; 32) entweder nachbehandelt oder ausge
sondert werden kann.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprü
che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein umzu
formendes Blech (12; 22; 32) ist und daß durch die Bewertung
Randbedingungen für nachfolgende Umformprozesse erhalten wer
den.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprü
che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12; 22;
32) in der Behandlungsstation (18; 28; 38) mechanisch, chemisch
oder physikalisch energetisch beeinflußt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche des Körpers (12; 22; 32) in der Behandlungsstation
(18; 28; 38) erwärmt wird.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprü
che 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Produkti
onsablauf für eine Umformung des Blechs (32) integriert ist.
9. Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers (12; 22; 32), insbesondere einer
Oberfläche und/oder eines oberflächennahen Bereiches desselben mit einer Be
handlungsstation (18, 18a; 28, 28a; 38) zur energetischen Beeinflussung des Körpers
(12; 22; 32) über dessen Oberfläche vor oder während einer Temperaturerfassung, mit
einer Temperaturmeßeinrichtung (14; 24; 34) zur Ermittlung eines Temperaturfeldes
und mit einer Bewertungsstation (19; 29; 39) zur Verarbeitung von Informationen der
Temperaturmeßeinrichtung (14; 24; 34).
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Behandlungsstation (18, 18a; 28, 28a; 38) die Energie
des Körpers (12; 22; 32) mechanisch, chemisch oder physikalisch
veränderbar ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch
eine zweite Temperaturmeßeinrichtung (14a), die der ersten Tem
peraturmeßeinrichtung (14) gegenüberliegend angeordnet ist, wo
bei der Körper (12) zwischen beiden Temperaturmeßeinrichtungen
(14, 14a) einführbar ist.
12. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch eine dritte der Behand
lungsstation (28, 28a) zur energetischen Beeinflussung vorge
schaltete Temperaturmeßeinrichtung (26).
13. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine
vierte Temperaturmeßeinrichtung (26a), die der dritten Tempera
turmeßeinrichtung (26) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei
der Körper (22) zwischen beiden Temperaturmeßeinrichtungen (26,
26a) einführbar ist.
14. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungs
station (18, 18a; 28, 28a; 38) zur energetischen Beeinflussung
eine Temperatur der Oberfläche des Körpers (12; 22; 32) erhöht.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Behandlungsstation zur energetischen Beeinflussung minde
stens einen Wärmestrahler (18, 18a; 28, 28a; 38) aufweist.
16. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur
meßeinrichtung (14) eine flächenmäßige Erfassung, eine Thermo
kamera oder eine Infrarotkamera ist.
17. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur
meßeinrichtungen (24, 26) einheitlich kalibriert sind.
18. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein
Blech (12; 22; 32) ist.
19. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur
meßeinrichtung (14; 24; 34) innerhalb der Behandlungsstation
(18; 28; 38) angeordnet ist.
20. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß stromab derselben
eine Nachbehandlungs- oder Aussonderungsstation (44) für den
Körper (32) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996123159 DE19623159C2 (de) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Verfahren und Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers unter Erfassung eines Temperaturfeldes des Körpers |
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DE1996123159 Expired - Fee Related DE19623159C2 (de) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Verfahren und Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers unter Erfassung eines Temperaturfeldes des Körpers |
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DE (1) | DE19623159C2 (de) |
Cited By (2)
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1996
- 1996-06-10 DE DE1996123159 patent/DE19623159C2/de not_active Expired - Fee Related
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