DE3317428C2 - - Google Patents

Description

Durch die DE-OS 31 09 437 ist eine Einrichtung der im Gattungsbegriff des Hauptanspruchs genannten Art bekannt, die im wesentlichen eine mit einem Fehlerprüfkopf über einen Rechner verbundene Markierungsvorrichtung aufweist, bei der der konstruktive Aufwand gegenüber bis dahin bekannten Einrichtungen dieser Art reduziert ist und gleichzeitig eine höhere Genauigkeit der transversalen Fehlerortsmarkierung erreicht wird. - Durch die DE-OS 28 52 768 ist ferner ein Verfahren zur Ultraschallprüfung von Rohren, Stangen, Blechen und Bändern bekannt, bei dem in einer Linie senkrecht zur Fehlererwartungsachse hintereinander angeordnete Ultraschall-Schwinger vorgesehen sind, die einzeln als Sender oder getrennt als Sender und Empfänger nach vorgegebenen Prüfungsprogrammen getaktet werden und bei denen vorzugsweise innerhalb eines Taktes ein Schwinger als Sender und mindestens ein Schwinger als Empfänger geschaltet ist. Hierbei soll nur dann eine Fehleranzeige erfolgen, wenn innerhalb eines Prüfzyklus der den Ultraschallimpuls abgebende Schwinger nach Umschalten auf Empfang das gleiche Fehlersignal an einen zweiten Schwinger nach mindestens gleichem Sprungabstand weitergegeben hat. Hierbei erfolgt zweimal ein getrenntes Erfassen eines Fehlers und die eindeutige Aussage, daß ein echter Fehler vorliegt. - Abgesehen von der Notwendigkeit des jeweiligen Einstellens der Sender und Empfänger in Anpassung an den Rohrdurchmesser wird bei diesem Verfahren die erste Anzeige mittels desselben Signals überprüft. Ist daher das Erfassen einer Fehlerstelle durch dieses Signal fehlerhaft, so sind alle Anzeigen, die durch dieses Signal bewirkt werden, mindestens ungenau, wenn nicht falsch.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der oberbegrifflichen Art zu schaffen, mit der kontrolliert werden kann, ob die festgestellten Fehler auch ortsgetreu markiert worden sind, wodurch bezweckt wird, den Ausschuß an fehlerhaftem Rohrmaterial aufgrund ungenauer Markierung möglichst gering zu halten und eine genaue und sichere Angabe über die Lage der Fehler zu gewinnen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor. - Die Merkmale der Unteransprüche dienen der Weiterentwicklung der Einrichtung nach dem Hauptanspruch.

Mit der Erfindung wird eine Einrichtung geschaffen, bei der ein Soll-Ist-Vergleich in einem Rechner zwischen den Werten, die die Fehlerprüfvorrichtung nach Lage und Größe der Fehler ermittelt hat und den Werten einer Kontrollvorrichtung vorgenommen werden kann. Der Rechner stellt fest, ob die Markierungen an den Fehlerstellen auf dem Rohr richtig angebracht sind und das Abstechen der Rohre an Stellen erfolgt, die einen möglichst geringen Ausschuß gewährleisten. Des weiteren bietet die erfindungsgemäße Einrichtung den Vorteil, die Gesamtlänge eines Rohres berührungslos ermitteln zu können, um festzustellen, ob die Restrohrlänge hinter der letzten Fehlstelle des Rohres noch als Rohrstück verwendungsfähig ist.

An Hand der Zeichnung ist die Einrichtung nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 die Einrichtung der Erfindung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Abschnitt eines Rohres mit einer rohrförmigen Markierung,

Fig. 3 eine Markierung, bei der die Enden von Markierungslinien die Lage und den Umfang der Fehlstelle erkennen lassen und

Fig. 4 eine Fehlerprüfvorrichtung mit drei Prüfköpfen.

Das zu prüfende Rohr 1, dem in äquivalenter Weise ein anderes querschnittsrundes Werkstück gleichzustellen ist, durchläuft die Meßstrecke S ₁ zwischen einer ersten Licht­ schranke 2 und einer zweiten Lichtschranke 3 bekannter Art.

Das das Rohr mit konstanter Bewegung in Richtung des Pfeiles 4 vom Anfang der Einrichtung bis zu deren Ende (vgl. Pfeil 5 in Fig. 1) bewegt wird, wobei das Rohr in konstante Drehung versetzt wird, läßt sich die Vorschubgeschwindigkeit V des Rohrvorschubes ermitteln. Beim Durchtritt der vorderen Stirnkante des Rohres 1 durch die Lichtschranken 2 und 3 werden Impulse auf einen Rechner 6 gegeben, der aus der Strecke S ₁ zwischen den Lichtschranken und der ermittelten Zeit zwischen den Impulsen der beiden Lichtschranken die exakte Rohrgeschwindigkeit errechnet.

Über den internen Taktgenerator des Rechners (Mikropro­ zessors) ist nunmehr die vordere Rohrstirnkante über den gesamten Meß- und Prüfweg verfolgbar. - Beim Durchtreten der vorderen Rohrstirnkante kann bei nachfolgenden Licht­ schranken eine Weg- und Zeitkontrolle erfolgen und, falls dies erforderlich ist, eine Korrektur der errechneten Werte durchgeführt werden.

Im weiteren Verlauf seines Vorschubes gelangt das Rohr nach einer Strecke S ₂ hinter den beiden Lichtschranken in die Fehlerprüfvorrichtung in Form des Fehlerprüfkopfes 7, der das Rohr ringartig umschließt und vorzugsweise im winkelmäßigen Abstand an seiner Innenseite einzelne Prüfkopfelemente 16, 17, 18 (Fig. 4) trägt. Dem Rechner 6 werden von den einzelnen Prüfkopfelementen die Daten der ermittelten Fehler in ihrer ortsgetreuen Lage und Größe mittels Impulssignalen übermittelt.

Dem Fehlerprüfkopf 7 ist im Abstand einer Strecke S ₅ eine Fehlermarkierungsvorrichtung 8 nachgeschaltet, die auf dem Rohr an der datenmäßig ermittelten Fehlstelle diese mit lumineszierender Farbe ortsgetreu markiert. Hierzu gibt der Rechner 6 durch seine vorhandenen Schieberegister aufgrund der Wegstrecke S ₅ zeitverzögert die notwendigen Impulse an die Markierungsvorrichtung 8. - Dieser ist ein Lumineszenz­ taster 9 in Vorschubrichtung des Rohres nachgeschaltet. Von diesem wird die Markierung des Fehlers ermittelt und daten­ mäßig in den Rechner 6 nach Lage und Größe eingegeben. Dieser führt laufend einen Vergleich der Positionsdaten des Fehlerprüfkopfes 7 und des Lumineszenztasters 9 durch. Hierzu steht dem Rechner datenmäßig die Strecke S ₆ zur Verfügung. - Stimmen die Positionsdaten des Prüfkopfes 7 und des Lumines­ zenztasters 9 überein, so liegt die durch die Markierungs­ vorrichtung 8 aufgebrachte Markierung an der richtigen Stelle auf dem Rohr.

Um die Lage des Fehlers durch den Prüfkopf 7 dem Rechner 6 übermitteln zu können, ist diesem die Wegstrecke S ₂ zwischen der zweiten Lichtschranke 3 und dem Prüfkopf datenmäßig ein­ gegeben. Aufgrund der Geschwindigkeit und dieser Strecke läßt sich daher von dem Prüfkopf 7 die genaue Lage und Größe des Fehlers bei sich vorwärts bewegendem und sich drehendem Rohr feststellen. Analoges gilt von der Strecke S ₅ und S ₆ zwischen dem Prüfkopf 7 und der Markierungsvorrichtung 8 einerseits und dem Lumineszenztaster 9 andererseits.

Dem ersten Prüfkopf 7 kann ein zweiter Prüfkopf 10 zuge­ ordnet werden, der eine zweite Fehlerart ermittelt. Dessen Werte werden in gleicher Weise auf den Rechner 6 gegeben, da dessen Abstand zu der zweiten Lichtschranke 3 aus den Wegstrecken S ₂ und S ₃ feststeht. Diesem zweiten Prüfkopf 10 ist eine zweite Markierungsvorrichtung 11 zugeordnet, deren Abstand von dem Prüfkopf 10 ebenfalls feststeht und dem Rechner aufgegeben wird. So wie dem Prüfkopf 7, der Markie­ rungsvorrichtung 8 und dem Lumineszenztaster 9 ist dem Prüf­ kopf 10 und der Markierungsvorrichtung 11 ein zweiter Lumi­ neszenztaster 12 zugeordnet.

Zwischen dem zweiten Prüfkopf 10 und der ersten Markierungs­ vorrichtung 8 kann eine weitere Lichtschranke 13 angeordnet sein, die Kontrollfunktion übernimmt.

Auf Höhe der beiden Lumineszenztaster 9 und 12 können weitere Lichtschranken 14, 15 vorgesehen sein; sie dienen zur Über­ prüfung der Fehlermarkierungen bzw. zum Erfassen des Rohr­ anfangs und des Rohrendes.

Zur Ermittlung der Gesamtlänge eines Rohres wird wie folgt verfahren: Aus der Durchlaufzeit über die Strecke S ₁ zwischen den beiden Lichtschranken 2 und 3 wird, wie obenstehend aus­ geführt, die Vorschubgeschwindigkeit r des Rohres 1 ermittelt. Gleichzeitig wird durch die zweite Lichtschranke 3 der Zeitpunkt festgehalten, an welchem die Stirnkante des Rohres diese Lichtschranke durchfährt. Ferner wird aber auch das Durchfahren der hinteren Stirnkante des Rohres durch die Lichtschranke 1 gemessen, so daß aus der Zeitdifferenz zwischen der Messung der Lichtschranke 3 und der Licht­ schranke 1 und der vorher gewonnenen Vorschubgeschwindigkeit V des Rohres, dessen Länge unter Berücksichtigung der zu­ rückgelegten Strecke S ₁ ermittelt werden kann.

Die Ausbildung des Prüfkopfes 7 kann derart gestaltet sein, daß dieser an seinem ringartigen Innenumfang z. B. im winkel­ mäßigen Abstand von 120° um die Rohrachsel die Prüfkopfele­ mente 16, 17, 18 aufweist. Beim Drehen und Vorschieben des Rohres bis auf Höhe eines Rohrfehlers erfaßt jedes Element den Fehler auf einem Abschnitt einer schraubenförmigen Linie, wie sie zu mehreren in Fig. 2 dargestellt sind. Diese Linien sind Abtastlinien jedes Prüfkopfelementes am Umfang des Rohres. Der Abstand und die Steigung der Linienabschnitte hängt außer von der Lage des Prüfkopfelementes von der Vor­ schub- und Drehgeschwindigkeit des Rohres ab. Die drei Prüf­ kopfelemente 16, 17, 18 erfassen auf diesen Linienabschnitten die Fehlstelle F derart, daß z. B. dem Prüfkopfelement 16 die Linie 19, die Linie 20 innerhalb des Fehlers F dem Prüfkopfelement 17 und die nächste Linie 21 innerhalb des Fehlers dem dritten Prüfkopfelement 18 zugeordnet ist. Die weitere Linie 22 ist wiederum dem ersten Prüfkopfelement 16, die zweite Linie 23 dem Element 17 und die weitere Linie 24 dem dritten Element 18 zugeordnet, worauf das Spiel von neuem beginnt.

Die Markierung auf dem Rohr kann nun derart erfolgen, daß die Markierungseinrichtung 8 ebenfalls eine ringförmige Ge­ stalt hat und an ihrer Innenseite dicht nebeneinander gele­ gene Düsen trägt, die eine ringartige Markierung auf das Rohr aufbringen. Das Rohr wird daher bei seinem Vorschub und seiner Drehung auf Höhe der Stelle F eine ringartige Markie­ rung R erhalten. - Eine solche Markierung genügt dann, wenn das Rohr an der Vorderseite 25 seiner Markierung R von einem entsprechend breiten Rohrabschnitt getrennt wird und dieser wiederum durch Abstechen entlang der hinteren Ringlinie 26 von dem nächstfolgenden Rohrabschnitt getrennt wird.

Ist die Markierungsvorrichtung mit Düsen versehen, deren Anordnung den Prüfköpfen 16, 17, 18 der Prüfeinrichtung 7 winkelmäßig entsprechen, so werden durch diese Düsen Ab­ schnitte von schraubenförmigen Linien auf dem Rohr gebildet, wie sie die Linien 30, 31, 32, 33, 34, 35 und 36 in Fig. 3 darstellen. Diese Linien sind den einzelnen Prüfkopfelementen 16, 17, 18 und den entsprechend angeordneten Farbdüsen der Markierungseinrichtung 8 zugeordnet. Die gedachte Verbindungs­ linie 37 der jeweiligen Enden der Markierungslinie 30-36 läßt die Größe und Lage der Fehlerstelle deutlich erkennen. Hierzu bedarf es nicht der Einzeichnung der Linie 37 selbst. Im allgemeinen genügt bereits das Erkennen der Enden der Linien 30-36, um den Fehler auszumachen.

Der Prüfkopf 7 mit seinem Elementen 16-18 erfaßt in einem zeitlichen Drehabstand t, der durch die konstante Drehge­ schwindigkeit des Rohres festliegt und dem Rechner 6 einge­ geben ist, den jeweiligen Abstand x eines Fehlermeßpunktes, der von einem Meßkopf erfaßt wird, derart, daß die Anein­ anderreihung der Abstandswerte x 1, x 2, x 3, x 4, x 5 von der Vorderkante V des Rohres (Fig. 3) nach einer bestimmten Drehzeit t die Länge einer Fehlerlinie 30-36 ergibt. Bei dieser Art der Fehlermarkierung bedarf es der Berücksichti­ gung außer der Lage der Meßköpfe 16-18 und der einzelnen Farbdüsen der Drehgeschwindigkeit und der Strecke S ₅ in dem Rechner.

Die Lumineszenztaster erfassen in gleicher Weise die vor­ stehend erläuterten Werte der Linien 30-36 bzw. der vorderen und hinteren Ringränder 25, 26 des Farbringes R und geben diese Werte zum Soll-Ist-Vergleich in den Rechner 6, der diese Werte mit den von dem Prüfkopf 7 eingegebenen Werten vergleicht.

Die gleichen Maßnahmen können in bezug auf den Prüfkopf 10, die Markierung 11 und den Lumineszenztaster 12 vorgenommen werden.

Der Rechner 6 weist mittel- oder unmittelbar eine Fehler­ anzeigevorrichtung 40 auf, die bei Auftreten eines Unter­ schiedes der Daten des Prüfkopfes 7 und der Markierungs­ vorrichtung 8 ein akustisches oder optisches Signal abgibt.

Die Drehgeschwindigkeit und damit die Werte t in Fig. 3 lassen sich in einfacher Weise durch einen einfachen Längs­ strich und dessen Bewegung um eine Rohrumdrehung, d. h. 360° analog der Ermittlung der Vorschubgeschwindigkeit fest­ stellen.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Feststellung und Markierung der genauen Lage und Größe von Fehlerstellen an Rohren während der Längsbewegung des sich dabei drehenden Rohres, mit einer Vorrichtung zum Messen der Rohrvorschubgeschwindigkeit und mit einem Fühlerprüfkopf, der über ein Steuerglied mit einer Fehlermarkierungsvorrichtung verbunden ist, gekennzeichnet durch zwei, am vorderen Ende der Einrichtung hintereinander angeordnete Lichtschranken (2, 3) zur Ermittlung der Vorschubgeschwindigkeit und Länge des Rohres (1), durch kreisförmig, in gleichem winkelmäßigem Abstand um den Rohrumfang angeordnete Prüfkopfelemente (16, 17, 18) und durch eine der Anzahl der Prüfkopfelemente (16, 17, 18) des Prüfkopfes (7) entsprechende Anzahl von ebenfalls kreisförmig angeordnete Farbsprühdüsen oder -schlitze, sowie durch einen Lumineszenztaster (9) in Rohrlängsrichtung hinter der Markierungsvorrichtung (8) zur Überprüfung der Lagewerte der Markierungen, der in definiertem Abstand von dem Fehlerprüfkopf und der Markierungsvorrichtung angeordnet und wie dies mit einem Rechner (6) für einen Soll-Ist-Vergleich der Lage der Markierungen auf dem Rohr verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fehlerprüfkopf (7) ein oder mehrere weitere Fehlerprüfköpfe (10) und der Markierungsvorrichtung (8) und dem Lumineszenztaster (9) gleichfalls ein oder mehrere gleichartige Vorrichtungen (11, 12) zugeordnet sind.