WO2012139946A1 - Bestimmung der position eines kontaktstabes an einem sonden-halter einer hüttentechnischen sonde - Google Patents

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WO2012139946A1
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contact rod
holding
probe
movement
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Andreas Priesner
Roger Scheidegger
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Siemens Vai Metals Technologies Gmbh
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    • G01N1/12—Dippers; Dredgers
    • G01N1/125—Dippers; Dredgers adapted for sampling molten metals

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the position of the free end of a contact rod on ei ⁇ nem probe holder of a metallurgical probe.
  • the present invention further relates to a Vorrich ⁇ processing for carrying out the inventive method.
  • metallurgical probes which have a probe longitudinal axis and are open at one end face. At the other end they are closed. The probes are usually used only once and then disposed of.
  • the probes are plugged onto the probe holder of a measuring probe, or the probe holder is inserted into the probe.
  • This has at its end a so-called contact rod, which connects the signal lines in the attached probe with the signal lines in the probe holder.
  • the contact rod forms a straight extension of the contact rod end portion of the probe holder.
  • the signal lines in the probe holder are subsequently connected to the signal lines in the body of the measuring probe. Through these signal lines, the information measured by the probe, such as temperature of the liquid metal to signal processing devices are passed.
  • the Probe is mounted on the probe holder, the probe is immersed in the molten metal of the liquid metal and thus fed the probe to its intended purpose. Thereafter, the probe is pulled out of the molten metal by moving the sublance. Thereafter, the probe is removed from the probe holder.
  • the probe holder is often plastically bent.
  • the extent of plastic deflection can vary.
  • the probe holder of the measuring probe with the end of the contact rod to be inserted into the probe and the probe must be positioned very precisely when inserting the probe in order to avoid breaking off the contact rod when attaching the probe.
  • the relatively thin-walled contact rod breaks easily when exposed to forces.
  • the probe should therefore be positioned when plugging so that it forms as possible a straight extension ⁇ tion of the contact rod-side end portion of the probe holder - and thus the contact rod - forms. With such a posi ⁇ tioning the probe on the contact rod can be pushed to the probe holder without exerting significant forces on the contact bar.
  • the known centering device must be forcibly obvious, since otherwise the probe holder with contact rod could be pulled out of the probe again after insertion into the probe, but could not be removed together with the attached probe from the centering device. Therefore, the known centering device must include an ent ⁇ speaking actuators, respective moving parts, a Ener ⁇ supply and at a control device. It is therefore on the one hand relatively complex and expensive and on the other hand due to the harsh operating conditions in metallurgical plants relatively susceptible to interference.
  • the probe holder or the probe holder provided with the end of the measuring lance is often contaminated during the test drive, for example, by slag and molten metal.
  • the plugging fri ⁇ shear probes is difficult to probe holder or prevented. If the probes are changed manually, the operator may have to manually remove the contamination from the probe holder. Since the probe holder as mentioned above is often bent plastically and can vary the degree of bending of plas ⁇ tables, an unerring automated feeding a cleaning device is difficult to probe holder. Automated feeding sets knowledge the spatial position of the contact rod end of the probe holder ahead.
  • the object of the present invention is to provide a way by which the position of the end of the contact rod can be determined easily and safely. This allows automated manipulations at the end of contact ⁇ rod end of the probe holder, such as auto ⁇ mated insertion of the probe holder in the probe or feeding a cleaning device to the probe holder.
  • the task is through
  • Survey start position of the surveying device is located, and then movement of the probe holder and / or the surveying ⁇ device is carried out so far in three spatial directions relative to each other until - either in each of the three spatial directions was triggered by the contact rod, a detector of the surveying device,
  • the movement of the measuring device is determined until the triggering of the detector.
  • the contact rod has two ends. One of these ends is connected to the probe holder. The other end of the contact rod is referred to as the free end of the contact rod.
  • the contact bar breaks off relatively easily when forces act on it, especially when the forces are not acting in the direction of its longitudinal axis. It is therefore generally not bent when forces are applied, but breaks off. Therefore, it can be assumed that if a contact rod is present - ie not broken off - this contact rod is not bent. In that case, the contact rod forms a straight line. Extension of the contact rod-side end region of the probe holder. Accordingly, just close to the position of jorstabseiti ⁇ gen end portion of the probe holder from the position of the free end de contact rod. On this kon rod side end portion of the probe holder, the probe is plugged or attacks a cleaning device.
  • the distance of the free end of a contact rod of the detectors will - be ⁇ relationship as to the limits of the space areas in which the detectors take Be ⁇ be triggered - determines the surveying device.
  • the positions of the detectors - or the space areas, whenever anyone enters the Detekto ⁇ ren are triggered - are known.
  • the detectors can be triggered, for example, when touched by the contact rod - for example, provided with elekt ⁇ cal contacts boundaries of the surveying -, or they can be triggered when the contact rod enters a monitored area of them space - for example, in detectors with light barriers or Ultraschallal Craften.
  • the following example should serve: if the holding and moving device holds an unobstructed contact rod, the end of the contact rod is - in positioning ⁇ tion of the holding and moving device in the survey start position of the holding and moving device, and positioning the measuring device in the surveying starting position of the measuring device - in the direction of the x-axis of a three-dimensional Cartesian coordinate system tems a cm by a detector - is triggered or to the boundary of the space region, during its entering the detector - away, in the direction of the y-axis of the dreidimensiona ⁇ len Cartesian coordinate system b cm of by a detector - or to the boundary of the space region, when entering the detector is triggered - removed, and in the direction of the z-axis of a three-dimensional Cartesian coordinate system c cm of a detector - or to the boundary of the space area, upon entering the De ⁇ detector is triggered - removed.
  • unmoved ⁇ surveying apparatus of the contact rod by means of the holding and BEWE ⁇ constriction device of the probe holder has to be moved to a certain extent in the three spatial directions, so that a detector is triggered in each spatial direction.
  • the amount of working ⁇ movement is in this example a cm in the direction of the x-axis, b cm in the direction of the y-axis and c cm in the direction of the z-axis.
  • the detectors are triggered to a greater or lesser extent of motion.
  • the contact bar can be moved by movement of the probe holder to trigger the detectors, while the Vermes ⁇ sungsvorraum remains unmoved. It can also be moved to Vermes ⁇ sungsvortechnisch while the probe holder is not moved with the contact rod. It is also possible to move both the probe holder with the contact rod and the measuring device.
  • the movement of the probe holder with contact rod and / or the measuring device relative to one another takes place so far in three spatial directions until the detectors have been triggered in all three spatial directions. In this case, probe holders with contact rod and / or measuring device can be moved one after the other in a respective spatial direction until a detector is triggered in the respective spatial direction. It is also possible for probe holders with contact rod and / or measuring device to be moved simultaneously in two or three spatial directions.
  • the movement of the probe holder and / or the measuring device is limited to a maximum extent presettable by the operator of the method. If this preset maximum amount of movement is exceeded without a detector being triggered, the movement will be stopped.
  • the lack of triggering of a detector indicates that either the probe holder or the contact rod is bent beyond an acceptable level, or is bent such that the contact rod is out of range, or that the contact rod is not present at all, for example he broke off. In these cases, replacement of the probe holder with contact rod and / or contact rod is necessary.
  • the maximum amount of movement can be selected and preset by the operator of the method according to the invention. It is, for example, chosen so that the measuring probe can still be introduced even with bent probe holder through the opening provided for this purpose in a vessel with liquid metal. If the probe holder is bent so much that the measuring lance would no longer be able to pass through this opening, this bending beyond the acceptable extent can be determined by moving the probe holder and / or the measuring device to the maximum extent preset by the operator of the method the movement no detector is triggered. In this way, the absence of the contact rod can be determined.
  • the inventive method the spatial Posi ⁇ tion of the free end of a contact rod on a Probenhai ter, which is held by a holding and moving device in Vermes tion start position defined.
  • the new position of the free end of the contact rod is also defined. Accordingly, an automated supply of probes or cleaning devices is possible. In this case, either the probe can be automatically brought to the free end de contact rod, or the contact rod is automatically brought to the probe, or probe and Kon ⁇ tact bar are brought together; The same applies mutatis mutandis ⁇ for the approach of cleaning device to the probe holder.
  • the probe holder after determining the position of the free end of the contact rod on the probe holder, the probe holder is subjected to a predetermined deflection.
  • the position of the contact rod-side end of the probe holder is known before the bending, and the bending itself takes place to a defined extent, the position of the contact rod-side end of the probe holder is also known after the bending. Accordingly, an automated To ⁇ leadership of probes or cleaning devices just as easy as if no bending occurs.
  • the advantage of defined deflection for example, is that the holding and moving device, automated probe delivery devices, or automated device delivery devices need to be moved less widely to interact with the probe holder - plugging the probe, cleaning the probe holder enable.
  • Another object of the present invention is a device for carrying out the method according to the invention.
  • Such a device comprises a holding and moving for a probe holder with contact rod, and is characterized in that it also comprises
  • a surveying device having a measuring range with detectors which can be triggered by the contact rod
  • the holding and moving device for the probe holder with contact rod is used in the case of movement, of course, for the defined movement of the probe holder with contact rod, that is, the extent of movement in all spatial directions is controllable and detectable. Accordingly, defined movement is to be understood in the device for the defined movement of the measuring device.
  • the holding and moving device for a probe holder with contact rod can for example be designed as a movable robot arm with gripper system. It may also be, for example, the held by a manipulator Bezie ⁇ hung intermittently movable by the manipulator measuring probe, where the probe holder is fixed.
  • the surveying device can be made stationary.
  • Another object of the present invention is a further device for carrying out the method according to the invention.
  • a device comprises a holding and Movement device for a probe holder with contact rod, and is characterized in that it also includes
  • a surveying device having a measuring range with detectors which can be triggered by the contact rod
  • the measuring device can be designed, for example, as a tool for a movable robot arm with or without a gripper system.
  • Another object of the present invention is a further device for carrying out the method according to the invention.
  • a device comprises a holding and moving device for a probe holder with contact rod, and is characterized in that it also comprises
  • a surveying device having a measuring range with detectors which can be triggered by the contact rod
  • the holding and moving device for the probe holder with contact rod is used in the case of movement, of course, for the defined movement of the probe holder with contact rod, that is, the extent of movement in all spatial directions is controllable and detectable. Accordingly, defined movement is to be understood in the device for the defined movement of the measuring device.
  • detector is understood to mean a device which emits a signal through the contact rod upon contact by the contact rod or upon entering the area monitored by the device for changes in a prevailing state, that is to say it is triggered.
  • the detectors may be rarotlicht at ⁇ play as light barriers, for example, laser or Inf-. Such detectors are triggered when the contact rod at least partially interrupts the beam of the laser or infrared light.
  • the detectors may also be ultrasonically sound barriers, or they may be capacitive or inductive detectors which can detect changes in the area of their field detected by entering the contact rod in this area. It can also provide electrical switch contacts which are di ⁇ rectly or by mechanical deflection, for example Fahenendschalter triggered, act itself. Such detectors are mounted, for example, on a measuring range limiting walls and are triggered by the contact rod contact.
  • the device for determining the triggering of a detector can be chosen from the repertoire known to the person skilled in the art of determining the triggering of a detector in the sense of the present invention.
  • the detectors can deliver electrical signals that are picked up by a remote site with evaluation as example ⁇ as a control and regulation device. Delivery of radio signals or other types of signals may also be provided.
  • the holding and moving device for a probe holder for example, be designed as a movable robot arm with Greifersys ⁇ tem, or as a manipulator for the measuring lance.
  • the measuring device can be designed, for example, as a tool for a movable robot arm, with or without a gripper system. It can also be made stationary.
  • the device according to the invention also comprises a bending device for the controlled bending of the probe holder.
  • the probe holder By means of such a bending device, the probe holder, after determining the position of its intended end for receiving a metallurgical probe end of a deflection in a defined extent be subjected.
  • the bending device can be held immobile after insertion of the probe holder, while the holding and moving device and thus the probe holder is moved to a defined extent. It is also possible to hold the holding and moving device and thus the probe holder immobile after insertion of the contact rod in the bending device and to move the bending device in a defined extent. In principle, both holding and moving device - and thus the Son- The denhalter - and bending device relative to each other in a defined extent to be moved.
  • the bending device can be embodied, for example, as a movable tool for a robot arm, with or without a gripper system. It can also be made stationary.
  • a tool for a robot arm which has both the bending device and the measuring device.
  • the bending device is considered to be one
  • the device according to the invention also comprises a cleaning device for cleaning the probe holder and / or the measuring head bearing the probe holder.
  • the cleaning device can be held immobile after partial or complete insertion of the probe holder, while the holding and moving device and thus the probe holder is moved to a defined extent. It is also possible to hold the holding and moving device and thus the probe holder immobile after introduction of the probe holder in the cleaning device and to move the cleaning device to a defined extent. In principle, both holding and moving device - and thus the probe holder - and cleaning device can be moved relative to each other to a defined extent.
  • the probe holder is cleaned by mechanical action.
  • the relative movement may, for example, be circular, or a forward and backward movement within a certain angular range about the longitudinal axis of the probe holder, or rectilinear - for example, forward and backward movement in the direction of the longitudinal axis of the probe holder, or hybrid forms of such movements.
  • the cleaning device has cleaning agents that act on the contamination of the probe holder and / or the measuring probe head supporting the probe holder - for example, a teeth-equipped cleaning crown, in the opening of the probe holder and / or the probe holder bearing measuring lance is introduced.
  • the cleaners may have their own drive units, so to ⁇ can also take place a relative movement between cleaning ⁇ medium and probe holder and / or the probe holder supporting measuring lance head additionally to the relative motion between the cleaning device and probe holder and / or the probe holder supporting measuring lance head.
  • the cleaning device can be designed, for example, as a tool for a movable robot arm. It can also be made stationary.
  • the cleaning device is considered to be of one
  • purification device and Verbiegevoriques are designed as tangible of egg nem gripper system of the surveying device construction ⁇ parts, it is advantageously possible to either produce or Verbiegevoriques wasvor- direction with the measuring device to combine. This reduces the expenditure on equipment for providing a bending function and a cleaning function.
  • FIG. 1 shows, in a sequence of three FIGS. 1 a, 1 b, 1 c, how a bent probe holder can come about.
  • Figure 2 shows a section of an inventive
  • FIG. 3 shows a detail of an inventive device
  • FIG. 4 shows a detail of an inventive device
  • FIG. 1 a shows a longitudinal section through the lower section of the body of a measuring lance 1, on the probe holder 2 of which a hos-technology probe 3 is plugged.
  • a metallurgical vessel 5 in this case a converter, liquid metal 6 and scrap 7 is present.
  • the measuring lance 1 is moved by means of a Mani ⁇ pulators, not shown, in the direction of molten metal 6 down.
  • Figure lb shows how the probe 3 impinges on the downwards movement on a piece of scrap 7, wherein the impact is shown with a ge ⁇ zagged star. The inclusion of not essential for the presentation of this situation reference numerals has been omitted for reasons of clarity.
  • Figure lc shows that the probe holder 2 has been bent by the impact.
  • Figure 2 shows a part of a holding and moving device 8 for the probe holder 2 with contact rod 4. In this case, this holding and moving device 8 is given by a manipulator acting on the measuring lance.
  • the measuring lance 1 and thus also the probe holder 2 can be moved defined with contact rod 4, for example, in the surveying start position of the holding and moving device. Shown is the holding and moving device 8 in its surveying start position.
  • the defined movement is controlled and can be carried out in all three spatial directions of a Cartesian coordinate system with appropriate design of the holding and moving device ⁇ 8.
  • the amount of movement is with ⁇ means of a device for determining the extent of taking place by means of the holding and moving means movement 9, which is connected to the holding and moving means 8 by means Sig ⁇ nal effet 10 detectable.
  • the signal line 10 is designed as physically present line, but it could also be designed as a radio signal transmission.
  • the measuring device 11 is arranged on a tool 15 graspable by a robot arm 14.
  • the Ro ⁇ boterarmes 14 can be moved in all three spatial directions of a Cartesian coordinate system 11, the tool 15 and thus the surveying device ⁇ be triggered until the detectors Vermes ⁇ sungsvorraum.
  • a device for determining the extent of movement of the surveying device until the triggering of a detector of the surveying device by the contact rod is present.
  • this device for determining the extent of movement of the measuring device until the triggering of a detector of the measuring device by the contact rod is at the same time the device for determining the extent of a movement taking place by means of the holding and moving device 8.
  • the robot arm is connected via signal line 16 to the device for determining the amount of movement of the surveying device to trip a detector of the surveying device ⁇ through the contact rod.
  • the signal tung 16 is out ⁇ provided as physically present line, but it could also be implemented as a radio signal transmission.
  • the Sig ⁇ naltechnisch 12 is configured as physically present line, but it could also be implemented as a radio signal transmission.
  • the first control and regulating device 13 also serves as a device for detecting a triggering of a detector. To determine the position of the free end of the contact rod 4, the holding andorientsvorrich ⁇ device 8 and the measuring device 11 are first placed in a survey start position of the holding and moving device 8 and in a survey start position of the surveying device 11.
  • a second control and regulating device 17 the device for determining the extent of a movement taking place by means of the holding and moving device 9, at the same time a device for determining the extent ei ⁇ ner movement of the measuring device to the triggering of a detector of the surveying device by the contact rod is connected to the first control and regulating device 13 via signal lines 18 and 19.
  • Each of the signal lines 18 and 19 is designed as a physically present line, but they could also be used as a radio signal transmission in each case. be carried out mediation.
  • the second control and regulation ⁇ device receives information on the movements of the tool and also ⁇ infor mation might receive on their movements in movement of the measuring lance. It also receives information about the triggering of the detectors of the measuring device 12 and the necessary amount of movement. Based on this information, the movements are controlled and regulated. Links of the second control and regulating device 17 with the drives for the motions are not shown separately for the sake of clarity.
  • the measuring lance 1 and the probe holder 2 is not moved to determine the position of the free end of the contact rod.
  • the position of the free end of the contact rod is determined by movement of the measuring device 11 arranged on the tool 15 by means of the robot arm 14.
  • the position of the free end of the contact rod could also be determined by means of a defined movement of the measuring lance or the probe holder 2, without the measuring device 11 arranged on the tool 15 being moved by means of the robot arm 14.
  • defined movement of the measuring device 11 arranged on the tool 15 by means of the robot arm 14 and the measuring lance 1 or of the probe holder 2 could also take place for determining the position of the free end of the contact rod.
  • FIG. 3 shows a detail of a device according to the invention, while a bent probe holder 2 is subjected to a defined bending.
  • Robot arm 14 engages a tool 20, is arranged on the measuring device 11.
  • the walls IIa, IIb, 11c provided with switching contacts and thus act on contact by the contact rod 4 as detectors, which are triggered by the touch.
  • the triggering is reported to a first control and regulating device 13.
  • the analogous to Figure 2 parts of the device act as described in Figure 2.
  • the tool 20 has a gripper system with two gripper fingers 21a, 21b, which has a bending advantage.
  • direction 22 for controlled bending of the probe holder 2 comprises.
  • the second control and regulating device 17 are now via signal lines, not shown, to the robot, not shown, on which the robot arm 14 is movably mounted before, that a movement of the robot arm and thus the bending device 22 for controlled bending of the probe holder 2 is to take place that the Son ⁇ denhalter published in a given from the second control and adjustment apparatus 17 in a second extent of the tax and regulation device 17 is bent predetermined direction.
  • FIG. 4 shows a section of a device according to the invention, while a cleaning device 24, which is designed as a tool graspable by a gripper system of a tool containing the measuring device for a robot arm, which cleans a soiled probe holder and the measuring lance head carrying the probe holder.
  • the device is up to the presence of the cleaning device 24 instead of the bending device 22 for controlled bending of the probe holder 2, and except for a un ⁇ ferent embodiment of the measuring device 11, analogous to the device described in Figure 3. According ana ⁇ loger device parts has been omitted for clarity on the presentation.
  • the Son ⁇ denhalter 2 is then removed by a cleaning agent, in this case, equipped with teeth cleaning crown 25 through mechanical action of the teeth on dirt 26 of the probe holder of these contaminants 26th It is shown how scrapings scraped off by the teeth 26 fall off the probe holder 2.
  • the measuring range of the measuring device 11 is limited by light barriers 27 whose light beams are shown in dashed lines. List of reference numbers

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position des freien Endes eines Kontaktstabes an einem Sondenhalter (2) einer hüttentechnischen Sonde, wobei eine Bewegung des Sondenhalters (2) und/oder der Vermessungsvorrichtung (11) so weit in drei Raumrichtungen relativ zueinander erfolgt, bis entweder in jeder der drei Raumrichtungen durch den Kontaktstab (4) ein Detektor der Vermessungsvorrichtung (11) ausgelöst wurde, oder in zumindest einer der drei Raumrichtungen ein voreingestelltes maximales Ausmaß von Bewegung überschritten wird ohne dass ein Detektor der Vermessungsvorrichtung (11) ausgelöst wurde. Für jede der drei Raumrichtungen wird dabei das Ausmaß der mittels der Halte- und Bewegungsvorrichtung (8) erfolgenden Bewegung des Sondenhalters (2) und/oder das Ausmaß der Bewegung der Vermessungsvorrichtung (11) bis zur Auslösung des Detektors ermittelt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung
Bestimmung der Position eines Kontaktstabes an einem Sondenhalter einer hüttentechnischen Sonde
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position des freien Endes eines Kontaktstabes an ei¬ nem Sondenhalter einer hüttentechnischen Sonde.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrich¬ tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Stand der Technik
Bei der Herstellung von Eisen, Stahl und anderen Metallen werden Proben des flüssigen Metalls entnommen, erfolgt eine Temperaturerfassung usw. . Für derartige Aufgaben werden hüttentechnische Sonden verwendet, die eine Sondenlängsachse aufweisen und an einer Stirnseite offen sind. An der anderen Stirnseite sind sie geschlossen. Die Sonden werden in der Regel nur einmal verwendet und danach entsorgt.
Im Stand der Technik werden die Sonden auf den Sondenhalter einer Messlanze aufgesteckt, beziehungsweise der Sondenhalter in die Sonde eingesteckt. Dieser weist an seinem Ende einen sogenannten Kontaktstab auf, der die Signalleitungen in der aufgesteckten Sonde mit den Signalleitungen im Sondenhalter verbindet. Der Kontaktstab bildet eine gerade Verlängerung des kontaktstabseitigen Endbereiches des Sondenhalters. Die Signalleitungen im Sondenhalter sind in weiterer Folge mit den Signalleitungen im Körper der Messlanze verbunden. Über diese Signalleitungen werden die von der Sonde gemessenen Informationen wie beispielsweise Temperatur des flüssigen Metalls zu Signalverarbeitungsvorrichtungen geleitet. Wenn die Sonde auf den Sondenhalter aufgesteckt ist, wird die Sonde in die Metallschmelze des flüssigen Metalls getaucht und so die Sonde ihrer Zweckbestimmung zugeführt. Danach wird die Sonde durch Bewegung der Sublanze aus der Metallschmelze herausge- zogen. Danach wird die Sonde vom Sondenhalter entfernt.
Im Stand der Technik ist bekannt, dass ein Arbeiter die je¬ weils zu verwendende Sonde aus einem Vorratsbehälter entnimmt und manuell auf den Sondenhalter mit Kontaktstab aufsteckt. Dies ist umständlich, mühsam und aufgrund der rauen Betriebsverhältnisse in hüttentechnischen Anlagen möglichst zu vermeiden. Es ist daher eine automatisierte Lösung anzustreben. Für die Realisierung einer automatisierten Lösung stellen sich jedoch im Stand der Technik im Wesentlichen zwei Proble- me .
Zum einen wird beim Eintauchen der Sonde in die Metallschmelze der Sondenhalter oftmals plastisch verbogen. Das Ausmaß der plastischen Verbiegung kann variieren. Der Sondenhalter der Messlanze mit dem in die Sonde einzusteckenden Ende des Kontaktstabes und die Sonde müssen beim Aufstecken der Sonde sehr genau zueinander positioniert werden, um ein Abbrechen des Kontaktstabes beim Aufstecken der Sonde zu vermeiden. Der relativ dünnwandige Kontaktstab bricht beim Einwirken von Kräften leicht ab. Die Sonde sollte daher beim Aufstecken so positioniert werden, dass sie möglichst eine gerade Verlänge¬ rung des kontaktstabseitigen Endbereiches des Sondenhalters - und damit des Kontaktstabes - bildet. Bei einer solchen Posi¬ tionierung lässt sich die Sonde über den Kontaktstab auf den Sondenhalter schieben, ohne nennenswerte Kräfte auf den Kontaktstab auszuüben. Schon geringfügige Verbiegungen des Sondenhalters machen ein automatisierten Aufstecken der Sonde auf den Sondenhalter schwierig. Das deshalb, weil eine Posi¬ tion der Sonde und eine Steckbewegung, die bei unverbogenem Sondenhalter ein problemloses Aufstecken ohne Krafteinwirkung von der Sonde auf den Kontaktstab ermöglichen würden, bei einem verbogenen Sondenhalter zu Krafteinwirkung der Sonde auf den Kontaktstab führen kann. Um dennoch eine automatisierte Lösung realisieren zu können, ist es im Stand der Technik bekannt, eine Zentriervorrichtung zu verwenden, die einen kontaktstabseitigen Trichterbereich und einen sondenseitigen Trichterbereich aufweist, die an ihren Engstellen ineinander übergehen. Durch Einführen des Sondenhalters mit Kontaktstab in den kontaktstabseitigen Trichterbereich und Einführen der Sonde in den sondenseitigen Trichterbereich werden der kontaktstabseitige Endbereich des Sondenhalters und die offene Stirnseite der Sonde derart re¬ lativ zueinander zentriert, dass die Sonde über den Kontakt¬ stab auf den Sondenhalter geschoben werden kann, ohne nennenswerte Kräfte auf den Kontaktstab auszuüben.
Die bekannte Zentriervorrichtung muss zwangsweise offenbar sein, da anderenfalls der Sondenhalter mit Kontaktstab nach dem Einstecken in die Sonde zwar wieder aus der Sonde herausgezogen werden könnte, aber nicht zusammen mit der aufgesteckten Sonde aus der Zentriervorrichtung entnommen werden könnte. Die bekannte Zentriervorrichtung muss daher eine ent¬ sprechende Aktorik, entsprechende bewegte Teile, eine Ener¬ gieversorgung und eine Steuervorrichtung umfassen. Sie ist daher zum einen relativ komplex und teuer und zum anderen aufgrund der rauen Betriebsverhältnisse in hüttentechnischen Anlagen relativ störanfällig.
Der Sondenhalter beziehungsweise der mit dem Sondenhalter versehene Endbereich der Messlanze, im weiteren auch bezeichnet als der den Sondenhalter tragende Messlanzenkopf, wird während der Messfahrt oft beispielsweise durch Schlacke und Metallschmelze verschmutzt. Dadurch wird das Aufstecken fri¬ scher Sonden auf den Sondenhalter erschwert beziehungsweise verhindert. Bei manueller Auswechslung der Sonden muss der Bediener den Sondenhalter gegebenenfalls händisch von den Verschmutzungen befreien. Da der Sondenhalter wie bereits erwähnt oftmals plastisch verbogen ist und das Ausmaß der plas¬ tischen Verbiegung variieren kann, ist ein zielsicheres automatisiertes Zuführen einer Reinigungsvorrichtung zum Sondenhalter erschwert. Ein automatisiertes Zuführen setzt Kenntnis der räumlichen Position des kontaktstabseitigen Endes des Sondenhalters voraus.
Zusammen assung der Erfindung
Technische Aufgabe
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit zu schaffen, mittels der die Position des Endes des Kontaktstabes einfach und sicher bestimmt werden kann. Das ermöglicht automatisierte Manipulationen am Ende kontakt¬ stabseitigen Ende des Sondenhalters, wie beispielsweise auto¬ matisiertes Einstecken des Sondenhalters in die Sonde oder Zuführung einer Reinigungsvorrichtung zum Sondenhalter.
Technische Lösung
Die Aufgabe wird durch ein
Verfahren zur Bestimmung der Position des freien Endes eines Kontaktstabes an einem Sondenhalter, wobei der Sondenhalter mittels einer Halte- und Bewegungsvorrichtung bewegbar gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst:
- dass das freie Ende des Kontaktstabes unter Einstellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung in eine Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung in einen Vermessungsbereich einer Vermessungsvorrichtung eingeführt wird, wobei sich die Vermessungsvorrichtung in einer
Vermessungs-Startposition der Vermessungsvorrichtung befin- det , und dann Bewegung des Sondenhalters und/oder der Vermessungs¬ vorrichtung so weit in drei Raumrichtungen relativ zueinander erfolgt, bis - entweder in jeder der drei Raumrichtungen durch den Kontaktstab ein Detektor der Vermessungsvorrichtung ausgelöst wurde,
- oder in zumindest einer der drei Raumrichtungen ein voreingestelltes maximales Ausmaß von Bewegung überschrit- ten wird ohne dass ein Detektor der Vermessungsvorrichtung ausgelöst wurde, wobei für jede der drei Raumrichtungen
das Ausmaß
der mittels der Halte- und Bewegungsvorrichtung erfolgenden Bewegung des Sondenhalters
und/oder das Ausmaß
der Bewegung der Vermessungsvorrichtung bis zur Auslösung des Detektors ermittelt wird.
Der Kontaktstab hat zwei Enden. Eines dieser Enden ist mit dem Sondenhalter verbunden. Das andere Ende des Kontaktstabes wird als das freie Ende des Kontaktstabes bezeichnet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass der Sondenhal¬ ter zuverlässig automatisiert in die Sonde eingesteckt werden kann, oder automatisierte Zuführung einer Reinigungsvorrichtung zum Sondenhalter erfolgen kann.
Der Kontaktstab bricht relativ leicht ab, wenn Kräfte auf ihn wirken, speziell wenn die Kräfte nicht in Richtung seiner Längsachse wirken. Er wird daher beim Einwirken von Kräften im Allgemeinen nicht verbogen, sondern bricht ab. Daher ist davon auszugehen, dass dann, wenn ein Kontaktstab vorhanden - also nicht abgebrochen ist - ist, dieser Kontaktstab unverbo- gen ist. In dem Fall bildet der Kontaktstab eine gerade Ver- längerung des kontaktstabseitigen Endbereiches des Sondenhai ters . Entsprechend kann aus der Position des freien Endes de Kontaktstabes einfach auf die Position des kontaktstabseiti¬ gen Endbereiches des Sondenhalters schließen. Auf diesen kon taktstabseitigen Endbereich des Sondenhalters wird die Sonde aufgesteckt bzw. greift eine Reinigungsvorrichtung an.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Abstand des freien Endes eines Kontaktstabes von zu den Detektoren - be¬ ziehungsweise zu den Grenzen der Raumbereiche, bei deren Be¬ treten die Detektoren ausgelöst werden - der Vermessungsvorrichtung ermittelt. Die Positionen der Detektoren - beziehungsweise der Raumbereiche, bei deren Betreten die Detekto¬ ren ausgelöst werden - sind bekannt. Ebenso ist die räumlich Lage der
VermessungsVorrichtung
in der Vermessungs-Startposition der Vermessungsvorrichtung zur
Halte- und Bewegungsvorrichtung
in der Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvor richtung
bekannt .
Die Detektoren können beispielsweise bei Berührung durch den Kontaktstab ausgelöst werden - beispielsweise bei mit elekt¬ rischen Kontakten versehene Begrenzungen des Vermessungsbereiches -, oder sie können ausgelöst werden, wenn der Kontaktstab einen von ihnen überwachten Raumbereich betritt - beispielsweise bei Detektoren mit Lichtschranken oder UltraschalIschranken .
Zur Verdeutlichung soll das folgende Beispiel dienen: wenn die Halte- und Bewegungsvorrichtung einen unverbogenen Kontaktstab hält, ist das Ende des Kontaktstabes - bei Positio¬ nierung der Halte- und Bewegungsvorrichtung in der Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung, und Positionierung der Vermessungsvorrichtung in der Vermessungs Startposition der Vermessungsvorrichtung - in Richtung der x-Achse eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensys- tems a cm von einem Detektor - beziehungsweise zu der Grenze des Raumbereiches, bei dessen Betreten der Detektor ausgelöst wird - entfernt, in Richtung der y-Achse des dreidimensiona¬ len kartesischen Koordinatensystems b cm von von einem Detektor - beziehungsweise zu der Grenze des Raumbereiches, bei dessen Betreten der Detektor ausgelöst wird - entfernt, und in Richtung der z-Achse eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems c cm von einem Detektor - beziehungsweise zu der Grenze des Raumbereiches, bei dessen Betreten der De¬ tektor ausgelöst wird - entfernt. Bei unbewegter Vermessungs¬ vorrichtung muss der Kontaktstab mittels der Halte- und Bewe¬ gungsvorrichtung des Sondenhalters in einem bestimmten Ausmaß in den drei Raumrichtungen bewegt werden, damit in jeder Raumrichtung ein Detektor ausgelöst wird. Das Ausmaß der Be¬ wegung ist in diesem Beispiel a cm in Richtung der x-Achse, b cm in Richtung der y-Achse, und c cm in Richtung der z-Achse. Dadurch, dass die Ermittlung des Ausmaßes der Bewegung bis zur Auslösung der Detektoren diese Werte ergibt, kann abgeleitet werden, dass die Spitze des Kontaktstabes sich - bei Positionierung der Halte- und Bewegungsvorrichtung in der Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung, und Positionierung der Vermessungsvorrichtung in der Vermessungs-Startposition der Vermessungsvorrichtung - mit diesen Abständen von den Detektoren - beziehungsweise zu den Grenzen der Raumbereiches, bei deren Betreten die Detektor ausgelöst werden - entfernt ist.
Bei einem Sondenhalter, der in einer oder mehreren Raumrichtungen verbogen ist, erfolgt Auslösung der Detektoren nach einem größeren oder kleineren Ausmaß von Bewegung.
Um die Detektoren auszulösen kann der Kontaktstab durch Bewegung des Sondenhalters bewegt werden, während die Vermes¬ sungsvorrichtung unbewegt bleibt. Es kann auch die Vermes¬ sungsvorrichtung bewegt werden, während der Sondenhalter mit dem Kontaktstab unbewegt bleibt. Es können auch sowohl der Sondenhalter mit dem Kontaktstab als auch Vermessungsvorrichtung bewegt werden. Die Bewegung des Sondenhalters mit Kontaktstabes und/oder der Vermessungsvorrichtung relativ zueinander erfolgt so weit in drei Raumrichtungen, bis in allen drei Raumrichtungen die Detektoren ausgelöst wurden. Dabei können Sondenhalter mit Kon- taktstab und/oder Vermessungsvorrichtung nacheinender in je einer Raumrichtung bewegt werden, bis in der jeweiligen Raumrichtung ein Detektor ausgelöst wird. Es ist auch möglich, dass Sondenhalter mit Kontaktstab und/oder Vermessungsvorrichtung gleichzeitig in zwei oder drei Raumrichtungen bewegt werden.
Die Bewegung des Sondenhalters und/oder der Vermessungsvorrichtung wird auf ein vom Betreiber des Verfahrens voreinstellbares maximales Ausmaß begrenzt. Wird dieses voreinge- stellte maximale Ausmaß an Bewegung überschritten, ohne dass ein Detektor ausgelöst wird, wird die Bewegung beendet. Das Fehlen einer Auslösung eines Detektors deutet darauf hin, dass entweder der Sondenhalter oder der Kontaktstab über ein akzeptables Ausmaß hinaus verbogen ist, oder derart verbogen ist, dass der Kontaktstab sich nicht im Vermessungsbereich befindet, oder dass der Kontaktstab überhaupt nicht vorhanden ist, beispielsweise weil er abgebrochen ist. In diesen Fällen ist ein Austausch des Sondenhalters mit Kontaktstab und/oder Kontaktstabes notwendig.
Das maximale Ausmaß an Bewegung kann vom Betreiber des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewählt und voreingestellt werden. Es wird beispielsweise so gewählt, dass die Messlanze auch bei verbogenem Sondenhalter noch durch die dafür vorgesehene Öffnung in ein Gefäß mit flüssigem Metall eingeführt werden kann. Ist der Sondenhalter so stark verbogen, dass die Messlanze nicht mehr durch diese Öffnung passen würde, kann diese über das akzeptable Ausmaß hinausgehende Verbiegung dadurch festgestellt werden, dass bei Bewegung des Sondenhalters und/oder der Vermessungsvorrichtung bis zu dem vom Betreiber des Verfahrens voreingestellten maximalen Ausmaßes der Bewegung kein Detektor ausgelöst wird. Auf diese Weise kann auch das Fehlen des Kontaktstabes festgestellt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die räumliche Posi¬ tion des freien Endes eines Kontaktstabes an einem Probenhai ter, der von einer Halte- und Bewegungsvorrichtung in Vermes sungs-Startposition gehalten wird, definiert. Wird diese Hai te- und Bewegungsvorrichtung aus der Vermessungs- Startposition in eine neue Position gebracht, die gegenüber der Vermessungs-Startposition räumlich genau definiert ist, so ist die neue Position des freien Endes des Kontaktstabes ebenfalls definiert. Entsprechend ist eine automatisierte Zu führung von Sonden oder Reinigungsvorrichtungen möglich. Dabei kann entweder die Sonde automatisiert zum freien Ende de Kontaktstabes herangeführt werden, oder der Kontaktstab wird automatisiert an die Sonde herangeführt, oder Sonde und Kon¬ taktstab werden aneinander herangeführt; dasselbe gilt sinn¬ gemäß für die Heranführung von Reinigungsvorrichtung an den Sondenhalter .
Nach einer Aus führungs form der vorliegenden Erfindung wird der Sondenhalter nach Bestimmung der Position des freien Endes des Kontaktstabes an dem Sondenhalter einer in definiertem Ausmaß erfolgenden Verbiegung unterzogen.
Da die Position des kontaktstabseitigen Endes des Sondenhalters vor der Verbiegung bekannt ist, und die Verbiegung selbst in definiertem Ausmaß erfolgt, ist die Position des kontaktstabseitigen Endes des Sondenhalters auch nach der Verbiegung bekannt. Entsprechend ist eine automatisierte Zu¬ führung von Sonden oder Reinigungsvorrichtungen genauso möglich wie wenn keine Verbiegung stattfindet. Der Vorteil einer definierte Verbiegung ist beispielsweise, dass die Halte- und Bewegungsvorrichtung, Vorrichtungen zur automatisierten Zuführung von Sonden, oder Vorrichtungen zur automatisierten Zuführung von Reinigungsvorrichtungen weniger weit bewegt werden müssen, um Interaktion mit dem Sondenhalter - Aufstecken der Sonde, Reinigen des Sondenhalters- zu ermöglichen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine solche Vorrichtung umfasst eine Halte- und Bewe- gungsvorrichtung für einen Sondenhalter mit Kontaktstab, und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie auch umfasst
- eine Vermessungsvorrichtung mit Vermessungsbereich mit durch den Kontaktstab auslösbaren Detektoren,
- sowie eine Vorrichtung zur Feststellung einer Auslösung eines Detektors,
- sowie eine Vorrichtung zur
Ermittlung
des Ausmaßes einer mittels der Halte- und Bewegungsvor¬ richtung erfolgenden Bewegung des Sondenhalters bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungsvorrichtung durch den Kontaktstab, ausgehend von einer definierten Vermessungs- Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung und von einer Vermessungs-Startposition der Vermessungsvor- richtung .
Die Halte- und Bewegungsvorrichtung für den Sondenhalter mit Kontaktstab dient im Falle der Bewegung selbstverständlich zur definierten Bewegung des Sondenhalters mit Kontaktstab, das heißt, das Ausmaß der Bewegung in allen Raumrichtungen ist kontrollierbar und erfaßbar. Entsprechend ist definierte Bewegung bei der Vorrichtung zur definierten Bewegung der Vermessungsvorrichtung zu verstehen.
Die Halte- und Bewegungsvorrichtung für einen Sondenhalter mit Kontaktstab kann beispielsweise als bewegbarer Roboterarm mit Greifersystem ausgeführt sein. Es kann sich auch beispielsweise um die von einem Manipulator gehaltene bezie¬ hungsweise durch den Manipulator bewegbare Messlanze handeln, an der der Sondenhalter befestigt ist.
Die Vermesssungsvorrichtung kann dabei ortsfest ausgeführt sein .
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine solche Vorrichtung umfasst eine Halte- und Bewegungsvorrichtung für einen Sondenhalter mit Kontaktstab, und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie auch umfasst
- eine Vermessungsvorrichtung mit Vermessungsbereich mit durch den Kontaktstab auslösbaren Detektoren,
- sowie eine Vorrichtung zur Feststellung einer Auslösung eines Detektors,
- sowie eine Vorrichtung zur definierten Bewegung der Vermessungsvorrichtung
sowie eine Vorrichtung zur
Ermittlung des Ausmaßes einer Bewegung der Vermessungsvorrichtung
bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungsvorrichtung durch den Kontaktstab, ausgehend von einer definierten Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung und von einer Vermessungs- Startposition der Vermessungsvorrichtung.
Die Vermessungsvorrichtung kann beispielsweise als Werkzeug für einen bewegbaren Roboterarm mit oder ohne Greifersystem ausgeführt sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine solche Vorrichtung umfasst eine Halte- und Bewegungsvorrichtung für einen Sondenhalter mit Kontaktstab, und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie auch umfasst
- eine Vermessungsvorrichtung mit Vermessungsbereich mit durch den Kontaktstab auslösbaren Detektoren,
- sowie eine Vorrichtung zur Feststellung einer Auslösung eines Detektors,
- sowie eine Vorrichtung zur definierten Bewegung der Vermessungsvorrichtung
- sowie eine Vorrichtung zur
Ermittlung des Ausmaßes einer Bewegung der Vermessungsvorrichtung bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungsvorrichtung durch den Kontaktstab, und Ermittlung
des Ausmaßes einer mittels der Halte- und Bewegungsvor richtung erfolgenden Bewegung des Sondenhalters
- ausgehend von einer definierten Vermessungs- Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung und von einer Vermessungs-Startposition der Vermessungsvor richtung .
Die Halte- und Bewegungsvorrichtung für den Sondenhalter mit Kontaktstab dient im Falle der Bewegung selbstverständlich zur definierten Bewegung des Sondenhalters mit Kontaktstab, das heißt, das Ausmaß der Bewegung in allen Raumrichtungen ist kontrollierbar und erfaßbar. Entsprechend ist definierte Bewegung bei der Vorrichtung zur definierten Bewegung der Vermessungsvorrichtung zu verstehen.
Unter Detektor ist dabei eine Vorrichtung zu verstehen, die bei Berührung durch den Kontaktstab oder bei Betreten des von der Vorrichtung auf Änderungen eines herrschenden Zustandes überwachten Raumbereiches durch den Kontaktstab ein Signal abgibt, das heißt ausgelöst wird. Die Detektoren können bei¬ spielsweise Lichtschranken beispielsweise mit Laser oder Inf- rarotlicht sein. Solche Detektoren werden ausgelöst, wenn der Kontaktstab den Strahl des Lasers oder des Infrarotlichtes zumindest teilweise unterbricht.
Die Detektoren können auch Schallschranken mit Ultraschall sein, oder sie können kapazitive beziehungsweise induktive Detektoren sein, die Änderungen in dem von ihrem Feld erfas ten Raumbereich durch Eintritt des Kontaktstabes in diesen Raumbereich feststellen können. Es kann sich auch um elektrische Schaltkontakte, welche di¬ rekt oder mittels mechanischer Umlenkung, beispielsweise Fahnenendschalter, ausgelöst werden, handeln. Solche Detektoren sind beispielsweise auf einen Messbereich begrenzenden Wänden angebracht und werden bei Berührung durch den Kontaktstab ausgelöst .
Die Vorrichtung zur Feststellung der Auslösung eines Detektors kann aus dem dem Fachmann bekannten Repertoire an Möglichkeiten, die Auslösung eines Detektors im Sinne der vorliegenden Erfindung festzustellen, gewählt werden. Beispielsweise können die Detektoren elektrische Signale abgeben, die von einer Gegenstelle mit Auswerteelektronik, wie beispiels¬ weise einer Steuer- und Regelungsvorrichtung, aufgenommen werden. Abgabe von Funksignalen oder anderen Arten von Signalen kann ebenso vorgesehen werden.
Die Halte- und Bewegungsvorrichtung für einen Sondenhalter kann beispielsweise als bewegbarer Roboterarm mit Greifersys¬ tem ausgeführt sein, oder als Manipulator für die Messlanze. Die Vermessungsvorrichtung kann beispielsweise als Werkzeug für einen bewegbaren Roboterarm, mit oder ohne Greifersystem, ausgeführt sein. Sie kann auch ortsfest ausgeführt sein.
Nach einer Aus führungs form umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Verbiegevorrichtung zur kontrollierten Verbiegung des Sondenhalters.
Mittels einer solchen Verbiegevorrichtung kann der Sondenhalter nach Bestimmung der Position seines zur Aufnahme einer hüttentechnischen Sonde vorgesehenen Endes einer in definiertem Ausmaß erfolgenden Verbiegung unterzogen werden.
Zum kontrollierten Verbiegen kann die Verbiegevorrichtung nach Einführung des Sondenhalters unbewegt gehalten werden, während die Halte- und Bewegungsvorrichtung und damit der Sondenhalter in definiertem Ausmaß bewegt wird. Es ist auch möglich, die Halte- und Bewegungsvorrichtung und damit den Sondenhalter nach Einführung des Kontaktstabes in die Verbiegevorrichtung unbewegt zu halten und die Verbiegevorrichtung in definiertem Ausmaß zu bewegen. Grundsätzlich können auch sowohl Halte- und Bewegungsvorrichtung - und damit der Son- denhalter - und Verbiegevorrichtung relativ zueinander in definiertem Ausmaß bewegt werden.
Die Verbiegevorrichtung kann beispielsweise als bewegbares Werkzeug für einen Roboterarm, mit oder ohne Greifersystem ausgeführt sein. Sie kann auch ortsfest ausgeführt sein.
Nach einer Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt ein sowohl die Verbiegevorrichtung als auch die Vermessungsvorrichtung aufweisendes Werkzeug für einen Roboterarm vor .
Nach einer Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Verbiegevorrichtung als von einem
Greifersystem eines die Vermessungsvorrichtung enthaltenden Werkzeuges für einen Roboterarm
greifbares Werkzeug ausgeführt.
Nach einer Aus führungs form umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung des Sondenhalters und/oder des den Sondenhalter tragenden Mess- lanzenkopfes .
Zur Reinigung kann die Reinigungsvorrichtung nach teilweiser oder vollständiger Einführung des Sondenhalters unbewegt gehalten werden, während die Halte- und Bewegungsvorrichtung und damit der Sondenhalter in definiertem Ausmaß bewegt wird. Es ist auch möglich, die Halte- und Bewegungsvorrichtung und damit den Sondenhalter nach Einführung des Sondenhalters in die Reinigungsvorrichtung unbewegt zu halten und die Reinigungsvorrichtung in definiertem Ausmaß zu bewegen. Grundsätzlich können auch sowohl Halte- und Bewegungsvorrichtung - und damit der Sondenhalter - und Reinigungsvorrichtung relativ zueinander in definiertem Ausmaß bewegt werden.
Bei der Relativbewegung zwischen Reinigungsvorrichtung und Sondenhalter kommt es zu einer Reinigung des Sondenhalters durch mechanische Einwirkung. Die Relativbewegung kann bei- spielsweise kreisförmig, oder eine Vor- und Rückbewegung innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches um die Längsachse des Sondenhalters sein, oder geradlinig sein - beispielsweise Vor- und Rückbewegung in Richtung der Längsachse des Sondenhalters, oder Mischformen aus solchen Bewegungen darstellen. Diese Ausführungen gelten sinngemäß auch für die Reinigung des den den Sondenhalter tragenden Messlanzenkopfes.
Die Reinigungsvorrichtung verfügt über Reinigungsmittel, die auf die Verschmutzung des Sondenhalters und/oder des den Sondenhalter tragenden Messlanzenkopfes einwirken - beispielsweise eine mit Zähnen ausgestattete Reinigungskrone, in deren Öffnung der Sondenhalters und/oder der den Sondenhalter tragende Messlanzenkopf eingeführt wird. Die Reinigungsmittel können über eigene Antriebsaggregate verfügen, so dass zu¬ sätzlich zu der Relativbewegung zwischen Reinigungsvorrichtung und Sondenhalter und/oder dem den Sondenhalter tragenden Messlanzenkopf auch eine Relativbewegung zwischen Reinigungs¬ mittel und Sondenhalter und/oder dem den Sondenhalter tragen- den Messlanzenkopf stattfinden kann.
Die Reinigungsvorrichtung kann beispielsweise als Werkzeug für einen bewegbaren Roboterarm ausgeführt sein. Sie kann auch ortsfest ausgeführt sein.
Nach einer Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Reinigungsvorrichtung als von einem
Greifersystem eines die Vermessungsvorrichtung enthaltenden Werkzeuges für einen Roboterarm greifbares Werkzeug ausge¬ führt .
Wenn Reingungsvorrichtung und Verbiegevorrichtung als von ei- nem Greifersystem der Vermessungsvorrichtung greifbare Bau¬ teile ausgeführt sind, ist es vorteilhafterweise möglich, je nach Bedarf entweder Verbiegevorrichtung oder Reinigungsvor- richtung mit der Vermessungsvorrichtung zu kombinieren. Das reduziert den apparativen Aufwand für die Bereitstellung ei- ner Verbiegefunktion und einer Reinigungsfunktion.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung: Figur 1 zeigt in einer Abfolge von 3 Figuren la, lb, lc, wie es zu einem verbogenen Sondenhalter kommen kann .
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung in schematischer Darstellung, bei welcher der Sondenhalter zur Ermittlung der Position des freien Endes des Kontaktstabes bewegt wird.
Figur 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, bei welcher ein verbogener Sondenhalter einer definierten Verbiegung unterzogen wird.
Figur 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, bei welcher ein verschmutzter Sondenhalter mittels einer Reinigungsvorrichtung gereinigt wird.
Beschreibung der Ausführungs ormen Figur la zeigt einen Längsschnitt durch den unteren Abschnitt des Körpers einer Messlanze 1, auf deren Sondenhalter 2 eine hüttentechnische Sonde 3 aufgesteckt ist. Der Übersichtlich¬ keit halber ist nur die Hülle der Sonde 3 dargestellt, nicht aber in der Sonde vorhandene Messapparaturen. Am Sondenhalter 2 ist ein Kontaktstab befestigt, über den Signale der Messap¬ paraturen in der Sonde 3 in den Sondenhalter 2 und in weiterer Folge in den Körper der Messlanze 1 weitergeleitet wer¬ den. In einem metallurgischen Gefäß 5, in diesem Fall einem Konverter, ist flüssiges Metall 6 sowie Schrott 7 vorhanden. Die Messlanze 1 wird mittels eines nicht dargestellten Mani¬ pulators in Richtung Metallschmelze 6 abwärts bewegt. Figur lb zeigt, wie die Sonde 3 bei der Abwärtsbewegung auf ein Stück Schrott 7 auftrifft, wobei der Aufprall mit einem ge¬ zackten Stern dargestellt ist. Auf die Einfügung von für die Darstellung dieser Situation nicht wesentlichen Bezugszeichen wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Figur lc zeigt, dass der Sondenhalter 2 durch den Aufprall verbogen wurde . Figur 2 zeigt einen Teil einer Halte- und Bewegungsvorrichtung 8 für den Sondenhalter 2 mit Kontaktstab 4. Dabei ist diese Halte- und Bewegungsvorrichtung 8 durch einen an der Messlanze angreifenden Manipulator gegeben. Mittels der Halte- und Bewegungsvorrichtung 8 kann die Messlanze 1 und damit auch der Sondenhalter 2 mit Kontaktstab 4 definiert bewegt werden, beispielsweise in die Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung. Dargestellt ist die Halte- und Bewegungsvorrichtung 8 in ihrer Vermessungs- Startposition. Die definierte Bewegung verläuft kontrolliert und kann bei entsprechender Bauart der Halte- und Bewegungs¬ vorrichtung 8 in alle 3 Raumrichtungen eines kartesischen Koordinatensystems erfolgen. Das Ausmaß der Bewegung ist mit¬ tels einer Vorrichtung zur Ermittlung des Ausmaßes einer mittels der Halte- und Bewegungsvorrichtung erfolgenden Bewegung 9, die mit der Halte- und Bewegungsvorrichtung 8 mittels Sig¬ nalleitung 10 verbunden ist, erfassbar. Die Signalleitung 10 ist dabei als physisch vorliegende Leitung ausgeführt, sie könnte aber auch als Funksignalübermittlung ausgeführt sein.
Die Vermessungsvorrichtung 11 ist auf einem von einem Roboterarm 14 greifbaren Werkzeug 15 angeordnet. Mittels des Ro¬ boterarmes 14 kann das Werkzeug 15 und damit die Vermessungs¬ vorrichtung 11 in alle 3 Raumrichtungen eines kartesischen Koordinatensystems bewegt werden, bis Detektoren der Vermes¬ sungsvorrichtung 11 ausgelöst werden. Zur Ermittlung des Ausmaßes einer solchen Bewegung ist eine Vorrichtung zur Ermittlung des Ausmaßes einer Bewegung der Vermessungsvorrichtung bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungsvorrichtung durch den Kontaktstab vorhanden. Im dargestellten Fall ist diese Vorrichtung zur Ermittlung des Ausmaßes einer Bewegung der Vermessungsvorrichtung bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungsvorrichtung durch den Kontaktstab gleichzeitig die Vorrichtung zur Ermittlung des Ausmaßes einer mittels der Halte- und Bewegungsvorrichtung 8 erfolgenden Bewegung. Der Roboterarm ist über Signalleitung 16 mit der Vorrichtung zur Ermittlung des Ausmaßes einer Bewegung der Vermessungsvorrichtung bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungs¬ vorrichtung durch den Kontaktstab verbunden. Die Signallei- tung 16 ist dabei als physisch vorliegende Leitung ausge¬ führt, sie könnte aber auch als Funksignalübermittlung ausgeführt sein.
Durch die Bewegung des Werkzeuges 15 und damit der Vermes¬ sungsvorrichtung 11 in Richtung der 3 Raumrichtungen des durch Pfeile skizzierten kartesischen Koordinatensystems trifft der Kontaktstab 4 auf die Wände IIa, IIb, 11c, die in der strichliert umrandeten Vermessungsvorrichtung 11 den Vermessungsbereich begrenzen. Die Wände IIa, IIb, 11c sind mit Schaltkontakten versehen und wirken somit bei Berührung durch den Kontaktstab 4 als Detektoren, die durch die Berührung ausgelöst werden. Über Signalleitung 12 wird die Auslösung an eine erste Steuer- und Regelungsvorrichtung 13 gemeldet. In Figur 2 ist Signalleitung 12 nur mit Wand IIb verbunden dargestellt, jedoch dient sie auch der Meldung von Auslösung von Detektoren an den Wänden IIa und 11c, was zur besseren Übersichtlichkeit nicht zeichnerisch dargstellt wurde. Die Sig¬ nalleitung 12 ist dabei als physisch vorliegende Leitung ausgeführt, sie könnte aber auch als Funksignalübermittlung ausgeführt sein. Die erste Steuer- und Regelungsvorrichtung 13 dient auch als Vorrichtung zur Feststellung einer Auslösung eines Detektors. Zur Ermittlung der Position des freien Endes des Kontaktstabes 4 werden die Halte- und Bewegungsvorrich¬ tung 8 sowie die Vermessungsvorrichtung 11 zuerst in eine Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung 8 beziehungsweise in eine Vermessungs-Startposition der Vermessungsvorrichtung 11 gebracht. Über eine zweite Steuer- und Regelungsvorrichtung 17 sind die Vorrichtung zur Ermittlung des Ausmaßes einer mittels der Halte- und Bewegungsvorrichtung erfolgenden Bewegung 9, die gleichzeitig eine Vorrichtung zur Ermittlung des Ausmaßes ei¬ ner Bewegung der Vermessungsvorrichtung bis zur Auslösung ei- nes Detektors der Vermessungsvorrichtung durch den Kontaktstab ist, mit der ersten Steuer- und Regelungsvorrichtung 13 über Signalleitungen 18 und 19 verbunden. Jede der Signalleitungen 18 und 19 ist dabei als physisch vorliegende Leitung ausgeführt, sie könnten aber auch jeweils als Funksignalüber- mittlung ausgeführt sein. Die zweite Steuer- und Regelungs¬ vorrichtung erhält Informationen über die Bewegungen des Werkzeuges und könnte bei Bewegung der Messlanze auch Infor¬ mationen über deren Bewegungen erhalten. Ebenso erhält sie Informationen über die Auslösung der Detektoren der Messvorrichtung 12 sowie das dafür notwenige Ausmaß an Bewegung. Auf Basis dieser Informationen werden die Bewegungen gesteuert und geregelt. Verknüpfungen der zweiten Steuer- und Regelungsvorrichtung 17 mit den für die Bewegungen Antrieben sind der Übersichtlichkeit halber nicht gesondert dargestellt.
Im in Figur 2 dargestellten Verfahren wird zur Bestimmung der Position des freien Endes des Kontaktstabes die Messlanze 1 beziehungsweise der Sondenhalter 2 nicht bewegt. Die Position des freien Endes des Kontaktstabes wird durch Bewegung der auf dem Werkzeug 15 angeordneten Vermessungsvorrichtung 11 mittels des Roboterarmes 14 bestimmt.
Die Position des freien Endes des Kontaktstabes könnte jedoch auch mittels definierter Bewegung der Messlanze beziehungs- weise des Sondenhaltes 2 bestimmt werden, ohne dass die auf dem Werkzeug 15 angeordnete Vermessungsvorrichtung 11 mittels des Roboterarmes 14 bewegt wird. Grundsätzlich könnten zur Bestimmung der Position des freien Endes des Kontaktstabes auch definierte Bewegung der auf dem Werkzeug 15 angeordneten Vermessungsvorrichtung 11 mittels des Roboterarmes 14 und der Messlanze 1 beziehungsweise des Sondenhalters 2 stattfinden.
In Figur 3 ist ein Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, während ein verbogener Sondenhalter 2 einer definierten Verbiegung unterzogen wird. Roboterarm 14 greift ein Werkzeug 20, auf dem Vermessungsvorrichtung 11 angeordnet ist. Wie in Figur 3 sind die Wände IIa, IIb, 11c mit Schaltkontakten versehen und wirken somit bei Berührung durch den Kontaktstab 4 als Detektoren, die durch die Berührung ausgelöst werden. Über Signalleitung 12 wird die Auslösung an eine erste Steuer- und Regelungsvorrichtung 13 gemeldet. Die zu Figur 2 analogen Teile der Vorrichtung wirken wie bei Figur 2 beschrieben. Das Werkzeug 20 weist ein Greifersystem mit zwei Greiffingern 21a, 21b auf, welche eine Verbiegevor- richtung 22 zur kontrollierten Verbiegung des Sondenhalters 2 umfasst. Im dargestellten Fall liegt infolge einer wie bei Figur 2 beschrieben durchgeführten Bestimmung in der zweiten Steuer- und Regelungsvorrichtung 17 Information über die Po- sition des freien Endes des Kontaktstabes 4 und damit auch darüber, wie stark der Sondenhalter 2 in welche Richtungen verbogen ist, vor. Die zweite Steuer- und Regelungsvorrichtung 17 gibt nun über nicht dargestellte Signalleitungen dem nicht dargestellten Roboter, an dem der Roboterarm 14 beweg- bar angebracht ist, vor, dass eine Bewegung des Roboterarmes und damit der Verbiegevorrichtung 22 zur kontrollierten Verbiegung des Sondenhalters 2 so erfolgen soll, dass der Son¬ denhalter in einem von der zweiten Steuer- und Regelungsvorrichtung 17 vorgegebenen Ausmaß in eine von der zweiten Steu- er- und Regelungsvorrichtung 17 vorgegebene Richtung gebogen wird. Im dargestellten Fall erfolgt das dadurch, dass nach Einführung des Sondenhalters 2 in das Loch 23 der Verbiege¬ vorrichtung 22 zur kontrollierten Verbiegung des Sondenhalters 2 der Roboterarm 14 nach links fährt. Zu Beginn des Vor- gangs der in definiertem Ausmaß erfolgenden Verbiegung ist die Position des Sondenhalters 2 im Loch 23 bekannt, da der Sondenhalter 2 nach der Bestimmung der Position des freien Endes des Kontaktstabes im Vermessungsbereich der Vermes¬ sungsvorrichtung 11 nur noch definiert bewegt wurde. Aufgrund der Kenntnis dieser Position wird das Loch 23 der Verbiegevorrichtung 22 zur kontrollierten Verbiegung des Sondenhalters 2 vom Roboterarm über den Sondenhalter 2 geschoben, wobei auch diese Bewegung definiert erfolgt. Entsprechend ist die die Position des Sondenhalters 2 im Loch 23 bekannt. Mit dieser Information berechnet die zweite Steuer- und Rege¬ lungsvorrichtung 17, in welchem Ausmaß der Roboterarm 14 nach links bewegt werden muss, um ein bestimmtes Ausmaß Verbiegung des Sondenhalters zu erzielen. Kreuze mit Doppelpfeilen zei¬ gen in Figur 3 an, in welchen Richtungen die Bewegung des Ro- boterarmes 14 und damit der Verbiegevorrichtung 22 zur kontrollierten Verbiegung des Sondenhalters 2 erfolgen kann.
In Figur 4 ist ein Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, während eine Reinigungsvorrichtung 24, die als von einem Greifersystem eines die Vermessungsvorrichtung enthaltenden Werkzeuges für einen Roboterarm greifbares Werkzeug ausgebildet ist, einen verschmutzten Sondenhalter und den den Sondenhalter tragenden Messlanzenkopf reinigt. Die Vorrichtung ist bis auf das Vorhandensein der Reinigungsvorrichtung 24 statt der Verbiegevorrichtung 22 zur kontrollierten Verbiegung des Sondenhalters 2, und bis auf eine un¬ terschiedliche Ausführung der Vermessungsvorrichtung 11, analog zu der in Figur 3 beschriebenen Vorrichtung. Entsprechend wurde zur besseren Übersichtlichkeit auf die Darstellung ana¬ loger Vorrichtungsteile verzichtet. Genauso wie bei der Be¬ schreibung der Figur 3 dargelegt die Verbiegevorrichtung 22 zur kontrollierten Verbiegung des Sondenhalters 2 definiert über den Sondenhalter geschoben wird, wird in Figur 4 die Reinigungsvorrichtung 24 über den Sondenhalter 2 geschoben. Im dargestellten Fall ist der Sondenhalter 2 nicht verbogen. Während er nicht bewegt wird, vollführt der Roboterarm eine durch gerade und gebogene Doppelpfeile dargestellte Vor- und Rückbewegung in Richtung der Längsachse des Sondenhalters, und eine Vor- und Rückbewegung innerhalb eines bestimmten
Winkelbereiches um die Längsachse des Sondenhalters. Der Son¬ denhalter 2 wird dabei durch ein Reinigungsmittel, in diesem Fall eine mit Zähnen ausgestattete Reinigungskrone 25, durch mechanische Einwirkung der Zähne auf Verschmutzungen 26 des Sondenhalters von diesen Verschmutzungen 26 befreit. Es ist dargestellt, wie durch die Zähne abgeschabte Verschmutzungen 26 vom Sondenhalter 2 abfallen.
In Figur 4 ist der Messbereich der Vermessungsvorrichtung 11 durch Lichtschranken 27 begrenzt, deren Lichtstrahlen strich- liert dargestellt sind. Liste der Bezugszeichen
1 Messlanze
2 Sondenhalter
3 Sonde
4 Kontaktstab
5 Metallurgisches Gefäß
6 Flüssiges Metall
7 Schrott
8 Halte- und Bewegungsvorrichtung 8 für den Sondenhalter 2 mit Kontaktstab
9 Vorrichtung zur Ermittlung des Ausmaßes einer mittels der Halte- und Bewegungsvorrichtung 8 erfolgenden Bewegung/ Vorrichtung zur Ermittlung des Ausmaßes einer Bewe¬ gung der Vermessungsvorrichtung bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungsvorrichtung durch den Kontaktstab
10 Signalleitung
11 Vermessungsvorrichtung
IIa, IIb, 11c Wand
12 Signalleitung
13 Erste Steuer- und Regelungs¬ vorrichtung
14 Roboterarm
15 Werkzeug
16 Signalleitung
17 Zweite Steuer- und Regelungs¬ vorrichtung
18 Signalleitung
19 Signalleitung
20 Werkzeug 21a, 21b Greiffinger
22 Verbiegevorrichtung
23 Loch
24 Reinigungsvorrichtung
25 Reinigungskrone 26 Verschmutzung
27 Lichtschranke

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung der Position des freien Endes eines Kontaktstabes (4) an einem Sondenhalter (2), wobei der Sondenhalter (2) mittels einer Halte- und Bewegungsvorrichtung (8) bewegbar gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst:
- dass das freie Ende des Kontaktstabes (4) unter Einstellung der Halte- und Bewegungsvorrichtung (8) in eine Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung in einen Vermessungsbereich einer Vermessungsvorrichtung (11) eingeführt wird, wobei sich die Vermessungsvorrichtung (11) in einer
Vermessungs-Startposition der Vermessungsvorrichtung befindet,
und dann Bewegung des Sondenhalters (2) und/oder der Vermes¬ sungsvorrichtung (11) so weit in drei Raumrichtungen relativ zueinander erfolgt, bis
- entweder in jeder der drei Raumrichtungen durch den Kontaktstab (4) ein Detektor der Vermessungsvorrichtung (11) ausgelöst wurde,
- oder in zumindest einer der drei Raumrichtungen ein voreingestelltes maximales Ausmaß von Bewegung überschrit¬ ten wird ohne dass ein Detektor der Vermessungsvorrichtung (11) ausgelöst wurde, wobei für jede der drei Raumrichtungen
das Ausmaß
der mittels der Halte- und Bewegungsvorrichtung (8) erfolgenden Bewegung des Sondenhalters (2)
und/oder das Ausmaß der Bewegung der Vermessungsvorrichtung (11) bis zur Auslösung des Detektors ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sondenhalter (2) nach Bestimmung der Position des freien Endes des Kontaktstabes (2) an dem Sondenhalter (2) einer in definiertem Ausmaß erfolgenden Verbiegung unterzogen wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine Halte- und Bewegungsvorrichtung (8) für einen Sondenhalter (2) mit Kontaktstab (4), und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie auch umfasst
- eine Vermessungsvorrichtung (11) mit Vermessungsbereich mit durch den Kontaktstab auslösbaren Detektoren,
- sowie eine Vorrichtung zur Feststellung einer Auslösung eines Detektors,
sowie eine Vorrichtung zur
Ermittlung
des Ausmaßes einer mittels der Halte- und Bewegungsvorrich¬ tung (8) erfolgenden Bewegung des Sondenhalters (9) bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungsvorrichtung (11) durch den Kontaktstab (4), ausgehend von einer definierten Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung (8) und von einer Vermessungs-Startposition der Vermessungsvorrichtung (11) .
4. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine Halte- und Bewegungsvorrichtung (8) für einen Sondenhalter mit Kontaktstab (4), und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie auch umfasst
- eine Vermessungsvorrichtung (11) mit Vermessungsbereich mit durch den Kontaktstab (4) auslösbaren Detektoren, - sowie eine Vorrichtung zur Feststellung einer Auslösung eines Detektors,
- sowie eine Vorrichtung zur definierten Bewegung der Vermessungsvorrichtung (11)
sowie eine Vorrichtung zur
Ermittlung des Ausmaßes einer Bewegung der Vermessungsvorrichtung (9)
bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungsvorrichtung durch den Kontaktstab (4), ausgehend von einer definierten Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung (8) und von einer Vermessungs-Startposition der Vermessungsvorrichtung (11) .
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung zur Ermittlung
des Ausmaßes einer mittels der Halte- und Bewegungsvorrich¬ tung erfolgenden Bewegung (9) des Sondenhalters (2)
bis zur Auslösung eines Detektors der Vermessungsvorrichtung (11) durch den Kontaktstab (4), ausgehend von einer definierten Vermessungs-Startposition der Halte- und Bewegungsvorrichtung (8) und von einer Vermessungs-Startposition der Vermessungsvorrichtung (11) umfasst .
6. Vorrichtung einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Verbiegevorrichtung (22) zur kontrol¬ lierten Verbiegung des Sondenhalters (2) umfasst.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbiegevorrichtung (22) als von einem Greifersystem eines die Vermessungsvorrichtung (11) enthaltenden Werkzeuges (20) für einen Roboterarm (14) greifbares Werkzeug ausgeführt ist .
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Reinigungsvorrichtung (24) zur Reinigung des Sondenhalters (2) und/oder des den Sondenhalter (2) tragenden Messlanzenkopfes umfasst.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (24) als von einem
Greifersystem eines die Vermessungsvorrichtung enthaltenden Werkzeuges für einen Roboterarm
greifbares Werkzeug ausgeführt ist.
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