PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19623159C2 15.03.2001
Titel Verfahren und Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers unter Erfassung eines Temperaturfeldes des Körpers
Anmelder Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80636 München, DE
Erfinder Putz, Matthias, Dr.-Ing., 09112 Chemnitz, DE;
Kunke, Eberhard, Dr.-Ing., 01217 Dresden, DE
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 10.06.1996
DE-Aktenzeichen 19623159
Offenlegungstag 18.12.1997
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.03.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.03.2001
IPC-Hauptklasse G01N 21/88
IPC-Nebenklasse H04N 5/33   B21C 51/00   G01J 5/00   

Beschreibung[de]

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 Zustands des Körpers bzw. der (wärme-)energieverändernden Prozesse in Verbindung mit dem Körper genutzt werden.

Thermographische Methoden zur Temperaturbestimmung oder zur Feststellung von Temperaturunterschieden beruhen auf der Tatsache, daß jeder Körper, seiner Temperatur entsprechende elektromagnetische Strahlung aussendet. Dabei wird unsichtbare Wärmestrahlung meist berührungsfrei gemessen.

Die Entwicklung der Infrarotthermographie ermöglicht es, sichtbare Bilder von Temperaturunterschieden und thermischen Vorgängen darzustellen. Infrarotgeräte dienen insbesondere der bildlichen Darstellung flächenmäßiger Strahlungsverteilungen. Dadurch werden Einblicke in komplexe Zusammenhänge auch über flächenmäßig große Bereiche möglich. Im Gegensatz zu anderen Analysesystemen werden Informationen nicht nur punkt- oder linienförmig, sondern auch als Feldinformationen erhalten.

Die erfaßten Thermaldaten ermöglichen dann sowohl die Auswertung konkreter Einzeltemperaturen gesonderter Meßpunkte, als auch einen schnellen und rationellen Überblick über den gesamten gewünschten Flächenbereich.

Es gibt des weiteren im Infrarotbereich arbeitende videothermographische 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 Temperaturbestimmung bei Körpern genutzt, die vollständig oder zumindest in bestimmten Bereichen natürlich warm sind, infolge technologischer Prozesse erwärmt wurden, oder bei denen die Erwärmung bzw. Wärmeveränderung naturgemäß aufgrund irgendeines notwendigen Energieumwandlungsprozesses erfolgte.

Zum Beispiel werden im Bauwesen derartige Verfahren zur Temperaturmessung, Temperaturfeldbestimmung und Temperaturfeldanalyse 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, insbesondere einer Oberfläche und/oder oberflächennahen Bereichen desselben, die nicht auf thermographischen Methoden beruhen, sind der hohe apparative Aufwand, Begrenzungen auf kleine Oberflächenabschnitte, 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 linienförmige Erwärmung am Blattumfang oder auf der Stirnseite erfährt. Bei diesem Verfahren wird mit der Ausbreitung des Temperaturfeldes hin zum Schaufelfuß der Wärmestrom mittels einer Thermovisionskamera 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 Aussagen, mit welchen Parametern dieser Körper in Form einer Turbinenschaufel optimal bearbeitet werden kann.

Aus der Druckschrift DE 28 48 099 A1, die sich im wesentlichen mit einem dem der obengenannten Druckschrift ähnlichen Prüfverfahren 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 Metallknüppeln zum Nachweis von Rissen und Oberflächenfehlern befaßt, ergibt sich aber ganz deutlich aus den folgenden Beschreibungsseiten, daß lediglich eine Rißprüfung stattfindet. Somit gelten auch hier die gleichen Argumente bezüglich fehlender Bearbeitungsparameter, die bereits schon im Zusammenhang mit der zuerst genannten Druckschrift angegeben wurden.

Im wesentlichen gilt dies auch für die Offenbarung der Druckschrift 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 einwandfreien Stellen des Werkstücks unterscheiden zu können.

Daraus ergibt sich, daß auch hier lediglich Fehler ermittelt werden 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 werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren Sowie eine Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers der eingangs genannten Art anzugeben, die mit technisch einfachen Mitteln stets eine zuverlässige Aussage über den Ist-Zustand, insbesondere der Oberfläche und/oder oberflächennaher Bereiche eines Körpers ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Beurteilung eines Körpers der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Körper in einer Behandlungsstation über seine Oberfläche energetisch beeinflußt, gleichzeitig oder anschließend das Temperarturfeld des energetisch beeinflußten Körpers erfaßt und in Abhängigkeit von dem erfaßten Temperaturfeld des energetisch beeinflußten Körpers dieser in einer Bewertungsstation bewertet wird.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch eine Behandlungsstation zur energetischen Beeinflussung des Körpers vor oder während einer Temperaturfassung durch die Temperaturmeßeinrichtung und eine Bewertungsstation zur Verarbeitung von Informationen der Temperaturmeßeinrichtung.

Die energetische Beeinflussung des Körpers kann dabei mechanisch, 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 Temperaturmeßeinrichtung gegenüber der ersten Temperaturmeßeinrichtung angeordnet ist, wobei der Körper zwischen beiden Temperaturmeßeinrichtungen einführbar ist.

Eine Vereinfachung der Auswertung der ermittelten Temperatur wird dadurch erreicht, daß vor der Behandlungsstation zur energetischen Beeinflussung eine dritte Temperaturmeßeinrichtung vorhanden ist, der gegenüber auch wiederum eine vierte Temperaturmeßeinrichtung vorgesehen werden kann, da dadurch die Differenz der Temperaturen vor und nach der energetischen Beeinflussung durch die Behandlungsstation und zusätzliche Informationen erhalten werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Behandlungsstation zur energetischen Beeinflussung dazu ausgelegt, die Temperatur des Körpers, insbesondere seiner Oberfläche, zu erhöhen, was beispielsweise mit einem oder zwei einander gegenüber angeordneten 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 oberflächennahen 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 derartige Produktionsstraße enthält dann vorteilhafterweise eine erste Station zur Prozeßvorbereitung des Körpers, in der z. B. eine Haspel vorhanden ist oder das Blech zugeschnitten und ggf. beschichtet und befettet wird, sowie eine nachgeschaltete Presse. Zwischen dieser ersten Station und der Presse ist dann die Einrichtung angeordnet, um bevorzugt den Ausgangszustand (Eingangsparameter) von Oberflächen oder oberflächennahen Bereichen des Bleches großflächig vor Beginn nachfolgender Umformprozesse 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 ausschließlich 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 spielen.

Insbesondere die Erfassung zufälliger, in der Praxis nicht oder nur schwer beeinflußbarer Zustandsgrößen, wie z. B. Schwankungen in der Oberflächenstruktur, ist ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung. Die Prozeßqualität bei der Bearbeitung eines Körpers, insbesondere eines Blechs, ist über das tribologische System beeinflußbar. Dies wurde zwar auch schon bisher angestrebt, bereitet jedoch aufgrund der Komplexität der Auswirkung 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 weiteren 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 (Vorhandensein von Fehlern, wie Kratzer, Roststellen u. ä.) und/oder z. B. die Dicke bzw. Qualität des Schmierfilmes bzw. Schmiermittelauftrages, über andere vorhandene Beschichtungen oder geometrische Parameter (z. B. Blechdicke, Blechdoppelungen) gewonnen und somit gezielt die Prozeßsicherheit verbessert werden, indem z. B. mögliche Werkstoff- bzw. materialbezogene Fehler oder Unzulänglichkeiten 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 Beeinflussungsstrategie bestehen.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, daß mittels bestimmter Techniken (z. B. Thermovisionstechnik mit Kamera) großflächige Temperaturbilder von Körperoberflächen oder oberflächennahen Bereichen aufgenommen und ausgewertet werden. Dabei wird nicht die ursprünglich bereits vorhandene Temperatur registriert, sondern es werden bewußt die untersuchten Bereiche durch vorab oder parallel ablaufende äußere Beeinflussung zu Reaktionen veranlaßt, die sich in Temperaturbildern und Temperaturfeldern widerspiegeln.

Unter Temperaturbild oder Temperaturfeld ist dabei die flächenhafte Abbildung des jeweiligen momentanen Temperaturzustandes der gesamten oder partiellen Oberfläche oder von oberflächennahen Bereichen zu verstehen.

Unter Berücksichtigung des Zeitfaktors und der Randbedingungen bestimmt die durch die vorangehende Beeinflussung bedingte Reaktion der beeinflußten Bereiche auch bei typisch kalten Oberflächen 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 oberflächennahen Bereichen finden dann ihren Niederschlag in unterschiedlichen Emissionsfaktoren oder in der unterschiedlich tief eindringenden Wirkung der Beeinflussung.

Diese Unterschiede sind dann entsprechend erfaßbar. Das führt beispielsweise zu lokal unterschiedlichen Abbildungen im Gesamtbild 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 Erfahrungswerten vorgenommen werden.

Es wird dabei bewußt die Information der Temperatur- bzw. Wärmestrahlung 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 Natur 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 Interesse. Dadurch kann die Prozeßqualität bei der Bearbeitung oder Behandlung des Körpers gezielt beeinflußt werden. Eine wesentliche Funktion in diesem System kommt der Oberfläche von Werkstücken und Werkzeug, insbesondere der Oberfläche von Blechplatinen zu.

Entgegen bisherigen Lösungen ergeben sich durch die erfindungsgemäße Lösung zur Beurteilung eines Körpers, insbesondere seiner Oberfläche und/oder seiner oberflächennahen Bereiche, Vorteile, insbesondere bezüglich der Komplexität der Erfaßbarkeit von Zuständen, Eigenschaften und deren Veränderungen und der Integration in laufende Prozeßabläufe. Außerdem ist die Beurteilung eines Körpers nun nicht mehr auf kleine Oberflächenabschnitte begrenzt.

Durch umfassende Kenntnis der tatsächlich Eingangsparameter kann auf nicht reproduzierbare Parameterschwankungen und tribologische Bedingungen (z. B. der Änderung der Oberflächenfeingestalt, der Blechdicke oder der Schmierstoffmenge) reagiert werden. Durch Ausnutzen moderner Umform-Maschinentechnik und flexibles Reagieren, prozeßspezifische Optimierung und gezielte Steuerung und Regelung der Maschineneinstellparameter und somit durch Beeinflussung bzw. Berücksichtigung der konkreten Umformbedingungen wird die Fertigung qualitätsgerechter Werkstücke vereinfacht bzw. erst ermöglicht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Eingangsparameter der zu bearbeitenden Körper 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 Produktionsrahmenbedingungen angepaßt werden. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht insbesondere die Feststellung und Erfassung des Ist-Zustandes des Werkstücks (Bleches) vor Beginn des eigentlichen Fertigungsprozesses (hier: umform-technische Formgebung).

Weiterhin ist mit der erfindungsgemäßen Lösung auch eine Fehlererfassung möglich. So kann z. B. festgestellt werden, ob in fehlerhafter Weise zwei aneinanderhaftende Bleche der weiteren Fertigung (insbesondere Umformung) zugeführt wurden, so daß eine 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 tribologischen Bedingungen der zu verarbeitenden Werkstücke, Ausgangsformen oder Rohteile unter Fertigungsbedingungen sicherstellen. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht des weiteren die Automatisierbarkeit der oben angegebenen Prozesse. Außerdem kann die Erfindung ebenfalls Anwendung für die Zustandserfassung 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 Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers, insbesondere seiner Oberfläche und/oder seiner oberflächennahen Bereiche gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ausführungsform mit einer zusätzlichen Temperaturmeßeinrichtung; und

Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel für eine Einrichtung zur Beurteilung 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 Thermokameras 14 und 14a befindet, die mit einer Bewertungsstation 19 verbunden sind. Eine Behandlungsstation zur energetischen Beeinflussung ist neben der ersten Thermokamera 14 angeordnet und besteht beispielsweise im wesentlichen aus einem ersten Wärmestrahler 18. Wenn die zweite Thermokamera 14a vorhanden ist, ist auch auf der gleichen Blechseite ein dem ersten Wärmestrahler 18 gegenüber angeordneter zweiter Wärmestrahler 18a vorgesehen.

Eine Einrichtung 20 zur Beurteilung eines Blechs 22 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Einrichtung 10 von Fig. 1 lediglich darin, daß neben einem Wärmestrahler 28 eine dritte Thermokamera 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 Wärmestrahler 28 gegenüber angeordnet sein.

Auch in dieser Ausführungsform können wahlweise noch eine zweite Thermokamera 24a sowie eine vierte Thermokamera 26a der ersten 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 angeschlossen.

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 Umform- bzw. Tiefziehvorgang eines Bleches 32 gezeigt. Diese Produktionsstraße besteht aus einer ersten Station 40, einer nachgeschalteten Einrichtung 30 zur Beurteilung eines Blechs 32, insbesondere seiner Oberfläche und/oder seiner oberflächennahen Bereiche, einer zweiten Station 44 zur Nachbehandlung bzw. Aussonderung des Blechs 32 und einer Presse 42.

In der Vorbereitungsetappe für einen Umformprozeß, hier ein Tiefziehvorgang in der Presse 42, sind bestimmte Maßnahmen erforderlich, um die Bleche 32 vorzubereiten, bereitzustellen und der Presse 42 zuzuführen. Der Komplex dieser Abläufe wird in der ersten Station 40 durchgeführt. Fehler oder Unzulänglichkeiten betreffend den Zustand des Bleches 32 in diesem Stadium, die nicht erkannt werden und auf die somit nicht reagiert werden kann, schleppen sich normalerweise durch den gesamten, zumeist mehrstufigen und aufwendigen Nachfolgeprozeß durch und verursachen Ausfallkosten.

Deshalb wird, anders als herkömmlich, dem nachfolgenden Durchlauf durch die Presse 42 die Einrichtung 30 zur Beurteilung des Bleches 32 vorgeschaltet. Diese Einrichtung 30 besteht aus einer ersten Thermokamera 36, einer Behandlungsstation bzw. einem Wärmestrahler 38 und einer zweiten Thermokamera 34. Ein Differenzsignal der Thermokameras 36 und 38 wird einer Bewertungsstation 39, die ihrerseits mit z. B. der Presse 42 oder der anschließenden zweiten Station 44 zur Nachbehandlung oder Aussonderung des Blechs 32 verbunden ist, angelegt.

Das zu untersuchende Blech 32 läuft in Transportrichtung 46 in kontinuierlichem oder diskontinuierlichem Ablauf durch die Einrichtung 30. Mit der ersten Thermokamera 36 wird das Temperatur- bzw. Wärmebild des Bleches 32 im Ausgangzustand erfaßt. In der Behandlungsstation 38 wird eine, den Energiezustand der Oberfläche bzw. oberflächennaher Bereiche beeinflussende Einwirkung, 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 Thermokameras 34 und 36 vorzugsweise in ihrer Kalibrierung abgestimmt sind, beinhalten die Inhomogenitäten und Differenzen der beiden Temperatur- bzw. Wärmebilder vor und nach der Beeinflussung Informationen über z. B. lokale Oberflächenunterschiede.

Über die Bewertungsstation 39 können dann aufgrund von Erfahrungswerten Rückschlüsse bezüglich des Zustandes und von Eigenschaften der Oberfläche und/oder oberflächennaher Bereiche gezogen werden. Diese Erkenntnisse werden zur weiteren Steuerung der Fertigung verwendet. Diese Steuerung kann z. B. eine Nachbehandlung oder Ausschleusung fehlerhafter Platinen bzw. Bleche 32 in der zweiten Station 44 und/oder eine Veränderung der Einstellparameter der Presse 42, z. B. Niederhalterdruck oder partielle Ziehkissenkräfte umfassen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Beurteilung eines Körpers, insbesondere einer Oberfläche und/oder oberflächennaher Bereiche desselben, unter Erfassung eines Temperaturfeldes des Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12; 22; 32) in einer Behandlungsstation (18, 18a; 28, 28a; 38) über seine Oberfläche energetisch beeinflußt, gleichzeitig oder anschließend das Temperaturfeld des energetisch beeinflußten Körpers (12; 22; 32) erfaßt und in Abhängigkeit von dem erfaßten Temperaturfeld des energetisch beeinflußten Körpers (12; 22; 32) dieser in einer Bewertungsstation (19; 29; 39) bewertet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfeld des Körpers (22; 32) durch eine erste Thermokamera (24; 34) stromaufwärts der Behandlungsstation (28; 38) und durch eine zweite Thermokamera (26; 36) stromabwärts der Behandlungsstation (28, 28a; 38) erfaßt wird, die Temperaturfelder miteinander verglichen werden und in Abhängigkeit von dem Vergleich der Körper (22; 32) bewertet wird.
  3. 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 Behandlungsstation (18, 18a; 28, 28a; 38) erfaßt wird.
  4. 4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der Beurteilung der Körper (12; 22; 32) entweder nachbehandelt oder ausgesondert werden kann.
  5. 5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein umzuformendes Blech (12; 22; 32) ist und daß durch die Bewertung Randbedingungen für nachfolgende Umformprozesse erhalten werden.
  6. 6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 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. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Körpers (12; 22; 32) in der Behandlungsstation (18; 28; 38) erwärmt wird.
  8. 8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Produktionsablauf für eine Umformung des Blechs (32) integriert ist.
  9. 9. Einrichtung zur Beurteilung eines Körpers (12; 22; 32), insbesondere einer Oberfläche und/oder eines oberflächennahen Bereiches desselben mit einer Behandlungsstation (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. 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. 11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine zweite Temperaturmeßeinrichtung (14a), die der ersten Temperaturmeßeinrichtung (14) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei der Körper (12) zwischen beiden Temperaturmeßeinrichtungen (14, 14a) einführbar ist.
  12. 12. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch eine dritte der Behandlungsstation (28, 28a) zur energetischen Beeinflussung vorgeschaltete Temperaturmeßeinrichtung (26).
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine vierte Temperaturmeßeinrichtung (26a), die der dritten Temperaturmeßeinrichtung (26) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei der Körper (22) zwischen beiden Temperaturmeßeinrichtungen (26, 26a) einführbar ist.
  14. 14. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsstation (18, 18a; 28, 28a; 38) zur energetischen Beeinflussung eine Temperatur der Oberfläche des Körpers (12; 22; 32) erhöht.
  15. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsstation zur energetischen Beeinflussung mindestens einen Wärmestrahler (18, 18a; 28, 28a; 38) aufweist.
  16. 16. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung (14) eine flächenmäßige Erfassung, eine Thermokamera oder eine Infrarotkamera ist.
  17. 17. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtungen (24, 26) einheitlich kalibriert sind.
  18. 18. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein Blech (12; 22; 32) ist.
  19. 19. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung (14; 24; 34) innerhalb der Behandlungsstation (18; 28; 38) angeordnet ist.
  20. 20. Einrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß stromab derselben eine Nachbehandlungs- oder Aussonderungsstation (44) für den Körper (32) angeordnet ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com