用于檢查工件表面和帶材料的裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于檢查工件表面的裝置，具有以下的特征：設(shè)置了傳感器（7），所述傳感器被構(gòu)造用于檢查工件表面，具有聲波輻射面的超聲震蕩器（8a、8b），所述超聲震蕩器剛性地與所述傳感器（7）連接，用以構(gòu)造傳感器單元（5），以及與所述傳感器單元（5）耦聯(lián)的可運(yùn)動(dòng)的定位裝置（6），用于將所述傳感器單元（5）定位在與所述工件表面的對(duì)置位置中，其中，所述定位裝置（6）具有擠壓機(jī)構(gòu)，所述擠壓機(jī)構(gòu)朝著工件表面的方向擠壓所述傳感器單元（5），所述超聲震蕩器（8a、8b）的聲波輻射面實(shí)施超聲波振動(dòng)，使得在氣體狀的介質(zhì)存在的條件下在所述工件表面和所述聲波輻射面之間作用有超聲波懸浮力場(chǎng)，所述超聲波懸浮力場(chǎng)生成反向于所述擠壓力指向的反力，由此所述傳感器單元（5）與所述工件表面間隔地保持懸著，其中，所述傳感器被構(gòu)造，用以檢測(cè)不同的物理的效果，如例如表面結(jié)構(gòu)偏差或者顏色偏差。
【專利說(shuō)明】
用于檢查工件表面和帶材料的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于借助于傳感器、如例如攝像頭或者渦流傳感器檢查工件表面的裝置。本發(fā)明尤其涉及如下的裝置，所述裝置適合于將所述傳感器與所述工件表面以恒定的距離保持并且迅速地修正距離改變。本發(fā)明此外涉及帶材料處的材料特性的檢查或者測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知如下的系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)工件或者帶材料的表面的檢查。對(duì)此，傳感器必須被準(zhǔn)確地保持在先前確定的位置中。例如當(dāng)借助于具有非常小的深度清晰度的光學(xué)的系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)的檢查時(shí)，在所述工件表面上引導(dǎo)所述光學(xué)的系統(tǒng)時(shí)必須保持該系統(tǒng)的鏡頭和工件表面的距離恒定。這樣的系統(tǒng)由文件W094/18643和W001/23869 Al已知。類似的要求也適用于其它傳感器和其它測(cè)量或者檢查方法，如例如電容的或者感應(yīng)的檢查方法。
[0003]要求的測(cè)量準(zhǔn)確性越高，對(duì)測(cè)量裝置的機(jī)械的構(gòu)造的要求越高。特別當(dāng)所述測(cè)量準(zhǔn)確性依賴于傳感器位置和工件表面之間的限定的距離的保持時(shí)是這種情況。例如在監(jiān)測(cè)帶材料情況下，當(dāng)傳感器緊挨著在所述帶材料的表面上橫向于所述帶的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，為此使用剛性的橫梁。
[0004]因?yàn)樗鰩Р牧显谶\(yùn)動(dòng)期間大多略微地振動(dòng)，所以產(chǎn)生測(cè)量錯(cuò)誤。當(dāng)所述帶在測(cè)量位置處在輥?zhàn)由线\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)檩佔(zhàn)訒?huì)具有不圓性，所以同樣產(chǎn)生測(cè)量錯(cuò)誤。如果待檢查的帶材料例如是具有硬的表面的鋼板材時(shí)，所述傳感器在這樣的情況下能夠與滑塊耦聯(lián)，所述滑塊具有在所述鋼帶的表面上滾動(dòng)的支撐輪，使得所述傳感器始終與鋼帶表面具有相同的距離。
[0005]然而存在一系列應(yīng)用情況，其中所述帶材料在處理過(guò)程、例如覆層過(guò)程期間必須被檢查。在此，所述帶材料運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)例如干燥隧道，其中必須保持恒定的溫度和均勻的溫度分布。在該情況下，目前說(shuō)明的裝置出于兩個(gè)原因不能被使用:通過(guò)所述支撐輪與所述帶材料的直接機(jī)械的接觸一方面會(huì)損害帶材料的敏感的表面并且另一方面會(huì)在接觸部位處改變所述帶材料的表面溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]由此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供如下的裝置，利用所述裝置傳感器能夠以準(zhǔn)確規(guī)定的距離被定位在運(yùn)動(dòng)的工件表面上或者在運(yùn)動(dòng)的工件表面上運(yùn)動(dòng)并且在所述工件的厚度波動(dòng)或者在支撐輥?zhàn)踊蛘咿D(zhuǎn)向輥?zhàn)拥牟粓A性的情況下，測(cè)量系統(tǒng)和工件表面之間的距離、接下來(lái)稱作測(cè)量距離能夠被保持恒定。另外的要求在于，為了保留期望的測(cè)量距離所述傳感器的后調(diào)整必須在非常短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行并且所述帶材料在測(cè)量部位處的溫度分布盡可能少地受到影響。
[0007]所述任務(wù)利用權(quán)利要求1所述的裝置通過(guò)以下方式得到解決，即至少一個(gè)超聲波_超聲震蕩器與所述測(cè)量系統(tǒng)機(jī)械地耦聯(lián)。所述超聲波-超聲震蕩器如下地定向，其聲波輻射的面對(duì)置于材料表面，并且如下地運(yùn)行，即被輻射的聲波波浪產(chǎn)生懸浮力場(chǎng)，當(dāng)所述超聲震蕩器和所述工件借助于擠壓機(jī)構(gòu)彼此擠壓時(shí)，其防止所述超聲震蕩器表面與所述工件表面的接觸，
擠壓機(jī)構(gòu)可以理解為所有適合于將所述超聲震蕩器與耦聯(lián)在其處的傳感器借助于先前確定的擠壓力擠壓向所述工件表面的技術(shù)的機(jī)構(gòu)。所述擠壓力能夠通過(guò)機(jī)械的彈簧、通過(guò)被控制的機(jī)械的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或者氣動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。擠壓力也能夠通過(guò)磁性的吸引或者排斥、同樣通過(guò)使用作用質(zhì)量上的重力或者通過(guò)真空、也就是說(shuō)在使用外部的空氣壓力的條件下產(chǎn)生。
[0008]上述說(shuō)明的用于表面檢查的裝置的重要的優(yōu)點(diǎn)在于，所述懸浮力場(chǎng)在測(cè)量或者檢查部位處沒(méi)有明顯地影響溫度分布。
[0009]所述傳感器與所述工件表面的距離能夠在必要時(shí)改變，方法是改變所述超聲震蕩器的電的功率消耗。由此，振動(dòng)幅度改變。同樣地，借助于所述超聲震蕩器的電的功率調(diào)節(jié)能夠非常快速地改變所述傳感器和所述工件表面的距離。
[0010]所述超聲震蕩器的聲波輻射面具有與所述工件表面一致的形狀，也就是說(shuō)，其在平整的材料表面的情況下平坦地實(shí)施，在兩維或者三維地拱起的材料表面的情況下與其匹配地拱起。
[0011]根據(jù)權(quán)利要求2，設(shè)置了用于控制所述工件表面和所述工作單元之間的距離的距離控制機(jī)構(gòu)，其中，所述距離能夠通過(guò)聲波能量的改變被改變。由此實(shí)現(xiàn)了所述傳感器關(guān)于所述工件表面的特別快速和準(zhǔn)確的后調(diào)整。
[0012]根據(jù)權(quán)利要求3，所述傳感器由至少兩個(gè)超聲震蕩器包圍。該布置是特別有利的，因?yàn)橛纱怂鰝鞲衅鞅槐Ｗo(hù)防止有害的影響。
[0013]根據(jù)權(quán)利要求4，所述傳感器與至少兩個(gè)超聲震蕩器耦聯(lián)，所述至少兩個(gè)超聲震蕩器能夠分開(kāi)地被觸發(fā)。該實(shí)施方式具有如下的優(yōu)點(diǎn)，即通過(guò)不同地觸發(fā)所述超聲震蕩器也實(shí)現(xiàn)了可運(yùn)動(dòng)的懸掛的傳感器單元的微小的傾斜，用以由此還能夠更準(zhǔn)確地定位所述傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以例子結(jié)合兩個(gè)附圖更詳細(xì)地解釋用于表面檢查的裝置:
圖1示出了隧道式爐I，在其中進(jìn)行熱處理過(guò)程。帶材料2在被驅(qū)動(dòng)的輥?zhàn)?上被引導(dǎo)通過(guò)所述隧道式爐I。在所述隧道式爐I的入口處，借助于噴射裝置4將漆噴射到所述帶材料2上。在所述隧道式爐I的出口處布置了示意性示出的用于表面檢查的傳感器單元5。所述傳感器單元5掛吊在可運(yùn)動(dòng)的懸掛6處并且以300μπι的距離懸在所述帶材料2上方。需要注意的是，所述傳感器單元5關(guān)于所述帶材料表面的距離不借助于所述可運(yùn)動(dòng)的懸掛6調(diào)節(jié)。所述懸掛6僅僅用于承受所述傳感器單元5的重量的一部分。所述重量的剩余的部分被用作重力的擠壓力，其反向于借助于超聲波-懸浮力場(chǎng)產(chǎn)生的力起作用。
[0015]在圖2中示意性地示出了所述傳感器單元5的指向所述帶材料2的表面上的下側(cè)面。以附圖標(biāo)記7表示傳感器、例如攝像頭。以附圖標(biāo)記8a、b表示兩個(gè)產(chǎn)生超聲波-懸浮力場(chǎng)的超聲震蕩器。要強(qiáng)調(diào)的是，所述漆在離開(kāi)所述隧道式爐的帶材料2上還沒(méi)有完全硬化并且因此對(duì)于機(jī)械的接觸還是敏感的。也特別重要的是，所述帶的溫度保持恒定并且也沒(méi)有被測(cè)量過(guò)程影響。然而同樣重要的是，所述層厚度能夠盡可能直接在所述噴射裝置后確定，由此，漆厚度的偏差或者其它錯(cuò)誤能夠迅速地被識(shí)別出并且能夠被修正。
[0016]因?yàn)樗鰬腋×?chǎng)對(duì)所述帶材料2的表面處的溫度分布幾乎沒(méi)有影響，所以所述測(cè)量不影響敏感的漆層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于檢查工件表面和帶材料的裝置，具有以下的特征: -設(shè)有至少一個(gè)傳感器(7)，所述傳感器被構(gòu)造用于檢查特別的工件表面和/或特別的帶材料(2)， -設(shè)有至少一個(gè)具有聲波輻射面的超聲震蕩器(8a、8b)，所述超聲震蕩器機(jī)械剛性地與所述傳感器(7)連接，用以形成傳感器單元(5)，以及 -設(shè)有與所述傳感器單元(5)耦聯(lián)的可運(yùn)動(dòng)的定位裝置(6)，用于將所述傳感器單元(5)定位在與所述工件或者帶表面的對(duì)置位置中，其中， -所述定位裝置(6)具有擠壓機(jī)構(gòu)，所述擠壓機(jī)構(gòu)朝著工件表面的方向擠壓所述傳感器單元(5)，其中，要么產(chǎn)生先前確定的擠壓力，要么重力被用作擠壓力， -所述超聲震蕩器(8a、8b)的聲波福射面實(shí)施超聲波振動(dòng)，使得在氣體狀的介質(zhì)存在的條件下在所述工件或者帶表面和所述聲波輻射面之間作用有超聲波懸浮力場(chǎng)，所述超聲波懸浮力場(chǎng)生成反向于所述擠壓力指向的反力，由此所述傳感器單元與所述工件或者帶表面間隔地保持懸著，其中， 所述傳感器被構(gòu)造，用以 -檢測(cè)所述工件表面或者所述帶的表面結(jié)構(gòu)偏差或者顏色偏差或者反射特性的偏差或者材料不均勻性或者錯(cuò)誤部位，或者 -檢測(cè)所述帶厚度或者施加的覆層的厚度，或者 -檢測(cè)所述工件或者帶表面處的表面溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，設(shè)置了距離控制機(jī)構(gòu)，用于控制所述工件表面(2)和所述工作單元(3)之間的距離，其中，所述距離通過(guò)改變聲波能量被改變。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳感器(7)由至少兩個(gè)超聲震蕩器(8a、8b)包圍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳感器(7)與至少兩個(gè)超聲震蕩器(8a、8b)耦聯(lián)，所述至少兩個(gè)超聲震蕩器能夠分開(kāi)地被觸發(fā)。
【文檔編號(hào)】G01N21/89GK105960589SQ201480052032
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2014年7月22日
【發(fā)明人】M.希爾普, J.齊默曼, A.齊茨曼
【申請(qǐng)人】Zs-處理有限責(zé)任公司