EP0918978A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen der über lappungsbreite eines überlappungsstosses von zwei flach aufeinanderliegenden werkstücken - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum messen der über lappungsbreite eines überlappungsstosses von zwei flach aufeinanderliegenden werkstücken

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Publication number
EP0918978A1
EP0918978A1 EP97942835A EP97942835A EP0918978A1 EP 0918978 A1 EP0918978 A1 EP 0918978A1 EP 97942835 A EP97942835 A EP 97942835A EP 97942835 A EP97942835 A EP 97942835A EP 0918978 A1 EP0918978 A1 EP 0918978A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpieces
measuring
overlap width
distances
measured
Prior art date
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Ceased
Application number
EP97942835A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Dieter Gall
Martin Koch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thyssen Stahl AG
Original Assignee
Thyssen Stahl AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssen Stahl AG filed Critical Thyssen Stahl AG
Publication of EP0918978A1 publication Critical patent/EP0918978A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/028—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object

Definitions

  • a difficulty in determining the overlap width is that the abutting edges of the two workpieces can only be detected from different sides. Another difficulty is to quickly determine the position of the butt edges with high accuracy so that they can be used to control a feed device and / or a welding device.
  • Another difficulty is to quickly determine the position of the butt edges with high accuracy so that they can be used to control a feed device and / or a welding device.
  • two sensors responsive to the material web edges in particular laser sensors, to be arranged exactly opposite one another on opposite sides of the material web.
  • these sensors When the overlap bumps pass through the barrier formed in this way, these sensors, depending on the overlap width, emit signals with a time delay to an evaluation device which also receives a signal for the material web speed. The overlap width can then be calculated from these signals. If two pairs of these sensors are arranged offset transversely to the web running direction and also lie in the same plane arranged transversely to the web running direction, an offset angle of the edges can also be determined with this method and this device. In both cases, however, the measurement accuracy depends on the exact alignment of the sensors to one another and further on that the path speed is constant in the phase between the first signal for the leading edge and the second signal for the trailing edge. It goes without saying that measurement errors can occur because of these requirements. Furthermore, this method and this device are limited to measurements in which the material web is moved past the sensors with a transverse overlap joint.
  • a method for measuring the overlap width of an overlap shock of a tape section wound on a drum is known (DE 41 29 465 AI).
  • the front end of the drum is simultaneously wound on the one hand
  • Material web section and on the other hand, the associated angular position of the drum is detected.
  • the rear end of the material web section and, on the other hand, the associated angular position of the drum are detected at the same time.
  • the overlap width can be drawn directly from the differential value of the angular positions of the drum.
  • the measurement result can be used to control an upstream feed device for the material web strips in such a way that the length of the material web sections to be fed in is corrected if the actual value for the overlap deviates from the target value.
  • the so-called light-section triangulation method has proven itself in order to precisely capture the edges of, in particular, moving profiles (DE 44 31 922 AI).
  • the invention is based on the object of developing a method and a device for measuring the overlap width of an overlap joint of two workpieces lying flat one above the other, which enables rapid, exact detection of the overlap width of two workpieces lying flat on one another.
  • this object is achieved in that the distance between the edges of the workpieces from a common reference point or from two reference points having a defined distance from one another is measured without contact and the overlap width is calculated from these measured values.
  • the distances are preferably measured using a measuring line running across the respective edge.
  • This measurement along the measurement line can be carried out, for example, according to the known light section Triangulation method.
  • the measuring line is formed with an air jet, which is generated with the aid of a slot-shaped nozzle. If the air jet blows onto a sheet metal surface, a dynamic pressure is generated. If a sheet whose edge lies within the impact surface of the air jet is moved parallel to the direction of the measuring line, the dynamic pressure of the air jet changes since it is covered differently. There is thus a clear connection between the position of the sheet edge and the dynamic pressure. The edge position can thus be determined with the aid of a dynamic pressure measurement.
  • the method according to the invention which works without contact, initially provides two measured values for the position of the edge in relation to a fixed reference location or reference locations.
  • the overlap width can be calculated from this purely geometric data.
  • the spatial position of the edge in relation to the reference point can be determined via the distance between the edges, which is crucial for knowing the course of the edges.
  • the defined distance from two reference points can be determined in a simple manner by measuring the .distances of the reference points from a common measuring edge lying in the measuring range.
  • the distances of the edges from the reference point (s) at the points offset in the axial direction in order to compare these measured values a possible change in the overlap width and / or the degree of a possible one Determine the misalignment of one or both workpieces.
  • the measurement is carried out either with a time shift in the case of workpieces moving parallel to the axial direction or at the same time at points offset in the axial direction, in which case, however, the distance from the measurement location to a parallel in the axial direction is either the same at both locations or must be taken into account in the measurement if the distance is different.
  • the method according to the invention is universally applicable and is therefore not restricted to the movement of the workpieces in a specific direction.
  • a target / value deviation of the overlap width or the skew is preferably stored in a location-specific manner and / or the workpieces are marked at the fault locations.
  • the measurement method according to the invention is suitable for a method for bringing together two workpieces to be connected in an overlapping manner, the measurement result being used to control actuators of a device for bringing the workpieces together or a welding device.
  • the invention also relates to a device for measuring the overlap width of two workpieces lying flat on top of one another, each with at least one measuring transducer directed towards the overlap joint and contactlessly measuring the distance between the edges and a reference point on each side of the workpieces lying on top of each other and with an evaluation unit for the measurement results the transducer, taking into account the position of the reference locations and the measured distances, an output signal for the overlap width and / or an output signal as an actuating signal for a marking unit and / or a Supply unit for the workpieces to be brought together or a welding device.
  • the evaluation unit supplies the control signals in the event of a target / actual value • deviation.
  • the device according to the invention it is also possible to determine the edge position of one or both workpieces, in particular the workpiece, which is responsible for a possible misalignment in the case of non-parallel edges, instead of or in addition to the overlap width.
  • Fig. 7 diagrams for the distances of the edges of the two workpieces from reference points at points offset in the axial direction and the overlap widths and calculated from it
  • Fig. 8 shows a measuring device in the form of a block diagram.
  • each butt edge K 1 ( K 2 is assigned at least one, in the exemplary embodiment two, transducers 1, 2 , 3, 4, which are offset one behind the other in the axial direction.
  • these transducers 1, 2 , 3, 4 work according to the known light section Triangulation method, which allows the position of a butt edge on a measuring line to be recorded transversely to the course of the butt edges K lr K 2 without contact and with high accuracy.
  • the line-shaped measuring line is formed by a streak-shaped air jet and the sensors are Pressure sensors that measure the dynamic pressure in the measuring beam.
  • the position of a butt edge within the measuring line can also be measured transversely to the course of the butt edges K X , K 2 quickly and with high accuracy without contact.
  • the invention is described below using the example of the light section triangulation method. Since the method of the light section triangulation method is well known, it only needs to be dealt with to the extent necessary for the implementation of the method according to the invention.
  • x 17 x 2 are the distances of the measuring locations from the reference locations N 1 # N 2 of the transducers 1, 2 , as shown in FIG. 3.
  • FIGS. 4 and 5 relate to the measurement of the overlap width ul of two workpieces b lf b 2 lying one above the other as boards, each with a measuring transducer 1, 2 arranged on the top and one on the bottom, working according to the light section triangulation method.
  • this measuring method there is a relative movement in the axial direction of the edges between the blanks b 1 ( b 2 and the transducers 1, 2 , as is the case, for example, when welding.
  • the blanks b ⁇ b j one obtains for the overlap width gg at location n
  • FIG. 5 shows these measured values in an upper diagram. They can be stored in a location-specific manner, in order for the workpieces b 1; b 2 to have a measurement report. An average value can be formed from the measured values in the upper diagram, which is shown in the lower diagram. The lower diagram shows a large number of such measured values for welded workpieces according to FIG. 4.
  • FIGS. 6 and 7 differs from that of FIGS. 4 and 5 in that in this case the upper board b. to the lower board b 2 has an imbalance.
  • the overlap width gg A and gg E is measured at two points offset in the axial direction. The measurement of the misalignment can be derived from these measurement results.
  • the distance values x 1A and x 1B and x 2A and x 2B can also be used to determine which of the two boards b ! , b 2 is responsible for the imbalance. This is clear from the diagrams of FIG.
  • the measuring device comprises two pairs of transducers 1, 2, 3, 4 for detecting the upper and lower edges of an overlap joint at points offset in the direction of the abutting edges.
  • the transducers 1 to 4 operate according to the light section triangulation method, that is to say that they supply measured values for the distances from abutting edges, for example, from reference points or reference lines specified by the device.
  • a converter 5 the analog measured values are converted into digital measured values and fed to a PC, which can process them into different measured values, in order to determine the
  • Overlap width for determining the position of the edges with respect to a predetermined location, in particular for determining the skew or for generating an actuating signal for a marking unit M or for controlling a welding device and / or belt guiding device.
  • the transducers can be arranged in a stationary manner, but they can also be moved along the abutting edges, for example with a welding device moving along the abutting edge. Then it is important however, that the relative distance between the reference points (zero lines) of the assigned transducers is kept constant.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen der Überlappungsbreite eines Überlappungsstosses von zwei flach aufeinanderliegenden Werkstücken (b1, b2). Mit zwei Messwertaufnehmern (1, 2), die insbesondere nach dem Lichtschnitt-Triangulationsverfahren arbeiten, wird der Abstand (x1, x2) der Stosskanten (K1, K2) zu einem gemeinsamen Bezugsort oder zu zwei Bezugsorten (N1, N2) mit einem definierten Abstand (xN) ermittelt und aus diesen Werten die Überlappungsbreite (ül) errechnet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Überlappungsbreite eines überlappungsStoßes von zwei flach aufeinanderliegenden Werkstücken
Für die Steuerung eines Fügeprozesses, insbesondere eines Schweißverfahrens für überlappend miteinander zu verbindende Platinen oder Bänder, insbesondere aus Stahlblech, ist es wichtig, die Uberlappungsbreite des ÜberlappungsStoßes zu kontrollieren, um in .Abhängigkeit von den dabei festgestellten Meßwerten die Produktionsanlage, insbesondere den Verlauf der Bänder, zu steuern. Auch ist für die Beurteilung der Qualität miteinander verbundener Werkstücke die Kenntnis der Überlappungsbreite von Bedeutung.
Eine Schwierigkeit bei der Ermittlung der Überlappungsbreite besteht darin, daß die Stoßkanten der beiden Werkstücke nur von unterschiedlichen Seiten erfaßt werden können. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, die Lage der Stoßkanten mit hoher Genauigkeit schnell zu erfassen, um sie für die Steuerung einer Zuführeinrichtung und/oder einer Schweißeinrichtung verwenden zu können. Um die Uberlappungsbreite von zwei quer zu Überlappungsstößen geförderten Materialbahnen zu erfassen, ist bekannt (DE 692 06 747 T2 ,* JP 62-98 210 A. In: Patents Abstract of Japan P-623 October 6, 1987 Vol. 11/No. 305), zwei auf die Materialbahnkanten ansprechende Sensoren, insbesondere Lasersensoren, auf gegenüberliegenden Seiten der Materialbahn exakt senkrecht übereinander anzuordnen. Wenn die Überlappungsstoße diese so gebildete Schranke passieren, geben diese Sensoren in Abhängigkeit von der Überlappungsbreite zeitversetzt Signale an eine Auswerteeinrichtung ab, die darüber hinaus noch ein Signal für die Materialbahngeschwindigkeit erhält. Aus diesen Signalen kann dann die Überlappungsbreite errechnet werden. Sofern zwei Paar dieser Sensoren quer zur Bahnlaufrichtung versetzt angeordnet sind und auch in derselben quer zur Bahnlaufrichtung angeordneten Ebene liegen, läßt sich mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung auch eine Schiefläge der Kanten ermitteln. In beiden Fällen hängt aber die Meßgenauigkeit von der exakten Ausrichtung der Sensoren zueinander und weiter davon ab, daß die Bahngeschwindigkeit in der Phase zwischen dem ersten Signal für die vorlaufende Kante und dem zweiten Signal für die nachlaufende Kante konstant ist. Es versteht sich, daß es wegen dieser Voraussetzungen zu Meßfehlern kommen kann. Darüber hinaus ist dieses Verfahren und diese Vorrichtung auf Messungen beschränkt, bei denen die Materialbahn mit querverlaufendem Überlappungsstoß an den Sensoren vorbeibewegt wird .
Ferner ist ein Verfahren zum Messen der Überlappungsbreite eines ÜberlappungsStoßes eines auf einer Trommel aufgewickelten Bandabschnittes bekannt (DE 41 29 465 AI) . Dazu wird gleichzeitig einerseits das vordere Ende des auf eine Trommel gewickelten Materialbahnabschnittes und andererseits die zugehörige Winkelstellung der Trommel erfaßt. Nach dem Aufwickeln des Materialbahnabschnittes wird gleichzeitig einerseits das hintere Ende des Materialbahnabschnittes und andererseits die zugehörige Winkelstellung der Trommel erfaßt. Aus dem Differenzwert der Winkelstellungen der Trommel kann unmittelbar auf die Uberlappungsbreite geschlossen werden. Das Meßergebnis läßt sich zur Steuerung einer vorgeschalteten Zuführvorrichtung für die Materialbahnstreifen in der Weise verwerten, daß bei Abweichung des Istwertes für die Überlappung vom Sollwert die weiter zuzuführenden Materialbahnabschnitte in ihrer Länge korrigiert werden.
Um die Kanten von insbesondere bewegten Profilen exakt zu erfassen, hat sich das sogenannte Lichtschnitt- Triangulationsverfahren bewährt (DE 44 31 922 AI) .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Überlappungsbreite eines Überlappungstoßes von zwei flach übereinanderliegenden Werkstücken zu entwickeln, das bzw. die eine schnelle, exakte Erfassung der Uberlappungsbreite von zwei flach aufeinanderliegenden Werkstücken ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem vorgenannten Verfahren dadurch gelöst, daß der Abstand der Kanten der Werkstücke von einem gemeinsamen Bezugsort oder von zwei einen definierten Abstand voneinander aufweisenden Bezugsorten berührungslos gemessen und aus diesen Meßwerten die Überlappungsbreite errechnet wird. Dabei werden die Abstände vorzugsweise mit Hilfe von jeweils einer quer über die jeweilige Kante verlaufenden Meßlinie gemessen. Diese Messung längs der Meßlinie kann beispielsweise nach der an sich bekannten Lichtschnitt- Triangulationsmethode erfolgen. Bei einem anderen berührungslos arbeitenden Verfahren wird die Meßlinie mit einem Luftstrahl gebildet, der mit Hilfe einer schlitzförmigen Düse erzeugt wird. Bläst der Luftstrahl auf eine Blechoberfläche, so wird ein Staudruck erzeugt. Wird ein Blech, dessen Kante innerhalb der Auftrefffläche des Luftstrahls liegt, parallel zur Richtung der Meßlinie bewegt, so ändert sich der Staudruck des Luftstrahls, da er unterschiedlich abgedeckt wird. Es besteht so ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Position der Blechkante und dem Staudruck. Mit Hilfe einer Staudruckmessung kann somit die Kantenposition ermittelt werden.
Das erfindungsgemäße, berührungslos arbeitende Verfahren liefert zunächst zwei Meßwerte für die Lage der Kante in bezug auf einen fest vorgegebenen Bezugsort oder fest vorgegebene Bezugsorte. In jedem Fall kann aus diesen rein geometrischen Daten die Überlappungsbreite errechnet werden. Darüber hinaus läßt sich über den Abstand der Kanten die räumliche Lage der Kante in bezug auf den Bezugsort bestimmen, was für die Kenntnis des Verlaufs der Kanten entscheidend ist.
Der definierte Abstand von zwei Bezugsorten läßt sich auf einfache Art und Weise dadurch ermitteln, daß die .Abstände der Bezugsorte von einer gemeinsamen im Meßbereich liegenden Meßkante gemessen werden.
Um den Verlauf der einzelnen Kanten, insbesondere bei einer Schieflage der Kanten zu ermitteln, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, an den in Achsrichtung versetzten Stellen die Abstände der Kanten von dem bzw. den Bezugsorten zu messen, um aus dem Vergleich dieser Meßwerte eine eventuelle Änderung der Überlappungsbreite und/oder den Grad einer eventuellen Schiefläge eines oder beider Werkstücke zu ermitteln. Die Messung erfolgt dabei entweder zeitversetzt bei zur Achsrichtung parallel bewegten Werkstücken oder zeitgleich an in Achsrichtung versetzten Stellen, wobei dann allerdings der Abstand des Meßortes zu einer Parallele in Achsrichtung an beiden Orten entweder gleich sein oder bei abweichendem Abstand bei der Messung berücksichtigt werden muß. Das erfindungsgemäße Verfahren ist universell anwendbar, ist also nicht auf die Bewegung der Werkstücke in eine bestimmte Richtung beschränkt.
Vorzugsweise werden in Abhängigkeit von einem Soll- Ist- Wert-Vergleich eine Soll-Wert-Abweichung der Überlappungsbreite oder der Schieflage ortsbezogen gespeichert und/oder die Werkstücke an den Fehlerorten markiert .
Die erfindungsgemäße Meßmethode eignet sich für ein Verfahren zum Zusammenführen von zwei überlappend miteinander zu verbindenden Werkstücken, wobei das Meßergebnis der Steuerung von Stellgliedern einer Vorrichtung zum Zusammenführen der Werkstücke oder einer Schweißvorrichtung dient.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum Messen der Uberlappungsbreite von zwei flach aufeinanderliegenden Werkstücken mit mindestens je einer auf den Überlappungsstoß gerichteten, berührungslos den .Abstand der Kanten zu einem Bezugsort erfassenden Meßwertaufnehmer auf jeder Seite der aufeinander liegenden Werkstücken und mit einer Auswerteeinheit für die Meßergebnisse der Meßwertaufnehmer, die unter Berücksichtigung der Lage der Bezugsorte und der gemessenen Abstände ein AusgangsSignal für die Uberlappungsbreite und/oder ein AusgangsSignal als Stellsignal für eine Markierungseinheit und/oder eine Führungseinheit für die zusammenzuführenden Werkstücke oder eine Schweißeinrichtung liefert. Dabei liefert die Auswerteeinheit die Stellsignale bei einer Soll-Ist-Wert- •Abweichung.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auch möglich, anstelle der Überlappungsbreite oder zusätzlich dazu die Kantenlage eines oder beider Werkstücke, insbesondere das Werkstück zu ermitteln, das bei nicht parallelen Kanten für eine eventuelle Schiefläge verantwortlich ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. l zwei flach übereinanderliegende, einen Überlappungstoß bildende Werkstücke in isometrischer Darstellung,
Fig. 2 die Ermittlung eines definierten Abstandes von zwei Bezugsorten (Nullinien) zugeordneten Meßwertaufnehmern in schematischer Darstellung im axialen Querschnitt,
Fig. 3 die Ermittlung der Überlappungsbreite bei zwei Bezugsorten (Nullinie) in schematischer Darstellung im axialen Querschnitt,
Fig. 4 die Erfassung der Überlappungsbreite während einer relativen Axialbewegung zwischen den überlappenden Werkstücken einerseits und der Meßeinrichtung mit zwei zugeordneten Meßwertaufnehmern andererseits in Aufsicht, Fig. 5 Diagramme für die bei der Messung gemäß Fig. 4 in Achsrichtung des Überlappungsstoßes ermittelten Überlappungsbreiten,
Fig. 6 die Erfassung der Überlappungsbreite von zwei aufeinanderliegenden Werkstücken in Schieflage zueinander mit zwei in Achsrichtung versetzten Paaren von Meßwertaufnehmern in Aufsicht,
Fig. 7 Diagramme für die Abstände der Kanten der beiden Werkstücke von Bezugsorten an in axialer Richtung versetzten Stellen sowie die daraus errechneten Überlappungsbreiten und
Fig. 8 eine Meßeinrichtung in Form eines Blockschaltbildes .
Nach Fig. 1 liegen zwei Werkstücke blfb2 mit Überlappung flach aufeinander. Das obere Werkstück b_ hat eine Stoßkante K und das untere Werkstück b2 eine Stoßkante K2. Der Abstand dieser Stoßkanten K^Kj ist gleich der Überlappungsbreite ül . Jeder Stoßkante K1(K2 ist mindestens ein, im Ausführungsbeispiel zwei, in Achsrichtung versetzt hintereinander liegender Meßwertaufnehmer 1,2,3,4 zugeordnet . Diese Meßwertaufnehmer 1,2,3,4 arbeiten in einer Ausgestaltung der Erfindung nach der bekannten Lichtschnitt- Triangulationsmethode, die es erlaubt, berührungslos mit hoher Genauigkeit schnell die Lage einer Stoßkante auf einer Meßlinie quer zum Verlauf der Stoßkanten KlrK2 zu erfassen.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird die strichförmige Meßlinie durch einen strichför igen Luftstrahl gebildet und die Meßwertaufnehmer sind Druckaufnehmer, die den Staudruck im Meßstrahl messen. Mit einer solchen Meßanordnung kann ebenfalls schnell und mit hoher Genauigkeit die Lage einer Stoßkante innerhalb der Meßlinie quer zum Verlauf der Stoßkanten KX,K2 berührungslos gemessen werden.
Im folgenden wird die Erfindung am Beispiel der Lichtschnitt-Triangulationsmethode beschrieben. Da die Methode des Lichtschnitt-Triangulationsverfahrens wohlbekannt ist, braucht darauf nur insoweit eingegangen zu werden, wie es für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich ist.
So läßt sich zu einem im Meßgerät des Meßwertaufnehmers 1,2,3,4 fest vorgegebenen Bezugsort (Nullinie) N1(N2 der Abstand llfl2 eines Punktes A,B messen. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in derselben vertikalen Axialebene sowohl die Lage der Stoßkante K. als auch die Lage der Stoßkante K2 von verschiedenen Seiten angeordneten Meßwertaufnehmern 1,2,3,4 erfaßt wird, ist es vor Beginn der Messung der Überlappungsbreite ül erforderlich, den vorgegebenen und während der Messung später auch beibehaltenen .Abstand xN der Bezugsorte NlrN2 zu ermitteln. Dafür wird in den mit dem Maß Lü überlappenden Meßbereichen L^L;, beider Meßwertaufnehmer 1,2 ein Blech Mk mit scharf definierter Meßkante gebracht, wie Fig. 2 zeigt. Wegen der scharf definierten Meßkante liegen die Kanten A,B der Meßkante exakt übereinander. Der obere Meßwertaufnehmer 1 mißt dann für die Meßkante einen Abstand 1. von seinem Bezugsort N1( während der untere Meßwertaufnehmer 2 für die Meßkante einen Abstand 12 von seinem Bezugsort N2 mißt. Die Summe dieser Abstände 11(1, ist dann gleich dem .Abstand xN. Mit diesem definierten Abstand xN läßt sich dann bei einander überlappenden Werkstücken die Überlappung ül nach folgender Formel berechnen ül = xn - (χ.. + x2 ) ,
wobei x17x2 die Abstände der Meßorte von den Bezugsorten N1#N2 der Meßwertaufnehmer 1,2 sind, wie Fig. 3 zeigt.
Es versteht sich, daß die Ermittlung des definierten Abstandes der Bezugsorte NX,N2 für die Meßwertaufnehmer 3, 4 in Fig. 1 in entsprechender Weise erfolgt.
Die Figuren 4 und 5 betreffen die Messung der Uberlappungsbreite ül von zwei übereinanderliegenden Werkstücken blfb2 als Platinen mit je einem auf der Oberseite und je einem auf der Unterseite angeordneten, nach der Lichtschnitt-Triangulationsmethode arbeitenden Meßwertaufnehmer 1,2. Bei diesem Meßverfahren findet in Achsrichtung der Kanten eine Relativbewegung zwischen den Platinen bl(b2 und den Meßwertaufnehmern 1,2 statt, wie es z. B. beim Schweißen der Fall ist. Beim Durchlauf der Platinen b^bj erhält man deshalb für die Uberlappungsbreite ül am Ort n
u-*-(n) = * ~ (χι(n) + X2(n)) •
In Fig. 5 sind diese Meßwerte in einem oberen Diagramm wiedergegeben. Sie können ortsbezogen abgespeichert werden, um für die überlappend miteinander verbundenen Werkstücke b1;b2 ein Meßprotokoll zu haben. Aus den Meßwerten des oberen Diagramms läßt sich ein Mittelwert bilden, der im unteren Diagramm dargestellt ist. Das untere Diagramm zeigt eine Vielzahl solcher Meßwerte für zusammengeschweißte Werkstücke gemäß Fig. 4.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von dem der Fig. 4 und 5 darin, daß in diesem Fall die obere Platine b. zur unteren Platine b2 eine Schiefläge hat. Um diese Schiefläge erfassen zu können, wird an zwei in Achsrichtung versetzten Stellen die Überlappungsbreite ülA und ülE gemessen. Aus diesen Meßergebnissen läßt sich das Maß der Schiefläge ableiten. Darüber hinaus läßt sich aus den .Abstandswerten x1A und x1B sowie x2A und x2B auch ableiten, welche der beiden Platinen b!,b2 für die Schiefläge verantwortlich ist. Dies wird aus den Diagrammen der Fig. 7 deutlich, die links unten zeigen, daß die untere Platine b2 mit ihrer Kante an beiden Meßorten Soll-Maß hat, während die obere Platine b-^ an beiden Meßorten vom Soll-Maß abweicht. Die rechten Diagramme zeigen die Meßergebnise von verschiedenen Platinen oder die Meßergebnisse beim Durchlauf von Bändern.
Die Meßvorrichtung gemäß Fig. 8 umfaßt zwei Paar Meßwertaufnehmer 1,2,3,4 zum Erfassen der oberen und unteren Kanten eines ÜberlappungsStoßes an in Richtung der Stoßkanten versetzten Stellen. Insoweit entspricht sie den Darstellungen der Fig. 1 und 6. Die Meßwertaufnehmer 1 bis 4 arbeiten nach dem Lichtschnitt- Triangulationsverfahren, d.h., daß sie von gerätetechnischen vorgegebenen Bezugsorten oder Bezugslinien Meßwerte für die .Abstände von zum Beispiel Stoßkanten liefern. In einem Wandler 5 werden die analogen Meßwerte in digitale Meßwerte umgeformt und einem PC zugeführt, der sie zu verschiedenen Meßwerten verarbeiten kann, so zur Bestimmung der
Überlappungsbreite, zur Bestimmung der Lage der Kanten in bezug auf einen vorgegebenen Ort, insbesondere zur Bestimmung der Schieflage oder zur Erzeugung eines Stellsignals für eine Markierungseinheit M oder zur Steuerung einer Schweißeinrichtung und/oder Bänderführungsvorrichtung. Die Meßwertaufnehmer können ortsfest angeordnet sein, sie können aber auch längs der Stoßkanten bewegt werden, z.B. mit einer längs der Stoßkante wandernden Schweißvorrichtung. Wichtig ist dann allerdings, daß der relative Abstand der Bezugsorte (Nullinien) der zugeordneten Meßwertaufnehmer konstant gehalten wird.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Messen der Überlappungsbreite eines Überlappungsstoßes von zwei flach aufeinanderliegenden Werkstücken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Abstand jeder Kante der Werkstücke von einem gemeinsamen Bezugsort oder zwei einen definierten Abstand voneinander aufweisenden Bezugsorten berührungloε gemessen und aus diesen Meßwerten die Überlappungsbreite errechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstände mit Hilfe von mindestens jeweils einer quer über die jeweilige Kante verlaufenden Meßlinie gemessen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Messung nach der Lichtεchnitt-Triangulationsmethode erfolgt .
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Messung mittels eines auf die Blechoberfläche gerichteten Luftstrahls mit strichför iger Auftreffflache erfolgt, wobei bei innerhalb der Auftrefffläche liegender Kante deren Lage über den Staudruck erfaßt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß zur Ermittlung des definierten Abstandeε der beiden Bezugsorte die Abstände der Bezugsorte von je einer gemeinsamen im Meßbereich liegenden Meßkante gemessen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an in Achsrichtung versetzten Stellen die Abstände der Kanten von dem bzw. den gemeinsamen Bezugsorten gemessen und aus dem Vergleich dieser Meßwerte eine eventuelle Änderung der Überlappungsbreite und/oder der Grad einer eventuellen Schieflage eines oder beider Werkstücke ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die ermittelten Meßwerte für die Überlappungsbreite und/oder Schieflage ortsbezogen gespeichert und/oder die Werkstücke an den Fehlerorten markiert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Meßergebnis der Steuerung von Stellgliedern einer Vorrichtung zum Zusammenführen von zwei überlappend miteinander zu verbindenden Werkstücken und/oder einer Schweißeinrichtung dient.
9. Vorrichtung zum Messen der Überlappungsbreite von zwei flach aufeinanderliegenden Werkstücken (b1(b2) mit mindestens je einem auf den Überlappungsstoß gerichteten berührungslos den Abstand (x^x,) zu einem Bezugsort (N1(N2) erfassenden Meßwertaufnehmer (1,2,3,4) auf jeder Seite der Werkstücke und einer Auswerteinheit (PC) für die Meßergebnisse der Meßwertaufnehmer (1,2,3,4), die unter Berücksichtigung der Lage der Bezugsorte (NX,N2) und der gemessenen .Abstände (x.-_,x.2) ein Ausgangssignal für die Überlappungsbreite (ül) angibt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auswerteeinheit (PC) als Ausgangssignal ein Stellsignal für eine Markierungseinheit (M) oder eine Führungseinheit für die Werkstücke oder eine Schweißeinrichtung liefert.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Auswerteeinheit (PC) als Ausgangssignal die Abstände X1A, X1E, X2A und X2E einzeln angibt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abstände X1A, X1E, X2A und X2E graphisch oder numerisch angegeben werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Angabe der Abstände X1A, X1E, X2A und X2S die Aussage ermöglicht, welches Werkstück bzw. ob beide Werkstücke für eine vorhandene Schieflage verantwortlich ist bzw. sind.
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