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12.01.2004

Optisches Messsystem

Nie mehr von Hand ?

Optisches Messsystem

Optisches Messsystem

Bei der Ilsenburger Grobblech GmbH werden Stranggussbrammen vor dem Erwärmen auf Walztemperatur automatisch mit einem optischen Messsystem von Dr. D. Wehrhahn, Hannover, dreidimensional vermessen. Dadurch konnten manuelle Arbeiten ersetzt werden, und die Fahrweise der Anwärmöfen wurde wesentlich sicherer.

In Ilsenburg werden jährlich ca. 700000 Tonnen Grobbleche für zahlreiche Anwendungsfälle aus Stranggussbrammen walztechnisch erzeugt. Die Ilsenburger haben sich auf einen großen Produktmix spezialisiert, wodurch bereits die Stranggussbrammen in ihren Abmessungen stark variieren: Breite: von 600 bis 2600mm; Länge: von 850 bis 6100mm; Dicke: von 100 bis 300mm. Die genaue Kenntnis der Brammengeometrie ist aus verschiedenen Gründen notwendig:
Zum einen wird der Verlauf der Brammensäulen (Schienensystem) in den beiden 32m langen Stoßöfen maßgeblich von der Ausrichtung der Brammenkanten zueinander bestimmt. Sind diese nicht parallel, kann es zu einem Abwandern der Brammen innerhalb des Ofens kommen und – im ungünstigsten Fall – zu einem Absturz einzelner Brammen. Ein Brammenabsturz würde einen Ofenstillstand und einen Produktionsausfall mit hohen Kosten nach sich ziehen.

Zum anderen benötigt der Stichplan-Rechner des Walzgerüsts die Ist-Daten der Brammen, um bereits vor dem ersten Walzstich einen prozessoptimierten und anlagenschonenden Stichplan berechnen zu können.
Das von Dr. D. Wehrhahn aus Hannover entwickelte laserbasierte Messsystem besteht aus zwei punktuellen Sensoren zur Bestimmung der Breite. Zwei Scannerpaare bestimmen die Dicke, und ein berührungslos arbeitender Längensensor ermittelt die Länge der Bramme im kalten Zustand. Mittels zweier Lichtschranken, die in einem definierten Abstand zueinander angebracht sind, wird die Messung gestartet bzw. beendet und gleichzeitig die Genauigkeit der Längenmessung erhöht. Das Messsystem ist für besonders raue Umgebungsbedingungen ausgelegt und wird turnusmäßig einmal im Jahr gewartet.

Die Steuerung des Messsystems erfolgt mittels eines Industrie-PC. Die scannenden Sensoren sind über eine serielle Schnittstelle (RS 485) und die punktuellen Sensoren über eine analoge Schnittstelle angeschlossen. Für den digitalen Datenaustausch steht eine Karte mit 16 optoentkoppelten Ein- und Ausgängen zur Verfügung. Die Kopplung an das Prozessleitsystem des Walzwerkes erfolgt über eine Netzwerkkarte und das TCP/IP-Protokoll.

Die Laserscanner OPTIscan (Dickenbestimmung) sind eine spezielle Ausführung des punktuell arbeitenden OPTImess Triangulationssensors (Breitenbestimmung), der ein Objekt an einem festen Ort beobachtet. Im OPTIscan wird der Laserstrahl über ein optisches Scanning-System als Linie auf dem Objekt abgebildet. Durch einen zweiten Spiegel auf derselben Achse wird der Laserstrahl auf den Detektor gelenkt. Dadurch ist es möglich, den vertikalen Abstand entlang einer Linie exakt zu vermessen.
Die Brammenlänge wird über einen optischen Halbleiterchip registriert, der als optisches Gitter nach dem Differenzprinzip betrieben wird. Die Sensorik erfasst die Materialbewegung und erzeugt auf Grund der Gittermodulation eine der Geschwindigkeit proportionale Frequenz. Aus dieser werden die Geschwindigkeit und die Länge ermittelt.

Neben den aktuell gemessenen geometrischen Daten der Bramme bekommt der Werker die Dicken- und Breitenwerte als Funktion über die Länge dargestellt. Die eingestellten Toleranzen sind dabei als rote waagerechte Linien eingeblendet. Nach dem Eintreffen der Soll-Vorgaben erfolgt ein Soll-Ist-Vergleich. Anschließend werden die Ist-Daten an das Prozessleitsystem und das Ofensteuerungsprogramm übergeben.
Die Anlage ist seit Mai 2002 in Betrieb. Damit ist die Fahrweise der Öfen deutlich sicherer geworden. Darüber hinaus konnte das manuelle Vermessen kritischer Brammenabmessungen eingestellt werden.

Unternehmensinformation

Dr. D. Wehrhahn Messsysteme für die Qualitätssicherung

Hildesheimer Str. 140
DE 30173 Hannover
Tel.: 0511 512665
Fax: 0511 522152

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