CN112534331B - 用于放置部件的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于在凭借光学控制装置的部件检查期间定位该待检查的部件的定位支撑件（1），包括壳体基部（3），该壳体基部（3）用作为至光学控制装置之间的接口；滑动基部（5），该滑动基部（5）能够沿轴线“Y”在垂直于光轴的壳体基部的平面中滑动；板（7），该板（7）能够沿垂直于轴线“Y”的轴线“X”在平行于所述滑动基部的平面中滑动；定位模具或杆，用于在所述板上定位多个待测量的部件。

Description

用于放置部件的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于定位方案的模块化设备，该模块化设备凭借手动或自动控制装置控制小零件的尺寸和外观。

背景技术

在实验室中或在产品制造期间，产品的质量控制通常涉及凭借光学控制装置的检查。例如，以下类型的光学控制装置是已知的：

·标准(模拟)轮廓投影仪

·带有计算机图像处理的轮廓投影仪，特别是用于全场测量(无位置约束)和/或用于在XY定位后测量零件(有位置约束)

·多种显微镜

·多种双目镜

·X射线控制机(例如Fisherscope)

·探针仪(例如多种粗糙度计)

·其他。

根据零件的形状、待控制的几何形状、还以及所使用的机器的类型，经常采用多种方法用于将零件定位在机器上：

·自由定位，通常实施用于保持平坦且垂直于测量机构的光学器件的轴的零件。

·对准定位，通常实施用于其自身不***地定位为垂直于光学器件的轴或不与机械接触元件对准的零件(例如，用于具有多种直径的圆柱状零件，或太小而无法保证零件保持平衡的平坦表面)。

经常使用定位支撑件用于在凭借光学检查装置的零件检查期间定位该待检查的零件。已知的支撑件不是很灵活，并且通常专用于一个类型的机器。这些支撑件还通常专用于一个类型的零件，并且为具有变化的形状的零件的提供很少的灵活性。这些支撑件或者允许自由定位或者允许对准定位，但通常不会二者都允许。最后，对于待检查的零件或每个单独零件的精确定位的调节可能性是有限的。

发明内容

本发明的目的在于提供用于在零件的检查期间定位零件的定位支撑件，该支撑件不具有已知支撑件的限制。

本发明的另一目的在于提供支撑件，该支撑件在机器兼容性方面以及待测量零件的种类和可能的位置方面都是多用的。

本发明的另一目的在于提供具有可互换且可组合的元件的支撑件，以便允许适应于多样且复杂的零件和光学检查需求的放置配置。

本发明的另一目的在于提供具有可互换的元件的支撑件，以便允许复杂的调节。

本发明的另一目的在于提供支撑件，通过该支撑件可增加每次放置可定位的零件的数量。

本发明的另一目的在于提供支撑件，该支撑件保证了定位的高度精确性和可重复性。

根据本发明，这些目的特别是凭借定位支撑件实现的，该定位支撑件用于在凭借光学控制装置的部件检查期间定位该待检查的部件，该定位支撑件具有：

壳体基部，该壳体基部用作为在光学控制装置之间的接口；

滑动基部，该滑动基部能够沿轴线“Y”在垂直于光轴的壳体基部的平面中滑动；

板，该板能够沿垂直于轴线“Y”的轴线“X”在平行于所述滑动基部的平面的平面中滑动；

模板或杆，用于在所述板上定位多个待测量的部件。

待测量的部件可凭借保持元件维持就位，该保持元件自身定位在板上。

附图说明

本发明的实施方式的示例记载在说明书中并通过附图示出，其中：

·图1示出了根据本发明的支撑件的示例的透视图。

·图2示出了根据本发明的支撑件的示例的详细透视图，其中放大了圆圈部分。

·图3示出了壳体基部的示例的透视图。

·图4示出了滑动基部的示例的透视图。

·图5示出了适合用于批量测量的支撑件的示例。

·图6示出了适合用于对准测量的装配的板的示例。

·图7示出了适合用于对准测量的装配的滑动板的示例的俯视图。

·图8示出了板的组件或组成的层的多种构成部件的示例。

·图9示出了纵向杆的示例，该纵向杆具有基部杆、杆推动件、两个***件和滑动杆。

·图10示出了对准元件的不同示例：挡条、对准止挡、带有尖端的横向杆、薄条张力杆、磁性横向杆、带有玻璃面板的横向杆。

·图11示出了用于附接条和横向杆的元件(***件)的不同示例。

·图12示出了对准基部的透视图。

·图13示出了带有条张力件的横向杆的代表性视图。

·图14示出了磁性或磁化的横向杆的对的代表性视图。

·图15示出了带有尖端的横向杆的代表性视图。

·图16示出了螺钉和在Z上的移动调节的设计变型的视图。

具体实施方式

在图1和2中示出了支撑件1的示例。例如，支撑件1特别包括以下部件：

壳体基部3：(图3)：用作在光学控制装置和滑动基部5之间的接口的基部。使壳体基部在控制装置的基部上索引并居中。壳体基部提供有集成在可移除的条49中的磁体48的行，该可移除的条49通过磁化27在滑动基部5的滑动方向上固定在壳体基部的每侧上。

可替换壳体基部3以便适应不同的控制装置。可为不同类型的装置制造不同的壳体基部。图1和3示出了为特定控制装置(在这种情况下为KEYENCE IM-6140轮廓投影仪)制造的定制的基部。也可设想通用基部，该通用基部通过圆形和/或正方形轮廓的“环”的***，允许适应多种光学控制装置的轮廓。

滑动基部5(图4)：用作在壳体基部3和滑动板7之间的接口。滑动基部5具有在沿“Y”方向壳体基部的平面(也就是说在穿过滑动基部垂直于光学控制装置的光轴的平面)中滑动的功能。

滑动基部5具有框架50，该框架50提供有用作滑动轨道的折板51、52。部署在轴线“Y”上的下折板51用于沿壳体基部3滑动。沿轴线“X”部署的上轨道52用于滑动板7的滑动。用于索引滑动相反元件(sliding counter-element)3、7的磁体53、54、55容纳在每个折叠区域或轨道的中央处，在位于为此目的而提供的并且在图4中可见的座中。外上磁体54(折板侧)用于索引对准定位板。内上磁体53(内框架侧)用于索引自由定位板。下磁体55用于通过多种壳体基部3索引。

还可用在壳体基部上的滑动件替换折板51，框架50在该滑动件中滑动。类似地，可用在板7上的滑动件替换折板52，框架50在该滑动件中滑动。

滑动板7(图1、2、7和8)：允许沿轴线“X”垂直于X在滑动基部5的平面中滑动。滑动板7用于将待测量的零件9放置在该处。根据定位的类型(即，自由或对准)，不同类型的可互换的板可安装在滑动基部5上。板的尺寸有利地在13×13cm和24×24cm之间，例如15×18cm。滑动板由若干层组成，优选地四层。每层可容纳不同类型的部件，该部件将根据期望的定位类型并且根据待控制的零件的复杂程度进行选择。

第一层对应于板基部71(图2和8)。

第二层对应于板框架72(图6和8)。

第三层对应于板框架的盖(图8)：当没有其他盖证明是可适用的或必需的时，标准的纵向盖734用于闭合板框架的前和/或后纵向部分，例如，在(批量)自由定位中用于在玻璃板上的控制板。当板框架的前纵向部分配置有带有纵向带的同步Z调节***时，前纵向盖731用于完成和闭合板框架的前纵向部分。度量(metric)纵向盖735用于覆盖纵向带盖，以引导用于纵向带位移的柄部，并且以指示调节元件在Z上的位移距离的转换，该距离对应于纵向带的位移距离。当板框架的后纵向部分配置有用于在X上定位板的索引件时，后纵向盖732用于闭合板框架的后纵向部分。纵向支撑盖736用于覆盖索引件X的纵向盖或覆盖任何其他兼容的纵向盖，并用作纵向托盘支撑件。纵向板托盘26用于将待控制的零件放置在该处。侧向板盖733用于闭合板框的侧向部分，以用于Z调节***的多种元件(诸如：Z调节螺钉、纵向基部杆的应力弹簧、基部用作用于Z调节螺钉的枢轴)的引导、索引、固定或用作其支撑件。

第四层对应于侧向组件块“Z”。上部分741用作为用于Z调节***的多种元件(诸如：Z调节螺钉、纵向基部杆的应力弹簧、用于Z调节螺钉的接合和旋拧的端部件和帽)和侧向带***的元件的引导、索引、固定或用作其支撑件。下部分742用于完成和闭合侧向板块的上部分，特别是当该侧向板块配置有带有侧向带的同步Z调节***时。度量板侧向盖743用于指示基础纵向杆的Z位移距离。

在自由定位的情况下(图5)，板7有利地包括玻璃面板711和玻璃面板固定凸缘712(图5和8)。不同部件可放置在玻璃面板上，例如，基部分段模板713、成组的漏斗模板714、或不带有子部段719或带有子部段720的单个漏斗模板，这些都用于零件9的倒置和预定位(5)。模板具有例如六个或其他数量的用于定位部件的编号部段611。基部模板713选自可互换的模板的组，这些模板具有多种形状和尺寸(取决于控制机和所使用的放大水平)并凭借在4个角中的磁体621通过对玻璃面板固定凸缘714的磁化而在玻璃面板上固定到板。基部模板713还具有与模板的部段对准的磁体622，使得在滑动移动的过程中，模板的部段通过滑动基部5的磁体53索引，并且因此通过光学器件的轴索引。

可通过移除分段模板713并允许零件滑动通过提供在玻璃面板和板7的内纵向边缘之间的空隙718(图8)，在光滑的板回收托盘717(5)中，批量进行放置在玻璃面板上的零件的回收。替代地，可使用翻转模板715(图5)以分段的方式回收零件，该翻转模板715在四个角处由磁体922固定到翻转模板回收托盘716。两个元件715和716接合在基部模板713上，并且然后以使零件9转移到回收托盘716中的方式翻转板，该回收托盘716遵循与基部模板的相同的编号部段911。最后，翻转模板715的移除将再次使得可通过使零件在为此目的而提供的回收托盘716的通道101中滑动而批量回收零件。

在对准定位的情况下(图1、2、6和7)，板可具有若干层。每个层可根据零件的复杂程度并且根据期望的定位和定向选项以可变的方式布置并装备。为此目的，板可支撑对准元件，诸如：纵向杆15(图9)，不同类型的条固定***件16、37、38、39(图11)，条17(图10)，抵靠件18(图10)，片40(图5)(平坦的条的变型，其也可是光滑的)，索引件(放置在条上的小的***件以对零件和容器进行编号，该索引件放置在该零件和容器上)，多种横向杆(诸如：条张力件19)(图10)，磁性杆21、22(图10)，带有尖端的杆23(图10)，真空杆(带有在抽吸孔上开口的内管的杆，该杆使得可通过真空抽吸将零件维持就位)，夹持条杆(带有三个通过菱形孔压在一起的薄的条的杆，其中中央条在其他两个条之间滑动，由于条的偏移，使得可加持从条中穿过的零件)。杆15使得可将待检查的件放在条17上。然后，抵靠件18使得可在X上阻挡待检查的件的位置，例如通过借助于推动件46(图6中的长形圆柱状零件)使滑动杆滑动，或通过使支撑件倾斜为使所有部件靠着这样的条支承。

板基部71(图5和7)具有包括钻孔721的基部框架，该钻孔721用于对准和固定上元件。该框架的外纵向部分装配在滑动基部5的上滑动件52中并在其中滑动。纵向开口790用于放置螺钉或磁体20(图6)，该螺钉或磁体20用于通过滑动基部5的磁体54索引板7。

板框架72(图1)可容纳滑动件和/或带41(图2和6)，用于在Z上驱动并移动对准元件42(图6)，例如凭借柄部44(图2)。带的使用使得可同时调节在板上的若干纵向杆15的Z位置。通过竖直地致动与带轮61联接的推动件60(图16)，还可单独地选择待联接到带的元件；或者可通过转动滚花轮43(图16)手动地旋拧元件。也可仅使用侧向带，然后可凭借滚花轮45致动(图2、6和7)。当使用在Z上的设置改变不频繁的版时，也可不使用带，并且或者手动地通过螺钉58的组(图16)或者使用用于旋拧组件59的螺丝刀(图16)，单独地执行所有旋拧程序。

纵向杆15安装在板7上，例如通过旋拧到侧向盖733中(图1)，并且纵向杆15沿轴线X延伸。纵向杆15用于在轴线“X”上以可再现的方式调节固定在那里的多种元件的位置。纵向杆包括两个主要元件：基部杆171和滑动杆172(图9)。多种元件(***件16、37、38、39和横向杆19、20、21、22、23)在滑动杆上的固定是通过将元件的***凸片24***到滑动杆的方形轮廓的座25中进行的。***之后，最后的固定是凭借螺钉实现的，该螺钉使凸片24在座25中分开。额外地，这些螺钉的调节还使得可单独地调节每个元件的Z位置。也可用磁性基部代替固定凸片，该磁性基部在滑动杆的座中磁化。滑动距离的调节或滑动杆的“X”位置应力是凭借螺钉43(9)实现的，该螺钉43穿过基部杆的钻孔眼173(图9)，并支承在滑动杆174的成角度的端部上(图9)。度量刻度175使得可视觉地评估所获得的位移距离。滑动杆在轴线“Z”上的位移是凭借螺钉176实现的，该螺钉176将纵向杆固定到板7。在板7的每个边上可提供若干个杆，特别是如在图1、2和7中示出的。

对准元件，特别是条17，使得可将待视觉检查的部件9保持就位。对准元件在Z(高度)上是可调节的，特别是凭借由安装螺钉控制的带有滚花端部件43的旋转推动件进行调节，允许高度Z的手动调节。因此，将纵向杆调节到不同的高度使得可校正不平衡零件的位置。

条状的张力横向杆19(图10)允许薄的条在其整个长度上的很大张力，该长度可达100mm以上。凭借弹簧作用轮廓28和调节螺钉29，这些张力件在Y上是可调节的。条相对于轴线Z的垂直度或平行度可凭借放置在对应的座中的弹簧30和螺钉31精细地调节。

磁性横向杆21(图10)允许将多个零件磁性地保持就位。磁性横向杆21可提供有适配器(adapter)/减弱器(reducer)，以减少或增加磁场，并且从而使磁场强度适合于待保持就位的零件。凭借弹簧作用轮廓28和调节螺钉29，这些杆在Y上是可调节的。磁体相对于轴线Z的垂直度或平行度可凭借放置在对应的座中的弹簧30和螺钉31精细地调节。应注意的是，每个磁体都是单独可调节的。

带有尖端的横向杆23(图10和15)允许将多个零件保持在计量器/销上。在个体的层面上，计量器相对于轴线Z的垂直度可凭借放置在对应的座中的弹簧30和螺钉31精细地调节。在总体的层面上，杆的所有计量器的垂直度可凭借弹簧33和对应的螺钉/滚花轮34精细地调节。标记或刻划32使得可验证多种磁体块的对准。

对准元件在X(长度)上也是可调节的。因此，将杆调节到不同的距离允许零件的支撑区域的精确定位。

对准元件在Y(深度)上也是可调节的。因此，可精确地调节和确保多种杆的定位区域的轴线的对准。

对准元件在相对于轴线Z(垂直于轴线)的倾斜度上也是可调节的。因此，可精确地调节和稳固多种保持元件、条、磁体、计量器、抵靠件的垂直对准。

对准元件47允许零件的旋转(图10和15)和/或转动。因此，可在多种平面上测量零件。

每个对准元件可容纳或对准一个或多个部件，例如达10个部件。

为了平衡在条上的零件(或零件的排)，可提供至少2个调节到两个不同高度的条。然后将其指定为条的组，由两对杆支撑。

对准板可容纳多个纵向杆、条或横向杆的组。

对准板使得可为零件的排使用达每定位组十二个不同的杆。这允许将一个零件保持并对准在每零件六个不同的位置处，这不仅保证了在Z上定位的可重复性，还保证了在X和Y上定位的可重复性。

每个类型的条可调节到不同的XYZ位置。

这些条或横向杆的组中的每个都可在对准板的纵向杆的可用长度上出现多次。

通过使用多于两对的纵向杆，可将零件与抵靠件18对准(图1、2和7)，这一方面有利于并加速了零件的定位，并且另一方面保证零件的XY对准的可重复性。

杆***有利地装备有附件(索引件)以当零件仍在板上时，识别在测量过程中的零件的编号及零件的接受状态(或测量结果)。

对准板由适合于每个板的接收盖补充，用于在一个操作中回收零件(而不是逐个零件地回收)，这仍如在板上那样保证了零件的编号或分段的可追溯性。

盖(CAP)：用于在带有或不带有分隔地回收测量的零件。在自由定位的情况下，控制后零件的回收是凭借接合在板上的回收盖实现的，该板可翻转使得零件掉落到盖中。根据需要，盖还可包含模板的副本，以便遵守与在板上的零件分布相同的零件分布。盖可衬有减震材料，诸如薄的泡沫或柔性塑性材料。

对准基部(SDA)(图12)：台式基部，具有板保持框架341、倾斜的下板342和用于掉落的零件的接收件343。该对准基部用于当对准零件时维持滑动板并且当放置零件就位时用作为操作者的支撑。任何掉落的件都自动回收到纵向托盘26中(图8和12)。也可使用对准台以在控制后回收零件，这是通过使板斜置使得零件翻倒到倾斜的面板上并将零件在纵向托盘中重新分组。

根据本发明的独立方面，有利地提供了用于指示在何处放置杆以及如何调节杆的软件。软件允许用户确定如何装备板，并且特别是需要哪些元件(杆、对准元件、垫等)以检查给定形状的零件，以及这些元件应如何放置。有利地，还使得可管理用户持有的这些部件的库存，例如，通过确定哪个元件是可用的并且在用户装备的不同支撑件中哪个其他元件已经安装支撑件上。通过输入关于待检零件的某些基本数据，例如其总长度、其直径1、其直径2、第一杆的支承距离和第二杆的支承距离，可执行自动计算以指示可放置在片上的组的总数，以及每个杆(以及也是片的连续的杆)的精确位置“X”，还以及每个杆的精确的高度“Z”。软件有利地考虑了用户的机器，并且特别是机器的观察区域，以便优化元件在板上的放置。

由板、滑动基部和壳体基部组成的***可再现复合滑动台的操作并因此以托盘装运式工作，因此具有比机器的基部可初始容纳的更大数量的零件。

由板和滑动基部组成的***提供有逐步移动功能，该逐步移动功能使得可以规则且可重复的步骤从一个零件到另一零件移动或从一行零件到另一行零件移动。

对准板是可互换的事实允许将对准板在其使用寿命(生产)中是产品专用的，而不必每次待控制的零件改变时都必须改变设置。

对于所有具有平坦支承表面的零件，保证了垂直于光学器件的轴线而没有支撑机构，可通过将零件直接倒在控制表面上执行测量。这称为批量测量。该***基本上适合于全场检测模式，特别是在具有图像的计算机处理的基于相机的测量机的情况下。

在该批量测量的情况下，支撑件有利地具有以下主要部件：

·根据光学控制装置选择的可互换的适配器(壳体基部)。

·装载基部(滑动基部)。这是与适配器接合的基部，并且用于接收用于零件对准的片。

·带有玻璃或蓝宝石表面的滑动板，该滑动板装配在滑动基部中。

·用于零件预对准的模板，选自不同的模板的组。这些模板使得可以尽可能平衡(分布)的方式在玻璃或蓝宝石玻璃板上布置和分布零件，并使零件保持预对准直到进行零件测量时。玻璃区域因此是包围的，使得零件不能滚出区域并散落在机器的测量台上。对准模板允许在将零件放置在机器上之前对零件进行预布置。就人体工程学和视觉而言，这允许较快速地并在较好的条件下放置零件。这些模板使得先前布置的零件可在所有片的操作期间并直至测量之时均维持就位。模板还使得可防止/限制零件位移到在机器测量范围之外的位置。

·一个或多个用于回收测量的零件的单元(罩/抽屉)。回收单元使得可在单个操作中回收所有零件(而不是必须逐个零件地回收)。

在其低廉的成本之外，这种批量测量***还使得可充分利用全场测量方法并增加所控制的零件的数量。

Claims (18)

1.定位支撑件(1)，用于在凭借光学控制装置的部件检查期间定位待检查的具有各种形状的部件，所述定位支撑件(1)具有：

壳体基部(3)，所述壳体基部(3)被构造成安装在所述控制装置的基部上使得所述壳体基部(3)在所述控制装置的所述基部上索引并居中，

滑动基部(5)，所述滑动基部(5)能够沿轴线“Y”在垂直于光轴的壳体基部的平面中滑动，所述壳体基部(3)用作为在所述光学控制装置和所述滑动基部之间的接口；

滑动板(7)，所述滑动板(7)能够沿垂直于所述轴线“Y”的轴线“X”在平行于所述滑动基部的平面的平面中滑动，所述滑动基部(5)用作在所述壳体基部(3)和所述滑动板(7)之间的接口；

可互换的模块化元件，所述可互换的模块化元件被构造成固定到所述滑动板(7)并且包括用于在所述滑动板(7)上在不同固定位置处自由定位待测量的部件的具有各种形状和尺寸的模板(713)和用于在所述滑动板上在不同固定位置处对准定位多个待测量的部件的具有各种形状和尺寸的对准元件。

2.根据权利要求1所述的定位支撑件，其中所述滑动板(7)沿垂直于所述滑动板(7)的主平面的轴线Z包括若干层，并且其中每层能够容纳不同类型的部件，所述部件根据期望的定位类型并且根据待检查的部件的复杂程度进行选择。

3.根据权利要求1所述的定位支撑件，所述对准元件是沿轴线Z并且沿平行于所述滑动板(7)的主平面的两个轴线X和Y相对于所述滑动板(7)可调节的。

4.根据权利要求1所述的定位支撑件，所述壳体基部(3)选自与不同的光学控制装置兼容的壳体基部的组。

5.根据权利要求1所述的定位支撑件，所述滑动基部(5)具有用于相对于所述壳体基部(3)索引所述滑动基部(5)的磁体(55)、用于将所述滑动板(7)索引到所述滑动基部(5)的磁体(54)和用于索引所述模板(713)的磁体(53)。

6.根据权利要求1所述的定位支撑件，所述滑动板(7)具有框架，玻璃面板(711)固定在所述框架中。

7.根据权利要求6所述的定位支撑件，具有安装在所述玻璃面板上的模板(713)，以便定位待检查的部件。

8.根据权利要求7所述的定位支撑件，具有用于相对于所述滑动基部索引所述模板的磁体(622)。

9.根据权利要求2所述的定位支撑件，下层具有基部(71)和框架(72)，所述框架提供有用于可移除地附接上层的部件的钻孔或座。

10.根据权利要求2所述的定位支撑件，所述滑动板(7)支撑可互换的纵向的和横向的对准元件。

11.根据权利要求10所述的定位支撑件，具有安装在所述滑动板(7)上的多个可调节的杆(15)以便在所述滑动板的每侧上纵向地延伸，并且使得能够将所述对准元件固定在若干可选的位置中，所述杆(15)的纵向位置是可调节的。

12.根据权利要求11所述的定位支撑件，所述杆(15)的上表面提供有座(25)，使得能够将***件(16、37)、固定凸片(24)或所述对准元件的磁性基部放置在可选择的位置中。

13.根据权利要求1所述的定位支撑件，所述对准元件是在相对于所述轴线Z的倾斜度上可调节的。

14.根据权利要求10所述的定位支撑件，至少一些对准元件允许所述部件旋转。

15.根据权利要求1所述的定位支撑件，具有用于回收测量的所述部件的帽。

16.根据权利要求1所述的定位支撑件，具有用于在零件的对准期间保持所述滑动板的斜置的台对准基部。

17.根据权利要求1所述的定位支撑件，具有至少一个用于调节所述部件的位置的带。

18.根据权利要求10所述的定位支撑件，所述对准元件是杆(15)、条(17)、抵靠件(18)、索引件、或横向杆(19、21、22、23)。