DE102008024811A1

DE102008024811A1 - Device for testing cylinder drilling, has tactile sensor and optical sensors with device of image sensor, particularly charge-coupled device camera and scanner strip

Info

Publication number: DE102008024811A1
Application number: DE200810024811
Authority: DE
Inventors: Lutz Höhne
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-11-26

Abstract

The device has a tactile sensor and the optical sensors with a device of an image sensor, particularly a charge-coupled device camera and a scanner strip. The device has a support arm (6) arranged in an instrument holder (7) for receiving the sensors. The support arm is positioned by an axial bearing in the cylinder drilling arranged at an edge of the cylinder drilling. An independent claim is included for a method for testing a cylinder drilling.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung einer Zylinderbohrung mit einem taktilen Sensor und einem optischen Sensor. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung einer Zylinderbohrung, bei dem mittels eines taktilen Sensors an zumindest einer selektiven Messstelle der Oberfläche der Zylinderbohrung eine Messung der Reliefstruktur durchgeführt wird.The The invention relates to a device for testing a cylinder bore with a tactile sensor and an optical sensor. Farther The invention relates to a method for testing a Cylinder bore, in which by means of a tactile sensor on at least a selective measuring point of the surface of the cylinder bore a measurement of the relief structure is performed.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der DE 39 42 805 A1 bekannt. In dieser Schrift wird eine schwingungsgedämpfte Oberflächen-Messstation mit einem Oberflächenmessgerät zur prozessnahen Messung und Prüfung von Oberflächenrauhigkeiten mittels eines taktilen Sensors nach einer Honbearbeitung beschrieben.A device of the type mentioned is known from DE 39 42 805 A1 known. This document describes a vibration-damped surface measuring station with a surface measuring device for process-related measurement and testing of surface roughness by means of a tactile sensor after honing.

Es ist weiterhin durch die DE 103 15 218 A1 eine Vorrichtung zur Erfassung und Analyse von Oberflächenparametern eines Werkstücks im Anschluss an eine Honbearbeitung bekannt, welche die Oberflächenstruktur optisch und taktil erfasst. Dabei erfolgt eine dreidimensionale Erfassung der Oberflächenbeschaffenheit durch einen optischen Messsensor auf Basis der Weißlicht-Interferometrie. Die Druckschrift offenbart weiterhin ein Verfahren zur Erfassung und Analyse der Oberflächenparameter.It is still through the DE 103 15 218 A1 a device for detecting and analyzing surface parameters of a workpiece following a honing processing is known, which detects the surface structure optically and tactile. In this case, a three-dimensional detection of the surface texture by an optical measuring sensor based on the white light interferometry. The document further discloses a method for detecting and analyzing the surface parameters.

Weiterhin zeigt die DE 41 14 428 A1 ein Verfahren zur Messung von Rauheitsparametern beim Honen. Die DE 40 24 778 A1 zeigt ein Hon-Messwerkzeug mit einer Referenzfläche.Furthermore, the shows DE 41 14 428 A1 a method for measuring roughness parameters during honing. The DE 40 24 778 A1 shows a honing tool with a reference surface.

Für die Sicherung der Qualität ist es unerlässlich, eine statische Prozesskontrolle durchzuführen. Da bisherige Prüfverfahren entweder ungenau sind oder eine große Zeitdauer beanspruchen und die bekannten mit hoher Genauigkeit arbeitenden Prüfvorrichtungen einer aufwendigen Bedienung bedürfen, werden einzelne Werkstücke stichprobenartig für eine detaillierte Analyse aus der Produktionslinie ausgesondert und nach eingehender Laboruntersuchung dem weiteren Verarbeitungsprozess zugeführt. Um Ausschuss und Nacharbeit zu vermeiden und auf Abweichungen in der Qualität der vorgelagerten Produktion schnell reagieren zu können, sollten Stichprobenprüfungen automatisiert durchgeführt werden, wobei durch die Automatisierung ein deutlich größerer Stichprobenumfang ermöglicht wird.For the assurance of quality it is essential to carry out a static process control. Since previous Test methods are either inaccurate or a large one Take time and the known test devices working with high accuracy require a complex operation, individual workpieces randomly for a detailed analysis of the Production line sorted out and after thorough laboratory examination fed to the further processing process. To committee and to avoid reworking and deviations in quality to be able to react quickly to the upstream production, sample checks should be automated, whereby by the automation a much larger Sample size is possible.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass eine umfassende und detaillierte Prüfung einer Honung einer Zylinderbohrung ohne Behinderung der Produktionslinie durchführbar ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Prüfung einer Honung einer Zylinderbohrung in einem kurzen Zeitintervall ohne Behinderung der Produktionslinie durchführbar wird.In front In this background, the invention is based on the object, a Device of the type mentioned in such a way, that a comprehensive and detailed examination of a hope of a Cylinder bore feasible without obstruction of the production line is. Furthermore, the invention is based on the object, a method of the type mentioned above such that the test a honing of a cylinder bore in a short time interval without obstruction of the production line becomes feasible.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The the first object is achieved with a device according to the features of claim 1. The Subclaims relate particularly expedient Further developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei der der optische Sensor eine einen Bildsensor aufweisende Einrichtung, insbesondere eine CCD-Kamera und/oder eine Scannerleiste, ist. Hierdurch ist es möglich, dass die Oberflächenstruktur als Qualitätsmerkmal elektronisch erfassbar und einer rechnergestützten Auswertung zugänglich ist. Als Bildsensoren sind Vorrichtungen zur Aufnahme von zweidimensionalen Abbildern aus Licht, also dem für den Menschen sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Strahlung, auf elektrischem oder mechanischem Wege in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Mittels der Scannerleiste kann von der gesamten Honoberfläche ein digitales Übersichtsbild erzeugt werden, dessen Muster mit gespeicherten Strukturen vergleichbar ist. Mittels der CCD-Kamera ist es möglich, einzelne Bereiche der Honoberfläche hochauflösend und detailliert zu fotografieren. Für die Aufzeichnung des Übersichtsbilds wird ein kurzes Zeitintervall benötigt. Eine schnelle Auswertung des Übersichtbildes erlaubt es, nur einige vergleichsweise kleine Ausschnitte der Oberfläche hochauflösend zu fotografieren und dabei die Genauigkeit der Prüfung der Zylinderbohrung zu erhöhen.According to the invention So provided a device in which the optical sensor a an image sensor having means, in particular a CCD camera and / or a scanner bar is. This makes it possible that the surface texture as a quality feature electronically detectable and a computer-aided evaluation is accessible. As image sensors are devices for Recording of two-dimensional images of light, that is, for human visible range of electromagnetic radiation, electrically or mechanically in different versions known. By means of the scanner strip can of the entire honing surface create a digital overview image whose pattern is comparable to stored structures. By means of the CCD camera It is possible to use individual areas of the honing surface high resolution and detailed photography. For the recording of the overview image becomes a short time interval needed. A quick evaluation of the overview picture allows only a few comparatively small parts of the surface High-resolution photography and accuracy to increase the cylinder bore test.

Weiterhin ist es günstig, dass die Vorrichtung einen Tragarm aufweist, an dem zumindest ein Instrumententräger zur Aufnahme zumindest eines Sensors angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, bei Bedarf einzelne Sensoren schnell auszutauschen oder zu ergänzen. Die Sensoren sind an einem Instrumententräger angeordnet, wobei eine oder mehrere Instrumententräger an dem Tragarm positionierbar sind.Farther it is favorable that the device has a support arm, at least one instrument carrier for receiving at least a sensor is arranged. This makes it possible If required, individual sensors can be quickly replaced or supplemented. The sensors are arranged on an instrument carrier, one or more instrument carriers on the support arm are positionable.

Vorteilhaft ist es, dass der Tragarm mittels eines an einer Kante der Zylinderbohrung angeordneten Axiallagers in der Zylinderbohrung positioniert ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Instrumententräger und somit die Sensoren stets mit einem definierten Abstand zu der Soll-Oberfläche arbeiten. Dazu ist es weiterhin günstig, dass der Instrumententräger zumindest drei Stützbrücken aufweist, wobei jede Stützbrücke mit zwei Abstützungen an der Oberfläche der Zylinderbohrung anliegt. Mittels der Stützbrücke ist eine Referenzfläche des Sensors festlegbar.Advantageous it is that the support arm by means of a at one edge of the cylinder bore arranged thrust bearing is positioned in the cylinder bore. hereby is guaranteed that the instrument carrier and thus the sensors always with a defined distance to the Target surface work. For this it is still favorable that the instrument carrier at least three support bridges having, each support bridge with two supports abuts the surface of the cylinder bore. through The support bridge is a reference surface the sensor can be fixed.

Vorteilhaft ist es, dass die Stützbrücke gegenüber dem Instrumententräger gelenkig gelagert ist. Hierdurch ist es möglich, dass sich die Stützbrücke der Struktur der Honoberfläche anpassen kann und die von dem Axiallager bestimmte Position des Tragarms nicht verändert wird.It is advantageous that the support bridge relative to the instrument carrier articulated is. This makes it possible that the support bridge of the structure of the honing surface can adapt and the position determined by the thrust bearing of the support arm is not changed.

Günstig ist es auch, dass die Abstützung im Bereich der Kontaktfläche zu der Oberfläche der Zylinderbohrung eine Kugel und/oder eine Rolle aufweist. Hierdurch ist es möglich, dass die Abstützung leicht über die Honoberfläche geführt werden kann, ohne diese zu beschädigen. Dies ist insbesondere bei der Untersuchung der Honoberfläche mit einer Tastnadel dienlich. Für eine Untersuchung der Honoberfläche mit einer Tastnadel ist es vorteilhaft, dass der taktile Sensor aus einer Tastnadel, einem Messaufnehmer, einem Antrieb und der eine Referenzfläche bildenden Stützbrücke aufgebaut ist.Cheap It is also that the support in the area of the contact surface to the surface of the cylinder bore a ball and / or has a role. This makes it possible for the Support slightly above the honing surface can be performed without damaging them. This is especially true when examining the honing surface with a stylus. For an investigation of Honing surface with a stylus, it is advantageous that the tactile sensor from a stylus, a sensor, a drive and the reference surface forming a support bridge is constructed.

Vorteilhaft ist es, dass die Vorrichtung zumindest einen Beschleunigungssensor aufweist. Hierdurch ist es möglich, dass Schwingungen aus den Produktionsanlagen, die in der Nähe der Vorrichtung betrieben werden, und aus anderen Quellen parallel zu den Messwerten der Tastnadel aufzeichenbar und auswertbar sind. So werden Fehlmessungen erkannt, die Messung wird sicherer und der Pseudo-Ausschuss wird verringert. Dabei ist der Beschleunigungssensor an dem Werkstück und/oder an dem Werkstückträger anlegbar.Advantageous it is that the device at least one acceleration sensor having. This makes it possible that vibrations from the production equipment operated near the device and from other sources parallel to the readings of the stylus recordable and evaluable. How to detect incorrect measurements The measurement becomes safer and the pseudo-rejection is reduced. In this case, the acceleration sensor on the workpiece and / or can be applied to the workpiece carrier.

Günstig, insbesondere für den Einsatz an klein dimensionierten Zylindern, ist es, dass die CCD-Kamera und die Scannerleiste an einem gemeinsamen Instrumententräger angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, dass an der Vorrichtung ein kürzerer Tragarm einsetzbar ist.Cheap, especially for use on small cylinders, it is that the CCD camera and the scanner bar at a common Instrument carrier are arranged. This makes it possible that a shorter support arm can be used on the device is.

Vorteilhaft ist es, dass die Scannerleiste parallel zur Symmetrieachse der Zylinderbohrung ausgerichtet ist und radial auf einer Kreisbahn entlang der Oberfläche der Zylinderbohrung bewegbar ist. Hierdurch ist es möglich, dass mittels der Scannerleiste von der gesamten Honoberfläche in kurzer Zeit ein digitales Bild erzeugbar ist, welches von einem Rechner analysiert werden kann.Advantageous is that the scanner bar parallel to the axis of symmetry of the cylinder bore is aligned and radially on a circular path along the surface the cylinder bore is movable. This makes it possible that by means of the scanner bar of the entire honing surface in a short time a digital image can be generated, which is from a computer can be analyzed.

Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The second object is achieved by a method according to the Features of claim 12. The dependent claims particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem während der Messung der Reliefstruktur mittels eines Beschleunigungssensors die Erschütterungen des Werkstücks aufgezeichnet werden. Hierdurch wird es möglich, dass die Schwingungen aus den Produktionsanlagen, die in der Nähe der Vorrichtung betrieben werden, und aus anderen Quellen parallel zu den Messwerten der Tastnadel aufzeichenbar und auswertbar sind. Mittels der Aufzeichnungen des Beschleunigungssensors ist es möglich, störende und das Messergebnis verfälschende äußere Einflüsse zu erkennen und eine sichere Messung durchzuführen. Ausschuss und Nacharbeit werden verringert.According to the invention So provided a method in which during the measurement the relief structure by means of an acceleration sensor, the vibrations of the workpiece are recorded. This will be it possible that the vibrations from the production equipment, which are operated in the vicinity of the device, and off other sources parallel to the readings of the stylus recordable and are evaluable. By means of the recordings of the acceleration sensor it is possible disturbing and the measurement result distorting external influences to recognize and perform a safe measurement. committee and rework are reduced.

Weiterhin ist es günstig, dass zur Prüfung der Textur der Oberfläche der Zylinderbohrung eine zweistufige optische Prüfung durchgeführt wird, wobei zunächst mittels einer Scannerleiste, die auf einer Kreisbahn über den gesamten Bohrungsumfang geführt wird, eine Aufzeichnung eines Übersichtsbilds der Oberfläche der Zylinderbohrung durchgeführt wird und anschließend, in Abhängigkeit der Ergebnisse einer Auswertung des Übersichtsbilds, mehrere Stellen der Oberfläche der Zylinderbohrung mittels einer CCD-Kamera hochauflösend fotografiert werden. Hierdurch wird es möglich, dass zunächst die schnell durchzuführende Auswertung des Übersichtsbilds erfolgt. Werden bei dieser Auswertung Strukturen der Oberfläche gefunden, die möglicherweise zu einem Ausschuss des Werkstücks führen könnten, werden von den betroffenen Bereichen mit der CCD-Kamera automatisch hochauflösende Fotografien angefertigt, deren Auswertung dann über den Ausschuss oder die Nacharbeitung des Werkstücks entscheidet. Werden bei der Untersuchung des Übersichtsbilds keine Unregelmäßigkeiten in der Oberflächenstruktur gefunden, so werden mit der CCD-Kamera Fotografien von bestimmten Stellen der Oberfläche angefertigt.Farther it is favorable that to check the texture of the Surface of the cylinder bore a two-stage optical Testing is performed, initially by means of a scanner bar, which is on a circular path over the entire bore extent is performed, a record an overview image of the surface of the cylinder bore is carried out and then, depending on the results of an evaluation of the overview image, several Make the surface of the cylinder bore by means of a CCD camera to be photographed high-resolution. hereby It becomes possible that first the fast to be carried out Evaluation of the overview image takes place. Be with this Evaluation structures of the surface found, possibly could lead to a reject of the workpiece, be of the affected areas with the CCD camera automatically high-resolution photographs made, their evaluation then decide on the committee or the reworking of the workpiece. Do not become irregular when examining the overview image found in the surface structure, so be with the CCD camera photographs of specific areas of the surface prepared.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe Invention allows for numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is in the drawing and will be described below. These shows in

1 eine schematische Darstellung eines Instrumententrägers einer Vorrichtung zur Prüfung von Zylinderbohrungen; 1 a schematic representation of an instrument carrier of a device for testing cylinder bores;

2 eine geschnittene schematische Darstellung des Instrumententrägers mit einem taktilen Sensor; 2 a sectional schematic representation of the instrument carrier with a tactile sensor;

3 eine geschnittene schematische Darstellung des Instrumententrägers mit einem optischen Sensor; 3 a sectional schematic representation of the instrument carrier with an optical sensor;

4 eine geschnittene schematische Darstellung des Werkstücks auf einem Werkstückträger der Vorrichtung; 4 a sectional schematic representation of the workpiece on a workpiece carrier of the device;

5 eine schematische Darstellung des Ablaufs des Verfahrens. 5 a schematic representation of the process of the method.

1 zeigt einen Instrumententräger 7 einer Vorrichtung 1 zur Prüfung einer in den 2 und 3 dargestellten Zylinderbohrung 2. Der Instrumententräger 7 ist an einem Tragarm 6 angeordnet, wobei an dem Tragarm 6 mehrere Instrumententräger 7 angeordnet werden können. Der Instrumententräger 7 weist drei mit einem Winkel von 120° zueinander beabstandete Stützbrücken 10 auf. Die Stützbrücken 10 sind mit dem Instrumententräger 7 gelenkig verbunden. 1 shows an instrument carrier 7 a device 1 to examine one in the 2 and 3 illustrated cylinder bore 2 , The instrument carrier 7 is on a support arm 6 disposed being on the support arm 6 several instrument carriers 7 can be arranged. The instrument carrier 7 has three with an angle of 120 ° spaced supporting bridges 10 on. The support bridges 10 are with the instrument panel 7 articulated.

Die 2 und 3 zeigen den Instrumententräger 7 mit einem taktilen Sensor 3 und den Instrumententräger 7 mit einem optischen Sensor 4, 5. Die Stützbrücke 10 ist mit dem Instrumententräger 7 gelenkig verbunden und bildet zumindest für den taktilen Sensor 3 eine Referenzfläche. Die Abstützungen 11, die an der Oberfläche 12 der Zylinderbohrung 2 anliegen, bestehen aus Rollen, Kugeln oder Kugelabschnitten.The 2 and 3 show the instrument carrier 7 with a tactile sensor 3 and the instrument carrier 7 with an optical sensor 4 . 5 , The support bridge 10 is with the instrument panel 7 hingedly connected and forms at least for the tactile sensor 3 a reference surface. The supports 11 that are at the surface 12 the cylinder bore 2 abut, consist of rollers, balls or ball sections.

2 zeigt den Instrumententräger 7 mit dem taktilen Sensor 3 in der Zylinderbohrung 2 des Werkstücks 17. Der taktile Sensor 3 besteht aus einer Tastnadel 13, die über die Oberfläche 12 der Zylinderbohrung 2 geführt wird. Die Tastnadel wird von einem Antrieb 15 in die lineare Bewegung parallel zur Symmetrieachse 19 versetzt. Der Antrieb 15 besteht aus einer in axialer Richtung angeordneten Spindelstange und einem Motor. Beim Überstreichen der Oberfläche 12 wird die Tastnadel 13 durch die Strukturen der Oberfläche 12 senkrecht zur Symmetrieachse 19 oder parallel zur Referenzfläche der Zylinderbohrung 2 bewegt. Diese Bewegung wird von einem Messaufnehmer 14 registriert und zur Auswertung an einen Rechner gesendet. 2 shows the instrument carrier 7 with the tactile sensor 3 in the cylinder bore 2 of the workpiece 17 , The tactile sensor 3 consists of a stylus 13 that over the surface 12 the cylinder bore 2 to be led. The stylus is powered by a drive 15 in the linear motion parallel to the axis of symmetry 19 added. The drive 15 consists of a spindle rod arranged in the axial direction and a motor. When stroking the surface 12 becomes the stylus 13 through the structures of the surface 12 perpendicular to the axis of symmetry 19 or parallel to the reference surface of the cylinder bore 2 emotional. This movement is by a sensor 14 registered and sent to a computer for evaluation.

3 zeigt den Instrumententräger 7 mit zwei optischen Sensoren 4, 5. Die optischen Sensoren 4, 5 sind eine CCD-Kamera 4 und eine Scannerleiste 5. Die CCD-Kamera 4 und die Scannerleiste 5 können an separaten Instrumententrägern 7 angeordnet sein oder, wie in dieser Figur gezeigt, an einem Instrumententräger 7. Mittels der optischen Sensoren 4, 5 wird die Oberfläche 12 des Werkstücks 17 zweistufig untersucht. Dabei wird mittels der Scannerleiste 5 zunächst ein digitales Übersichtsbild der Oberfläche 12 erzeugt und zur Auswertung an einen Rechner übermittelt. Diese Auswertung entscheidet, wie die CCD-Kamera 4 eingesetzt wird. Werden in dem Übersichtsbild Unregelmäßigkeiten der Struktur der Oberfläche 12 festgestellt, so werden diese auffälligen Bereiche der Oberfläche 12 mittels der CCD-Kamera 4 hochauflösend fotografiert. Die Scannerleiste 5 erfasst in einem Arbeitsgang einen Winkelbereich von mindestens 360° der Zylinderbohrung 2. Dazu wird die Scannerleiste 5 von einem Motor 26 rotatorisch um die Symmetrieachse 19 bewegt. 3 shows the instrument carrier 7 with two optical sensors 4 . 5 , The optical sensors 4 . 5 are a CCD camera 4 and a scanner bar 5 , The CCD camera 4 and the scanner bar 5 can on separate instrument carriers 7 be arranged or, as shown in this figure, on an instrument carrier 7 , By means of optical sensors 4 . 5 becomes the surface 12 of the workpiece 17 examined in two stages. It is using the scanner bar 5 First a digital overview image of the surface 12 generated and transmitted to a computer for evaluation. This evaluation decides how the CCD camera 4 is used. If irregularities in the structure of the surface appear in the overview screen 12 As stated, these are conspicuous areas of the surface 12 by means of the CCD camera 4 photographed in high resolution. The scanner bar 5 detects in an operation an angular range of at least 360 ° of the cylinder bore 2 , This will be the scanner bar 5 from a motor 26 rotational about the symmetry axis 19 emotional.

4 zeigt die Vorrichtung 1, wobei das Werkstück 17 auf einem Werkstückträger 18 liegt. Der Tragarm 6 der Vorrichtung 1 ist in die Zylinderbohrung 2 eingefahren und wird von einem Axiallager 9 exakt in der Symmetrieachse 19 positioniert. Das Axiallager 9 liegt dabei an einer Kante 8 der Zylinderbohrung 2 an. An dem Werkstück 17 und/oder an dem Werkstückträger 18 ist ein Beschleunigungssensor 16 zur Aufzeichnung der Erschütterungen des Werkstücks 17 angeordnet. 4 shows the device 1 , where the workpiece 17 on a workpiece carrier 18 lies. The support arm 6 the device 1 is in the cylinder bore 2 retracted and is from a thrust bearing 9 exactly in the symmetry axis 19 positioned. The thrust bearing 9 lies on an edge 8th the cylinder bore 2 at. On the workpiece 17 and / or on the workpiece carrier 18 is an acceleration sensor 16 for recording the vibrations of the workpiece 17 arranged.

5 zeigt den Ablauf des Verfahrens. Der Beschreibung des Verfahrens wird die in den 1 bis 4 beschriebene Vorrichtung zu Grunde gelegt. Das Verfahren besteht im Wesentlichen aus einer taktilen Messung 20 und einer zweistufigen optischen Prüfung 25. Die Prüfung der Zylinderbohrung beginnt mit dem Einfahren 27 des taktilen Sensors in die Zylinderbohrung. Während der Messung 20 mit dem taktilen Sensor werden von dem Beschleunigungssensor die Erschütterungen des Werkstücks aufgezeichnet 24. Beim anschließenden Verfahren 28 des Tragarms der Vorrichtung mit den Instrumententrägern werden die optischen Sensoren zur zweistufigen optischen Prüfung 25 in der Zylinderbohrung positioniert. Bei der zweistufigen optischen Prüfung 25 wird zunächst mit der Scannerleiste ein Übersichtsbild der Oberfläche der Zylinderbohrung aufgezeichnet 21. Nach einer Auswertung 23 des Übersichtsbilds werden in Abhängigkeit der Ergebnisse der Auswertung 23 mit der CCD-Kamera bestimmte, lokal begrenzte Bereiche der Oberfläche hochauflösend fotografiert 22. Nach der zweistufigen optischen Prüfung 25 wird der Tragarm vollständig aus der Zylinderbohrung herausgefahren 29. Währenddessen beginnt eine abschließende Überprüfung 30 der Messdaten des taktilen Sensors, des Beschleunigungssensors und der CCD-Kamera. Das Ergebnis der Überprüfung 30 entscheidet über eine Aussonderung 31, eine zusätzliche Laborprüfung und/oder ein Nacharbeiten 32 oder die Weiterbearbeitung 33 des Werkstücks. 5 shows the procedure of the procedure. The description of the method is in the 1 to 4 based device described. The procedure essentially consists of a tactile measurement 20 and a two-stage optical test 25 , The test of the cylinder bore begins with retraction 27 of the tactile sensor into the cylinder bore. During the measurement 20 With the tactile sensor, the vibration of the workpiece is recorded by the acceleration sensor 24 , In the subsequent procedure 28 the support arm of the device with the instrument carriers, the optical sensors for two-stage optical inspection 25 positioned in the cylinder bore. At the two-stage optical inspection 25 First, an overview image of the surface of the cylinder bore is recorded with the scanner bar 21 , After an evaluation 23 of the overview screen are dependent on the results of the evaluation 23 photographed with the CCD camera, localized areas of the surface high resolution 22 , After the two-stage optical test 25 The support arm is moved out of the cylinder bore completely 29 , Meanwhile, a final review begins 30 the measurement data of the tactile sensor, the acceleration sensor and the CCD camera. The result of the review 30 decides on a separation 31 , an additional laboratory test and / or a rework 32 or the further processing 33 of the workpiece.

11: Vorrichtungcontraption
22: Zylinderbohrungbore
33: taktiler Sensortactile sensor
44: optischer Sensor (CCD-Kamera)optical Sensor (CCD camera)
55: optischer Sensor (Scannerleiste)optical Sensor (scanner bar)
66: TragarmBeam
77: Instrumententrägerinstrument panel
88th: Kanteedge
99: Axiallageraxial bearing
1010: Stützbrückesupporting bridge
1111: Abstützungsupport
1212: Oberflächesurface
1313: Tastnadelwand
1414: Messaufnehmersensor
1515: Antriebdrive
1616: Beschleunigungssensoraccelerometer
1717: Werkstückworkpiece
1818: WerkstückträgerWorkpiece carrier
1919: Symmetrieachseaxis of symmetry
2020: Messung (taktil)Measurement (tactile)
2121: Aufzeichnung (Übersichtsbild, Scannerleiste)recording (Overview image, scanner bar)
2222: Fotografie (CCD-Kamera)photography (CCD camera)
2323: Auswertungevaluation
2424: Aufzeichnung (Beschleunigungssensor)recording (Acceleration sensor)
2525: zweistufige optische Prüfungtwo-step optical test
2626: Motorengine
2727: Einfahrenretract
2828: Verfahrenmethod
2929: Ausfahrenextend
3030: ÜberprüfungVerification
3131: Aussonderungsegregation
3232: Nacharbeitrework
3333: Weiterbearbeitungfurther processing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3942805 A1 [0002] - DE 3942805 A1 [0002]
- DE 10315218 A1 [0003] DE 10315218 A1 [0003]
- DE 4114428 A1 [0004] - DE 4114428 A1 [0004]
- DE 4024778 A1 [0004] - DE 4024778 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zur Prüfung einer Zylinderbohrung (2) mit einem taktilen Sensor (3) und einem optischen Sensor (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (4, 5) eine einen Bildsensor aufweisende Einrichtung, insbesondere eine CCD-Kamera (4) und/oder eine Scannerleiste (5), ist.Contraption ( 1 ) for testing a cylinder bore ( 2 ) with a tactile sensor ( 3 ) and an optical sensor ( 4 . 5 ), characterized in that the optical sensor ( 4 . 5 ) a device having an image sensor, in particular a CCD camera ( 4 ) and / or a scanner bar ( 5 ) is.

Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Tragarm (6) aufweist, an dem zumindest ein Instrumententräger (7) zur Aufnahme zumindest eines Sensors (3, 4, 5) angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the device ( 1 ) a support arm ( 6 ), on which at least one instrument carrier ( 7 ) for receiving at least one sensor ( 3 . 4 . 5 ) is arranged.

Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm (6) mittels eines an einer Kante (8) der Zylinderbohrung (2) angeordneten Axiallagers (9) in der Zylinderbohrung (2) positionierbar ist.Contraption ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the support arm ( 6 ) by means of one edge ( 8th ) of the cylinder bore ( 2 ) arranged axial bearing ( 9 ) in the cylinder bore ( 2 ) is positionable.

Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Instrumententräger (7) zumindest drei Stützbrücken (10) aufweist, wobei jede Stützbrücke (10) mit zwei Abstützungen (11) an der Oberfläche (12) der Zylinderbohrung (2) anlegbar ist.Contraption ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the instrument carrier ( 7 ) at least three support bridges ( 10 ), each support bridge ( 10 ) with two supports ( 11 ) on the surface ( 12 ) of the cylinder bore ( 2 ) can be applied.

Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbrücken (10) gegenüber dem Instrumententräger (7) gelenkig lagerbar sind.Contraption ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the supporting bridges ( 10 ) opposite the instrument carrier ( 7 ) are hinged storable.

Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (11) im Bereich der Kontaktfläche zu der Oberfläche (12) der Zylinderbohrung (2) eine Kugel und/oder eine Rolle aufweist.Contraption ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the support ( 11 ) in the region of the contact surface to the surface ( 12 ) of the cylinder bore ( 2 ) has a ball and / or a roller.

Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der taktile Sensor (3) aus einer Tastnadel (13), einem Messaufnehmer (14), einem Antrieb (15) und der eine Referenzfläche bildenden Stützbrücke (10) aufgebaut ist.Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tactile sensor ( 3 ) from a stylus ( 13 ), a sensor ( 14 ), a drive ( 15 ) and the support surface forming a reference surface ( 10 ) is constructed.

Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Beschleunigungssensor (16) aufweist.Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) an acceleration sensor ( 16 ) having.

Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (16) an dem Werkstück (17) und/oder an dem Werkstückträger (18) anlegbar ist und/oder im Instrumententräger (7) integriert ist.Contraption ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the acceleration sensor ( 16 ) on the workpiece ( 17 ) and / or on the workpiece carrier ( 18 ) can be applied and / or in the instrument carrier ( 7 ) is integrated.

Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die CCD-Kamera (4) und die Scannerleiste (5) an einem gemeinsamen Instrumententräger (7) angeordnet sind.Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the CCD camera ( 4 ) and the scanner bar ( 5 ) on a common instrument carrier ( 7 ) are arranged.

Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scannerleiste (5) parallel zur Symmetrieachse (19) der Zylinderbohrung (2) ausgerichtet ist und radial auf einer Kreisbahn entlang der Oberfläche (12) der Zylinderbohrung (2) bewegbar ist.Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the scanner strip ( 5 ) parallel to the axis of symmetry ( 19 ) of the cylinder bore ( 2 ) and radially on a circular path along the surface ( 12 ) of the cylinder bore ( 2 ) is movable.

Verfahren zur Prüfung einer Zylinderbohrung (2), bei dem mittels eines taktilen Sensors (3) und eines optischen Sensors an zumindest einer selektiven Messstelle der Oberfläche (12) der Zylinderbohrung (2) eine Messung (20) einer Reliefstruktur durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während der Messung (20) der Reliefstruktur mittels eines Beschleunigungssensors (16) die Erschütterungen des Werkstücks (17) aufgezeichnet (24) werden.Method for testing a cylinder bore ( 2 ), in which by means of a tactile sensor ( 3 ) and an optical sensor at at least one selective measuring point of the surface ( 12 ) of the cylinder bore ( 2 ) a measurement ( 20 ) of a relief structure, characterized in that during the measurement ( 20 ) of the relief structure by means of an acceleration sensor ( 16 ) the vibrations of the workpiece ( 17 ) recorded ( 24 ) become.

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Prüfung der Textur der Oberfläche (12) der Zylinderbohrung (2) eine zweistufige optische Prüfung (25) durchgeführt wird, wobei zunächst mittels einer Scannerleiste (5), die auf einer Kreisbahn über den gesamten Bohrungsumfang geführt wird, eine Aufzeichnung (21) eines Übersichtsbilds der Oberfläche (12) der Zylinderbohrung (2) durchgeführt wird und anschließend, in Abhängigkeit der Ergebnisse einer Auswertung (23) des Übersichtsbilds mehrere Stellen der Oberfläche (12) der Zylinderbohrung (2) mittels der CCD-Kamera (4) hochauflösend fotografiert (22) werden.A method according to claim 12, characterized in that for checking the texture of the surface ( 12 ) of the cylinder bore ( 2 ) a two-stage optical test ( 25 ), whereby first by means of a scanner strip ( 5 ), which is guided on a circular path over the entire bore circumference, a recording ( 21 ) an overview image of the surface ( 12 ) of the cylinder bore ( 2 ) and then, depending on the results of an evaluation ( 23 ) of the overview screen several places of the surface ( 12 ) of the cylinder bore ( 2 ) by means of the CCD camera ( 4 ) photographed in high resolution ( 22 ) become.