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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0081600 , eingereicht am 11. Juli 2013, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils, die bzw. das eine automatische Sicht- bzw. Bildprüfung (nachfolgend abgekürzt als Bildprüfung) von wichtigen bearbeiteten Abschnitten eines Getriebegehäuses, welches eine dreidimensionale komplizierte Form hat, ermöglicht.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Im Allgemeinen werden in einer Fertigungslinie des Getriebes, das ein wichtiges Bauteil eines Kraftfahrzeugs ist, verschiedene wichtige Komponenten des Getriebes wie z. B. ein Getriebegehäuse, Wellen, Zahnräder, Reibungselemente und so weiter bearbeitet und gefertigt. Von den Komponenten hat das Getriebegehäuse wichtige Komponenten des Getriebes und eine Ventilkörperabdeckung daran montiert.
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Das Getriebegehäuse hat bearbeitete Abschnitte wie z. B. Montageflächen an der Ober- und Unterseite sowie der Innen- und Außenseite davon, Öllöcher und Bohrungen, die durch Gießen und maschinelle Bearbeitung gebildet werden.
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Derweil begleitet die Getriebe-Fertigungslinie ein Prüfprozess zum Prüfen einer Qualität eines jeden bearbeiteten Gegenstands des Getriebes. In dem Prüfprozess werden Fehler, Schäden und die Auslassung der Bearbeitung an bearbeiteten Abschnitten des Getriebegehäuses mit dem bloßen Auge eines Arbeiters geprüft.
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Allerdings gab es in solch einem Qualitätsprüfungsprozess Schwierigkeiten bei der Bloßes-Augen-Untersuchung des Arbeiters aufgrund der dreidimensionalen komplizierten Form des Getriebegehäuses und der Qualitätsprüfungsprozess benötigt wenigstens zwei Prüfmitglieder und ist anfällig dafür, dass der Abgang von fehlerhaften Komponenten erfolgt, weil der Qualitätsprüfungsprozess auf einer subjektiven Feststellung der Arbeiter beruht.
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Solch ein Abgang von fehlerhaften Komponenten kann ein Leck von Öl verursachen, welches aus dem Fehler des bearbeiteten Abschnitts des Getriebegehäuses resultiert, was eine Fehlfunktion des Schaltens des Getriebes und eine Verunreinigung des Getriebes verursachen kann.
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In letzter Zeit werden durch Sicht- bzw. Bildaufnahmen (nachfolgend abgekürzt als Bildaufnahme) der bearbeiteten Abschnitte des Getriebegehäuses mit einem Sicht- bzw. Bildkopf (nachfolgend abgekürzt als Bildkopf) sowie Analysieren und Verarbeiten der Sicht- bzw. Bilddaten (nachfolgend abgekürzt als Bilddaten) davon die Fehler, die Schäden und die Auslassung der Bearbeitung des Getriebegehäuses automatisch geprüft.
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Wenn allerdings der bearbeitete Abschnitt des Getriebegehäuses durch Verwendung des Bildkopfes automatisch sicht- bzw. bild-geprüft (nachfolgend abgekürzt als bild-geprüft) wird, ist es unmöglich eine perfekte Prüfung der verschiedenen bearbeiteten Abschnitte mit nur einem Bildkopf-Satz zu machen, da das Getriebegehäuse eine dreidimensionale komplizierte Form hat.
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Obwohl die verschiedenen bearbeiteten Abschnitte des dreidimensional komplizierten Getriebegehäuses durch Verwendung einer Mehrzahl von Robotern, die jeweils den Bildkopf daran montiert haben, einer Bildprüfung unterzogen werden kann, kann dementsprechend die Bildprüfung eine erhöhte Anfangsinvestition, die aus einer erhöhten Anzahl von Robotern sowie einem zu sichernden Installationsraum der Prüfungsausrüstung resultiert, und eine erhöhte Zykluszeit der Qualitätsprüfung hervorrufen.
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Die Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Kurze Erläuterung der Erfindung
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sehen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils vor, die bzw. das durch Verwendung eines Multi-Sichtkopfes bzw. Multi-Bildkopfes (nachfolgend abgekürzt als Multi-Bildkopf) eine automatische Bildprüfung von verschiedenen bearbeiteten Abschnitten eines Prüfungsobjektes ermöglicht, welches eine dreidimensionale komplizierte Form hat.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sehen eine Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils vor, das aufweisen kann: i) eine Spannvorrichtungseinheit zum Sichern und Stützen eines Prüfobjektes, ii) ein drehbares Sicht- bzw. Bild-Aufnahmemittel (nachfolgend abgekürzt als Bild-Aufnahmemittel), das an ein vorderes Ende eines Roboterarms montiert ist und das als ein Revolvertyp drehbar ist, um eine Mehrzahl von bearbeiteten Abschnitten des Prüfobjektes sicht bzw. bild(lich) aufzunehmen, und iii) eine Steuervorrichtung zum Erhalten von Bilddaten von dem drehbaren Bild-Aufnahmemittel und zum Analysieren und Verarbeiten der Bilddaten, um einen Fehler des bearbeiteten Abschnitts zu gewinnen.
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Das drehbare Bild-Aufnahmemittel kann aufweisen: einen kreisförmigen Revolverkörper, der mit einer Montagehalterung an ein vorderes Ende des Roboterarms montiert ist und durch einen Schrittmotor für einen vorbestimmten Abschnitt in beide Richtungen drehbar ist, und eine Mehrzahl von Bildköpfen, die an den Revolverkörper radial montiert sind, um die bearbeiteten Abschnitte des Prüfobjektes bild(lich) aufzunehmen.
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Die Bildköpfe können mit dem durch den Schrittmotor um einen festgelegten Winkel gedrehten Revolverkörper die innere/äußere Montagefläche, die innere Oberfläche des Lochs und die innere Oberfläche der Bohrung des Prüfobjektes bild(lich) aufnehmen.
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Die Mehrzahl der um festgelegte Winkel voneinander beabstandet an dem Revolverkopf montierten Bildköpfe können aufweisen: einen ersten Bildkopf zur Sicht- bzw. Bildprüfung (nachfolgend abgekürzt als Bildprüfung) der inneren/äußeren Montagefläche des Prüfobjektes, einen zweiten Bildkopf zur Bildprüfung der inneren Oberfläche des Lochs des Prüfobjektes und einen dritten Bildkopf zur Bildprüfung der inneren Oberfläche des Prüfobjektes.
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Ein jeder der Bildköpfe kann aufweisen: eine Kameraeinheit zur Bild-Aufnahme des bearbeiteten Abschnitts des Prüfobjektes und eine Beleuchtungseinheit zum Führen eines Lichts zu einem Prüfungsabschnitt.
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Die Spannvorrichtungseinheit kann aufweisen: einen Grundrahmen, einen Drehtisch, der drehbar an den Grundrahmen montiert ist, eine Mehrzahl von Spannvorrichtungsrahmen, die an dem Drehtisch montiert sind, um aufrecht zu stehen, Befestigungselemente, die an einigen der Spannvorrichtungsrahmen zum Sichern des Prüfobjektes montiert sind, und Stützelemente, die an die übrigen Spannvorrichtungsrahmen zum Stützen des Prüfobjektes montiert sind.
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Der Grundrahmen kann eine rechteckige Form haben, die an den Drehtisch angepasst ist.
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Der Grundrahmen kann auch eine an einem zentralen Abschnitt des Grundrahmens montierte Drehwelle zur Kopplung mit dem Drehtisch haben.
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Der Grundrahmen kann auch zentriert um die Drehwelle eine Mehrzahl von Rollenelementen radialförmig und drehbar daran montiert haben.
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Der Drehtisch kann eine Begrenzungsrolle haben, die an jeder der Ecken des Drehtisches drehbar montiert ist.
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Der Grundrahmen kann einen Begrenzungsstopper haben, der an jedem der Eckabschnitte des Grundrahmens montiert ist und an die Begrenzungsrolle angepasst ist, um die Begrenzungsrolle elastisch zu stützen und eine Drehposition des Drehtisches zu begrenzen.
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Der Stopper kann aufweisen: einen fixierten Block, der an jedem der Eckabschnitte des Grundrahmens unbeweglich befestigt ist, einen Begrenzungsblock, der eine Halteaussparung zum Halten einer Rollenoberfläche der Begrenzungsrolle hat, wobei der Begrenzungsblock mit einem Paar von durch den fixierten Block hindurchgeführten Führungsstangen beweglich an den fixierten Block montiert ist, einen Stützblock, der an einem hindurchgeführten Endabschnitt der Führungsstangen montiert ist, sowie eine Feder, die zwischen dem Begrenzungsblock und dem fixierten Block angeordnet ist, um eine Elastikkraft auf den Begrenzungsblock anzuwenden.
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Der Stützblock kann einen Justierungsknopf daran gekoppelt haben, um die Elastikkraft der Feder zu justieren.
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Das Befestigungselement kann aufweisen: einen an den Spannvorrichtungsrahmen montierten ersten Sicherungspin zur Kopplung an ein Sicherungsloch in dem Prüfobjekt von einer unteren Seite zu einer oberen Seite des Sicherungslochs hin.
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Das Befestigungselement kann aufweisen: einen an den Spannvorrichtungsrahmen montierten zweiten Sicherungspin zur Kopplung an ein Sicherungsloch in dem Prüfobjekt von einer oberen Seite zu einer unteren Seite des Sicherungslochs hin.
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Der zweite Sicherungspin kann zur Kopplung an das Sicherungsloch, den oberen Endabschnitt durchdringend, an einem Sicherungshalter vorgesehen sein, der an einem oberen Endabschnitt des Spannvorrichtungsrahmens gesichert werden kann.
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Das Stützelement kann an den Spannvorrichtungsrahmen montiert sein und einen Stützpin zum Stützen einer Unterseite des Prüfobjektes aufweisen.
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Das Stützelement kann an den Spannvorrichtungsrahmen montiert sein und eine Stützfläche zum Stützen einer Unterseite des Prüfobjektes aufweisen.
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Die Spannvorrichtungseinheit kann ferner aufweisen: wenigstens ein Handgriffelement, das an eine obere Fläche des Drehtisches faltbar montiert ist.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sehen eine Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils vor, das aufweisen kann: i) eine Spannvorrichtungseinheit zum Sichern und Stützen eines Prüfobjektes einschließlich eines Getriebegehäuses, ii) einen kreisförmigen Revolverkörper, der mit einer Montagehalterung an ein vorderes Ende eines Roboterarms montiert ist, wobei der Revolverkörper durch einen Schrittmotor in beide Richtungen um einen vorbestimmten Abschnitt drehbar vorgesehen ist, iii) eine Mehrzahl von Bildköpfen, die an den Revolverkörper radial montiert sind, um die bearbeiteten Abschnitte des Prüfobjektes bild(lich) aufzunehmen, sowie iv) eine Steuervorrichtung zum Erhalten von Bilddaten von dem Bildkopf und zum Analysieren und Verarbeiten des Bildkopfes, um einen Fehler des bearbeiteten Abschnitts zu gewinnen.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sehen ein Verfahren zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils vor, bei dem bearbeitete Abschnitte eines Prüfobjektes einschließlich eines Getriebegehäuses bild-geprüft werden, das die Schritte aufweisen kann: a) ein Bereitstellen einer Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils nach Anspruch 17, b) ein Setzen des Prüfobjektes in die Spannvorrichtungseinheit und ein Montieren eines Revolverkörpers an ein vorderes Ende eines Roboterarms, c) ein Ansteuern eines Schrittmotors, um den Revolverkörper zu drehen, und ein Bewegen eines von einer Mehrzahl von Bildköpfen zu einem inneren/äußeren bearbeiteten Abschnitt des Prüfobjektes, d) ein Aufnehmen des bearbeiteten Abschnitts mit dem Bildkopf und ein Weiterleiten von so aufgenommenen Bilddaten an eine Steuervorrichtung, sowie e) ein Analysieren und Verarbeiten der Bilddaten mit der Steuervorrichtung zum Gewinnen von Fehlerdaten des bearbeiteten Abschnitts.
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Das Verfahren zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils kann ferner die Schritte aufweisen: ein Drehen eines Drehtisches der Spannvorrichtungseinheit um 90-Grad-Intervalle, ein Drehen der Bildköpfe mit dem Revolverkörper um festgelegte Winkel, sowie ein Bildprüfen der inneren/äußeren Montagefläche, einer inneren Oberfläche eines Lochs und einer inneren Oberfläche einer Bohrung des Prüfobjektes.
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Eine Drehposition des Drehtisches kann durch einen Stopper begrenzt werden.
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Die durch die Steuervorrichtung gewonnenen Fehlerdaten und die Tatsache, ob der bearbeitete Abschnitt des Prüfobjektes einen Fehler hat oder nicht, können auf einem Anzeigemittel angezeigt werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
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Kurze Erläuterung der Zeichnungen
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1 veranschaulicht eine schematische Ansicht, die eine exemplarische Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtungseinheit einer exemplarischen Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines Stoppers in einer Spannvorrichtungseinheit einer exemplarischen Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4, 5 und 6 veranschaulichen perspektivische Ansichten, die jeweils einen Multi-Bildkopf vom Revolvertyp einer exemplarischen Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
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7A, 7B und 7C veranschaulichen perspektivische Ansichten zur Erläuterung des Betriebs einer exemplarischen Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Auf der anderen Seite ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Gedanken und Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
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Um die vorliegende Erfindung klar zu erläutern, werden Teile, die nicht mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Beziehung stehen, weggelassen, und gleichen oder ähnlichen Elementen werden in der Beschreibung dieselben Bezugszeichen gegeben.
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Da zur Einfachheit der Erläuterung eine Größe und eine Dicke eines Elements in den Zeichnungen beliebig gezeigt werden, ist die vorliegende Erfindung nicht unbedingt auf diejenigen, die in den Zeichnungen gezeigt sind, beschränkt, und die Dicken sind vergrößert, um viele Abschnitte und Bereiche klar wiederzugeben.
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Und obwohl Begriffe einschließlich Ordinalzahlen wie z. B. „erster” oder „zweiter” zur Erläuterung verschiedener Elemente in der detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, um ein Element unterscheidbar von anderen Elementen zu machen, sind die Elemente nicht unbedingt durch eine Reihenfolge der Begriffe in der folgenden Erläuterung eingeschränkt.
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Außerdem wird, sofern nicht explizit das Gegenteil beschrieben wird, der Begriff „aufweisen” und Variationen wie „weist auf” oder „aufweisend” in der Beschreibung so verstanden, den Einschluss der genannten Elemente zu implizieren, aber nicht den Ausschluss von jeglichen anderen Elementen.
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Und ein Begriff wie z. B. „...einheit”, „...mittel”, „...element” oder dergleichen in der Beschreibung bedeutet eine Einheit eines Gesamtelements, das wenigstens eine Betriebsfunktion ausführt.
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1 veranschaulicht eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bezugnehmend auf 1 kann die Vorrichtung 100 zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugsbauteils gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf eine Getriebe-Fertigungslinie angewendet werden, in der wichtige Komponenten des Getriebes bearbeitet und zusammengebaut werden.
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Zum Beispiel wird in der Getriebe-Fertigungslinie ein Getriebegehäuse, das eine dreidimensionale komplizierte Form hat, gefertigt, und das Getriebegehäuse, die wichtigen Komponenten des Getriebes und eine Ventilkörperabdeckung werden zusammengebaut.
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In der Getriebe-Fertigungslinie wird ein Prüfprozess für die Qualitätsprüfung solcher bearbeiteter Gegenstände durchgeführt, wobei die Vorrichtung 100 zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Getriebegehäuse als ein Prüfobjekt 1 nach Fehlern, Schäden und Auslassungen der Bearbeitung prüft.
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Und zwar kann die Vorrichtung 100 zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verschiedene bearbeitete Abschnitte einer inneren Oberfläche und äußeren Oberfläche des Prüfobjekts 1, wie z. B. eine Montagefläche (bearbeitete Oberfläche) an der Außenseite und Innenseite, eine innere Oberfläche eines Lochs und eine innere Oberfläche einer Bohrung des Prüfobjektes 1, einer Bildprüfung unterziehen.
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Die Vorrichtung 100 zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hat eine Struktur, die die verschiedenen Abschnitte des Prüfobjektes 1, welches eine dreidimensionale komplizierte Form hat, durch Verwendung eines Roboter-Sets in einem Mehrfach-Bildkopf-Modus einer automatischen Prüfung unterziehen kann.
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Hierzu weist die Vorrichtung 100 zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen eine Spannvorrichtungseinheit 10, einen Revolverkörper 70, ein drehbares Bild-Aufnahmemittel oder ein anderes geeignetes drehbares Bild-Aufnahmegerät, das eine Mehrzahl von Multi-Bildköpfen 81, 82 und 83 einschließt, sowie eine Steuervorrichtung 90 auf.
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2 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtungseinheit einer Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf die 1 und 2 weist in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Spannvorrichtungseinheit 10 zum Sichern und Stützen des Prüfobjektes 1 (siehe 1) einen Grundrahmen 11, einen Drehtisch 13, Spannvorrichtungsrahmen 15, Befestigungselemente 17 und Stützelemente 19 auf.
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Der Grundrahmen 11 ist auf einem Boden eines Arbeitsplatzes installiert, wo der Prüfungsprozess des Prüfobjektes 1 durchgeführt wird. Der Grundrahmen 11 hat eine rechteckige Rahmenform und hat jeweils Stützbeine 21 an Ecken von dessen Unterseite.
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An einem zentralen Abschnitt des Grundrahmens 11 montiert gibt es eine mit dem Drehtisch 13 verbundene Drehwelle 23, die später ausführlicher beschrieben wird. Der Grundrahmen 11 hat eine Mehrzahl von drehbar daran montierten Rollenelementen 25, die radial um die Drehwelle 23 (zentriert) sind.
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In diesem Fall sind die Rollenelemente 25 Rollen, die in Kontakt mit einer Unterseite des Drehtisches 13 rollen, um die Drehung des Drehtisches 13 zu stützen.
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In der obigen Beschreibung hat der Drehtisch 13, der an einer oberen Oberfläche des Grundrahmens 11 in beide Richtungen drehbar ist, eine rechteckige Form, die an den Grundrahmen 11 angepasst ist, und ist mit der Drehwelle 23 des Grundrahmens 11 verbunden.
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Und zwar hat der zentrale Abschnitt des Drehtisches 13 die Drehwelle 23 daran verbunden, und die Unterseite davon ist, wie zuvor beschrieben, im rollenden Kontakt mit den Rollenelementen 25.
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In diesem Fall gibt es montiert an einer Oberseite von jedem der Eckabschnitte des Drehtisches 13 eine Begrenzungsrolle 27, um einen Drehwinkel des Drehtisches 13 zu begrenzen.
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Montiert an einem Oberseiten-Randabschnitt des Drehtisches 13 gibt es eine Mehrzahl von Handgriffelementen 29 zur manuellen Drehung des Drehtisches 13.
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Das Handgriffelement 29 hat eine „c” Form, um einem Prüfarbeiter das Greifen zu ermöglichen, und hat beide Enden davon mit der Oberseite des Drehtisches 13 verbunden und zur Oberseite des Drehtisches 13 faltbar montiert.
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Die Spannvorrichtungsrahmen 15 sind vertikale Rahmen, die aufrecht auf der Oberseite des Drehtisches 13 stehen, um das Prüfobjekt 1 tatsächlich zu stützen.
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Zum Beispiel können die Spannvorrichtungsrahmen 15 fünf in deren Anzahl sein, die auf der Oberseite des Drehtisches 13 montiert sind. Von den fünf Spannvorrichtungsrahmen 15 können vier Spannvorrichtungsrahmen 15 im Wesentlichen an Eckseitenabschnitten des Drehtisches 13 montiert sein und der übrige davon kann an einen der Eckseitenabschnitte montiert sein.
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Ein Stützhalter 31 ist an einem oberen Ende von jedem der Spannvorrichtungsrahmen 15 montiert, um ein Befestigungselement 17 und ein Stützelement 19, die später beschrieben werden, daran zu montieren.
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Das Befestigungselement 17 zum tatsächlichen Sichern des Prüfobjekts 1 kann als Teil der Spannvorrichtungsrahmen 15 an jedem von zwei zueinander symmetrischen Spannvorrichtungsrahmen 15, die an Eckabschnitten des Drehtisches 13 montiert sind, vorgesehen werden.
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Eines der Befestigungselemente 17 weist einen ersten daran montierten Sicherungspin 33 auf. Der erste Sicherungspin 33 kann an dem oberen Endabschnitt des Spannvorrichtungsrahmens 15 in einer vertikalen Richtung an dem Stützhalter 31 montiert sein, um diesen mit einem Sicherungsloch 3 (siehe 3) in dem Prüfobjekt 1 von einer unteren Seite zu einer oberen Seite des Sicherungslochs hin zu koppeln.
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Und der andere von den zwei Spannvorrichtungsrahmen 15 weist einen zweiten daran montierten Sicherungspin 35 auf. Der zweite Sicherungspin 35 kann an dem oberen Endabschnitt des Spannvorrichtungsrahmens 15 in der vertikalen Richtung an dem Stützhalter 31 montiert sein, um diesen mit dem anderen Sicherungsloch 3 (siehe 1) in dem Prüfobjekt 1 von einer oberen Seite zu einer unteren Seite des Sicherungslochs 3 hin zu koppeln.
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In diesem Fall kann der zweite Sicherungspin 35 an einem Sicherungshalter 37 montiert sein, der an dem oberen Endabschnitt des Spannvorrichtungsrahmens 15 an dem Stützhalter 31 sicherbar ist.
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Von den fünf Spannvorrichtungsrahmen 15 können die Stützelemente 19 zum tatsächlichen Stützen einer Unterseite des Prüfobjektes 1 an jeweils drei Spannvorrichtungsrahmen 15 vorgesehen werden, ausgenommen der Spannvorrichtungsrahmen 15, die die Befestigungselemente 17 daran montiert haben.
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Die Stützelemente 19 weisen Stützpins 38 auf, die jeweils an zwei Spannvorrichtungsrahmen 15 von den drei Spannvorrichtungsrahmen 15 montiert sind. Der Stützpins 38 zum Stützen eines Unterseiteneckabschnittes des Prüfobjektes 1 ist an dem oberen Endabschnitt des Spannvorrichtungsrahmens 15 in der vertikalen Richtung an dem Stützhalter 31 montiert.
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Und das Stützelement 19, das an dem übrigen der drei Spannvorrichtungsrahmen 15 montiert ist, weist eine Stützfläche 39 auf. Die Stützfläche 39 zur Aufnahme eines Unterseiteneckabschnittes des Prüfobjekts 1 ist als eine obere Fläche eines Blocks vorgesehen, der an dem oberen Endabschnitt des Spannvorrichtungsrahmens 15 sicher an dem Stützhalter 31 fixiert ist.
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Derweil gibt es in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, montiert an jeden Eckabschnitt des Grundrahmens 11 und angepasst an jeden der Begrenzungsrollen 27 des zuvor beschriebenen Drehtisches 13, einen Stopper 41 zum elastischen Stützen der Begrenzungsrolle 27 und zum tatsächlichen Begrenzen einer Drehposition des Drehtisches 13.
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Bezugnehmend auf 3 weist der Stopper 41 gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen fixierten Block 43, einen Begrenzungsblock 45, einen Stützblock 47, eine Feder 49 und einen Justierungsknopf 51 auf.
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Der fixierte Block 43 ist an jedem der Eckabschnitte des Grundrahmens 11 fest gesichert montiert. Der Begrenzungsblock 45, der eine Halteaussparung 53 zum Halten einer Rollenoberfläche des Begrenzungsrollers 27 hat, ist mit einem Paar von durch den fixierten Block 43 hindurchgeführten Führungsstangen 55 beweglich an den fixierten Block 43 montiert.
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Der Stützblock 47 ist an einen hindurchgeführten Endabschnitt der Führungsstangen 55 montiert, welche durch den fixierten Block 43 hindurchgeführt sind. Die Feder 49 ist zwischen dem Begrenzungsblock 45 und dem fixierten Block 43 angeordnet, um eine Elastikkraft auf den Begrenzungsblock 45 anzuwenden.
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Und der Justierungsknopf 51 zur Justierung der Elastikkraft der Feder 49 ist mit dem Stützblock 47 schraubverbunden. Der Justierungsknopf 51 ist mit dem Stützblock 47 schraubverbunden und frei drehbar an den fixierten Block 43 montiert.
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Andererseits ist in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das drehbare Bild-Aufnahmemittel an einem vorderen Ende eines Arms eines Gelenkroboters 7 montiert (siehe 1) und hat eine Funktion, eine Mehrzahl von bearbeiteten Abschnitten des Prüfobjektes 1 bild(lich) aufzunehmen, während es wie ein Revolver dreht.
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Wie zuvor beschrieben ist das drehbare Bild-Aufnahmemittel ein Multi-Bildkopf vom Revolvertyp, der den Revolverkörper 70 und eine Mehrzahl von Bildköpfen 81, 82 und 83 aufweist. Der Multi-Bildkopf vom Revolvertyp ist in den 4 bis 6 veranschaulicht.
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Bezugnehmend auf die 4 bis 6 ist in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Revolverkörper 70 mit der Montagehalterung 71 an das vordere Ende des Arms des Roboters 7 montiert, um durch einen Schrittmotor 73 in beiden Richtungen um einen festgelegten Abschnitt drehbar zu sein.
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Die Montagehalterung 71 kann einen mit dem Arm des Roboters 7 verbundenen Werkzeugwechsler haben.
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Der Schrittmotor 73 macht eine (einzelne) Drehung bei 200 Pulsen, um eine freie Drehung zu einem gewünschten Winkel zu ermöglichen, und dessen Drehung kann gesteuert werden, um in einem Schritt um 1,8 Grad zu drehen. Der Schrittmotor 73 hat einen Rotor, der durch Drehung von magnetischen Polen eines Stators gedreht wird, indem der Rotor durch die an der Statorspule überlagerte elektromagnetische Kraft angezogen und zurückgestoßen wird.
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Da der Schrittmotor 73 auf diesem Gebiet der Technik bekannt ist, wird die detaillierte Erläuterung des Schrittmotors 73 aus der Beschreibung weggelassen.
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In diesem Fall ist der Revolverkörper 70 ein ringförmiger Körper, der mit einer Antriebswelle des Schrittmotors 73 gekoppelt ist, um durch den Schrittmotor 73 um einen festgelegten Winkel zu drehen.
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In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Bildköpfe 81, 82 und 83 vorgesehen, um die verschiedenen bearbeiteten Abschnitte (zu prüfende Abschnitte) des in der Spannvorrichtungseinheit 10 eingespannten Prüfobjektes 1 bildlich) aufzunehmen.
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Die Bildköpfe 81, 82 und 83 sind jeweils mit den Verbindungshalterungen 85 in festgelegten Winkeln an dem Revolverkörper 70 radial montiert.
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In diesem Fall können die Bildköpfe 81, 82 und 83 innere/äußere Montageflächen (bearbeitete Oberflächen), eine innere Oberfläche eines Loches und eine innere Oberfläche einer Bohrung des Prüfobjektes 1 bildlich) aufnehmen, während diese von dem Revolverkörper 70 gedreht werden, welcher durch den Schrittmotor 73 um den festgelegten Winkel gedreht wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Bildköpfe 81, 82 und 83 ein erster Bildkopf 81 zur Bildprüfung der inneren/äußeren Montagefläche des Prüfobjektes 1, ein zweiter Bildkopf 82 zur Bildprüfung der inneren Oberfläche des Lochs des Prüfobjektes 1 und ein dritter Bildkopf 83 zur Bildprüfung der inneren Oberfläche der Bohrung des Prüfobjektes 1 sein.
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Ein jeder des ersten bis dritten Bildkopfes 81, 82 und 83 hat ein optisches System, das eine Kameraeinheit 87 zur Bild-Aufnahme des bearbeiteten Abschnitts des Prüfobjektes 1 und eine Beleuchtungseinheit 89 zum Führen eines Lichts zum bearbeiten Abschnitt aufweist.
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Da die Kameraeinheit 87 und die Beleuchtungseinheit 89 von jedem der Bildköpfe 81, 82 und 83 jeweils eine 2D-Kamera und eine LED-Beleuchtung sind, die in diesem Gebiet der Technik bekannt sind, wird eine ausführlichere Erläuterung von diesen aus der Beschreibung weggelassen.
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Obwohl ein Beispiel beschrieben ist, in dem die an den Revolverkörper 70 radial montierten Bildköpfe 81, 82 und 83 drei in deren Anzahl sind, ist jedoch eine Anzahl der Köpfe nicht auf drei beschränkt, und in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können vier oder mehr als vier Bildköpfe abhängig von einer Größe des Revolverkörpers 70 vorgesehen werden.
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Derweil steuert die Steuervorrichtung 90 in 1 den allgemeinen Betrieb der Vorrichtung 100 und erhält Bilddaten von den Kameras 87 der Bildköpfe 81, 82 und 83, analysiert und verarbeitet die Daten, um einen Fehler aus den bearbeiteten Abschnitten (geprüfte Abschnitte) zu gewinnen.
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Und zwar kann die Steuervorrichtung 90 die durch die Kameraeinheiten 87 der Bildköpfe 81, 82 und 83 erhaltenen Bilddaten mit Bezugsdaten vergleichen und analysieren, um die Fehlerdaten des bearbeiteten Abschnitts des Prüfobjektes 1 zu gewinnen.
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In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 90 auch die Fehlerdaten des bearbeiteten Abschnitts des Prüfobjektes 1 und die Tatsache, ob das Prüfobjekt 1 bezüglich der Fehlerdaten fehlerhaft ist oder nicht, auf dem Anzeigemittel 95 anzeigen.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils durch Verwendung der Vorrichtung 100 zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die zuvor offenbarten Zeichnungen und den beiliegenden Zeichnung im Einzelnen erläutert.
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Bezugnehmend auf 1 ist in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Getriebegehäuse in der Spannvorrichtungseinheit 10 als das Prüfobjekt 1 eingespannt.
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In diesem Fall kann das Prüfobjekt 1 von dem Drehtisch 13 der Spannvorrichtungseinheit 10 mit den Befestigungselementen 17 und den Stützelementen 19 des Spannvorrichtungsrahmens 15 in dem Spannvorrichtungsrahmen 15 eingespannt werden.
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In diesem Fall kann das Prüfobjekt 1 an den Spannvorrichtungsrahmen 15 gesichert werden, indem der erste Sicherungspin 33 bei dem Befestigungselement 17 mit dem Sicherungsloch 3 in dem Prüfobjekt 1 von der unteren Seite zur oberen Seite des Sicherungsloches 3 hin verbunden wird, und der zweite Sicherungspin 35 mit dem anderen Sicherungspin 3 in dem Prüfobjekt 1 von der oberen Seite zur unteren Seite des Sicherungsloch 3 hin verbunden wird.
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Das Prüfobjekt kann auf den Spannvorrichtungsrahmen 15 gestützt werden, indem die Stützpins 38 der Stützelemente 19 jeweils Unterseiteneckabschnitte des Prüfobjektes 1 stützen und die Stützfläche 39 den anderen Unterseiteneckabschnitt des Prüfobjektes 1 stützt.
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In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Revolverkörper 70 mit der Montagehalterung 71 an dem vorderen Ende des Arms des Roboters 7 an der Vorrichtung 100 montiert.
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In diesem Zustand wird in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Drehtisch 13 der Spannvorrichtungseinheit 10 in 90 Grad Intervallen gedreht, um zu einer Heimatposition zurückzukehren.
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In diesem Fall kann sich der Drehtisch 13 um die Drehwelle 23 des Grundrahmens 11 drehen, indem die Unterseite des Drehtisches 13 in rollenden Kontakt mit den Rollenelementen 25 des Grundrahmens 11 ist.
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In diesem Fall kann in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch die an jedem der Eckabschnitte des Drehtisches 13 montierte Begrenzungsrolle 27 und den an jedem der Eckabschnitte des Grundrahmens 11 montierten Stopper 41 der Drehwinkel auf 90 Grad eingeschränkt werden.
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Auf Drehen des Drehtisches 13 wird im Fall, dass der Drehtisch 13 um 90 Grad gedreht wird, im Einzelnen die Begrenzungsrolle 27 mit der Halteaussparung 53 in dem Begrenzungsblock 45 des Stoppers 41 gekoppelt.
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In diesem Fall bewegt sich der Begrenzungsblock 45, der von dem fixierten Block 43 durch die Führungsstangen 55 gestützt wird, nach hinten und überwindet die Elastikkraft der Feder 49 aufgrund des Eingriffs mit der Begrenzungsrolle 27.
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Indem sich die Begrenzungsrolle 27 mit der Halteaussparung 53 in dem Begrenzungsblock 45 verbindet, bewegt sich der Begrenzungsblock 45 infolge der Elastikkraft der Feder 49 nach vorne in eine ursprüngliche Position. In diesem Fall kann die Elastikkraft der Feder 49 durch Drehen des Justierungsknopfes 51 justiert werden, um den Begrenzungsblock 45 nach vorne/nach hinten zu bewegen.
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Schließlich kann in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Fall, dass sich der Drehtisch 13 dreht, die Drehposition des Begrenzungsblockes an den 90 Grad Intervallen eingeschränkt werden, da die Begrenzungsrolle 27 an dem Begrenzungsblock 45 des Stoppers 41 gehalten wird und außerdem die Elastikkraft von der Feder 49 auf den Begrenzungsblock 45 angewendet wird.
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Wie zuvor beschrieben wird in einem Zustand, in dem der Drehtisch 13, der das Prüfobjekt 1 an den Spannvorrichtungsrahmen 15 eingespannt hat, zu einer vorbestimmten Position gemäß einem Prüfungspunkt des Prüfobjektes 1 gedreht wird, in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Revolverkörper 70 mit dem Roboter 7 zum bearbeiteten Abschnitt (ein zu prüfender Abschnitt) des Prüfobjektes 1 hin bewegt.
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In diesem Schritt wird in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Revolverkörper 70 durch Antrieb des Schrittmotors 73 gemäß dem bearbeiteten Abschnitt des Prüfobjektes 1 um den festgelegten Winkel gedreht, um einen der Bildköpfe 81, 82 und 83, der an den bearbeiteten Abschnitt angepasst ist, nahe dem bearbeiteten Abschnitt zu setzen.
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Bezugnehmend auf die 7 bis 9 können dann in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die innere/äußere Montagefläche (bearbeiteten Oberflächen), die innere Oberfläche des Lochs und die innere Oberfläche der Bohrung des Prüfobjektes 1 mit den entsprechenden Bildköpfen 81, 82 und 83 bild(lich) aufgenommen werden.
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Zum Beispiel können in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die inneren/äußeren Montageflächen des Prüfobjektes 1 mit dem ersten Bildkopf 81 wie in 7A gezeigt bild(lich) aufgenommen werden, die innere Oberfläche des Lochs des Prüfobjektes 1 kann mit dem zweiten Bildkopf 82 wie in 7B Sicht bild(lich) aufgenommen werden und die innere Oberfläche der Bohrung des Prüfobjektes 1 kann mit dem dritten Bildkopf 83 wie in 7C gezeigt bild(lich) aufgenommen werden.
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In diesem Fall kann jeder der Bildköpfe 81, 82 und 83 den bearbeiteten Abschnitt in einem Zustand, in dem durch Verwendung der Beleuchtungseinheit 89 ein Licht zum bearbeiteten Abschnitt (ein zu prüfender Abschnitt) des Prüfobjektes 1 geführt wird, mit der Kameraeinheit 87 bild(lich) aufnehmen.
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Auf das Bild-Aufnehmen des bearbeiteten Abschnittes des Prüfobjektes 1 mit den Bildköpfen 81, 82 und 83 werden die durch die Bildköpfe 81, 82 und 83 erhaltenen Bilddaten zur Steuervorrichtung 90 übermittelt.
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Dann speichert die Steuervorrichtung 90 die Bilddaten temporär, vergleicht und analysiert die Bilddaten mit Bezugsdaten, gewinnt Fehlerdaten der bearbeiteten Abschnitte des Prüfobjektes 1 und bestimmt, ob der bearbeitete Abschnitt des Prüfobjektes 1 bezüglich der Fehlerdaten fehlerhaft ist oder nicht.
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Die Steuervorrichtung 90 zeigt die Fehlerdaten der bearbeiteten Abschnitte und die Tatsache, ob der bearbeitete Abschnitt aufgrund der Fehlerdaten fehlerhaft ist oder nicht, auf dem Anzeigemittel 95 an.
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Schließlich können in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Qualitätsfehler der bearbeiteten Abschnitte des Prüfobjektes 1, wie z. B. eine dreidimensionale komplizierte Form des Getriebegehäuses, automatisch einer Gesamtprüfung unterzogen werden.
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Folglich kann die Vorrichtung 100 zur Qualitätsprüfung eines Kraftfahrzeugbauteils gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, aufweisend den Multi-Bildkopf vom Revolvertyp, der den durch den Schrittmotor 73 gedrehten Revolverkörper 70 hat, und mit der Mehrzahl der radial daran montierten Bildköpfe 81, 82 und 83, die inneren/äußeren Montageflächen (bearbeiteten Oberflächen), die innere Oberfläche des Lochs und eine innere Oberfläche der Bohrung des Prüfobjektes 1 mit den entsprechenden Bildköpfen 81, 82 und 83 durch Drehen des Revolverkörpers 70 prüfen.
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Schließlich kann in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von für die Qualitätsprüfung erforderlichen Robotern reduziert werden und die Roboter-automatische-Prüfung des Prüfobjektes 1 kann selbst in einem kleinen Raum durchgeführt werden, da verschiedene bearbeitete Abschnitte des Prüfobjektes 1, welches eine dreidimensionale komplizierte Form hat, mit dem Multi-Bildkopf vom Revolvertyp durch Verwendung eines Roboter-Sets 7 automatisch bild-geprüft werden kann.
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Folglich kann in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Roboter-automatische-Prüfung des Prüfobjektes 1 selbst in einem kleinen Raum durchgeführt werden, eine Anfangsinvestition kann reduziert werden, die Effizienz der Roboter-automatischen-Prüfung kann verbessert werden und ein Zyklustyp der Qualitätsprüfung kann reduziert werden, da die Anzahl der für die Qualitätsprüfung erforderlichen Roboter reduziert werden kann.
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Zwecks Einfachheit in der Erläuterung und genauer Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer” oder „unterer” usw. zur Beschreibung der Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen verwendet, wie sie in den Figuren dargestellt sind.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und dadurch dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2013-0081600 [0001]
