DE19535977C2 - Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Dichtringen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Qualitätsprü­ fung von Dichtringen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 31 23 184 C2 be­ kannt. Die Zuführung der Radialwellen-Dichtringe zur Prüf­ station erfolgt hier durch einen Vibrationsförderer als Zu­ führeinrichtung mit einer geneigten Schiene, auf der die Radialwellen-Dichtringe der Schwerkraft folgend nach unten rutschen und schließlich am unteren Ende der Schiene von einem Sauggreifer erfaßt werden, der durch zwei Pneumatik­ zylinder bewegt wird und die Dichtringe jeweils einzeln in der Prüfstation anordnet. Nachteilig an dieser aus der DE 31 23 184 C2 bekannten Vorrichtung ist zum einen, daß die Positionierungseinheit für die Dichtringe zwei Pneumatikzy­ linder benötigt, um die von der Zuführeinrichtung angelie­ ferten Dichtringe in der Prüfstation zu positionieren. Zum anderen werden die von der Zuführeinrichtung angelieferten Dichtringe bei dieser bekannten Vorrichtung von oben mit­ tels des Sauggreifers erfaßt, was bei unsauberen Oberflä­ chen der Dichtringe im Extremfall zu einem Herunterfallen der Dichtringe führen kann.

Aus der DE 39 17 076 A1 ist eine Prüfvorrichtung für Dicht­ ringe bekannt, bei der die Prüfung optisch erfolgt, indem eine CCD-Kamera Bilder der Dichtringe aufnimmt, die dann analysiert werden, um schadhafte von einwandfreien Dicht­ ringen zu unterscheiden. In Abhängigkeit von dem Prüfungs­ ergebnis wird dann eine Auswurfeinheit zur Entnahme der Dichtringe und zur Trennung der einwandfreien von den feh­ lerhaften Dichtringen angesteuert. Die Positionierung der einzelnen Dichtringe im Bereich der CCD-Kamera erfolgt hierbei, indem die Dichtringe jeweils einzeln auf einen Ko­ nusdorn aufgespannt werden, der dann durch ein Steuerrohr axial nach oben gezogen wird, bis sich der Dichtring im Be­ reich der CCD-Kamera befindet. Nachteilig an dieser bekann­ ten Prüfvorrichtung ist jedoch die relativ aufwendige Posi­ tionierung und Entnahme der einzelnen Dichtringe.

Aus der DE 36 41 862 A1 ist eine Vorrichtung zur automati­ schen, optischen Prüfung von O-Ringen bekannt. Aus der DE 31 35 275 C2 und aus der DE 33 45 054 A1 ist jeweils eine Vorrichtung zur optischen Prüfung von Radialwellen-Dicht­ ringen bekannt.

Ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Vorrichtung derart weiterzubilden, daß in ihr die Positio­ nierung der einzelnen Dichtringe im Brennpunkt des Senso­ rensystems möglichst einfach und betriebssicher erfolgt.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die einzige Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel einer Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Dichtrin­ gen nach der Erfindung. In Übereinstimmung mit der Fig. 1 wird die Vorrichtung zur Qualitätsprüfung zur Einführung eines Qualitätsprüfungssystems verwendet. Das Qualitätsprü­ fungssystem dient zur Qualitätskontrolle von Dichtringen 1, wie sie als Abdichtungselemente für die Achsen von Kraft­ fahrzeugen im allgemeinen und von anderen Maschinen verwen­ det werden, und die im wesentlichen aus einem Gummiring 2 bestehen, der in eine ringförmige, zur Montage bestimmte Karkasse 3 eingefügt ist. Der Gummiring verfügt über zahl­ reiche, für den abdichtenden Effekt verantwortliche De­ tails, wie beispielsweise Hauptdichtungslippen 4, Staub­ schutzdichtungslippen 5, hydrodynamische Abdichtungsfurchen 6 und andere.

Die Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Dichtringen ist also im wesentlichen zusammengesetzt aus einer Förderein­ richtung 10 für die prüfenden Dichtringe 1, einem damit verbundenen Sensorensystem 80, welches Bilder von der in Überprüfung befindlichen Dichtringen 1 aufnimmt, und einer daran angeschlossenen Computereinheit mit zugehöriger Soft­ ware 90, der die von dem Sensorensystem 80 aufgenommenen Bilder empfängt, mit Hilfe eines geeigneten Algorithmus analysiert und die Fördereinrichtung 10 der Dichtringe 1 in dem Sinne steuert, daß letztere als einwandfrei befunden oder zurückgewiesen werden. Der daran angeschlossene Compu­ ter 90 ist so für die ganze logische Steuerung der Vorrich­ tung verantwortlich.

Bei der vorliegenden Verbesserung besteht die Förderein­ richtung 10 der Dichtringe aus einer Stützeinheit 11 für die zu prüfenden Dichtringe 1, an die folgende Teile ange­ baut sind: eine Zuführeinrichtung 20 für die zu prüfenden Dichtringe 1, eine Positionierungseinheit 30, die die zu prüfenden Dichtringe 1 von der Zuführeinrichtung 20 emp­ fängt, und sie in der richtigen Lage in die Prüfstation 31 einsetzt, welche im Brennpunkt des Sensorensystems 80 liegt, und einer Auswurf- und Trennvorrichtung 70 für de­ fekte und einwandfreie Dichtringe 1, die die gerade geprüf­ ten Dichtringe 1 von der Positionierungseinheit 30 empfängt und die defekten Dichtringe 1 von den einwandfreien trennt, wobei die gesamte Vorrichtung von der angeschlossenen Com­ putereinheit 90 gesteuert wird.

Die Zuführeinrichtung 20 der zu prüfenden Dichtringe 1 be­ steht aus einer geneigten Zuführungsschiene 21, die an die Stützeinheit 11 angebaut ist, welche ihrerseits an einem höhergelegenen Ende eine Eingangsöffnung 22 für die zu prü­ fenden Dichtringe 1 aufweist, von wo aus sich diese auf­ grund der Schwerkraft in der Schiene nach unten bewegen. In einem Teilstück, das tiefer liegt als die Öffnung, verfügt die genannte geneigte Schiene 21 über eine Dosiereinrich­ tung 23, die die zu prüfenden Dichtringe 1, einen nach dem anderen, einer tiefer gelegenen Ausgangsöffnung 24 der Schiene 21 zuführt, welche in eine Zuführungsbox 32 für die Dichtringe 1 übergeht, welche in der Prüfstation 31 unter­ sucht werden sollen.

Die Positionierungseinheit 30 der zu prüfenden Dichtringe 1 ist aus der Zuführungsbox 32 aufgebaut, die sich durch eine Schubkraft, die vorzugsweise durch einen Druckluftzylinder 33 vermittelt wird, der sich auf einem geradlinigen Zufüh­ rungsweg "CA" verschieben läßt, welcher sich von der Posi­ tion unterhalb der Ausgangsöffnung 24 der geneigten Zufüh­ rungsschiene 21 bis zur Prüfstation 31 erstreckt, und der genannten Prüfstation 31, die aus einem durch die Stützein­ heit 31 begrenzten Raum besteht. Die Prüfstation 31 liegt im Brennpunkt des Sensorensystems 80 und enthält eine Grup­ pe von Rollen, die die zu prüfenden Dichtringe umgeben und berühren und dazu bestimmt sind, diese während der Prüfung um ihre geometrische Achse zu drehen, damit der gesamte Um­ fang der Dichtringe 1 nach und nach von dem Sensorensystem 80 beobachtet werden kann.

Die Gruppe der bewegenden Rollen besteht aus drei in Form eines imaginären Dreieckes ausgerichteten Rollen, nämlich einer durch einen Schrittmotor 35 bewegten Rolle 34, einer zweiten losen Rolle 36 und einer dritten losen Rolle 37. Die erste bewegende Rolle 34 und die zweite lose Rolle 36 sind auf beweglichen Stützen montiert (nicht abgebildet), so daß sie sich zwischen zwei Winkelpositionen bewegen kön­ nen, nämlich einer ersten Extremposition "A" der Bewegung ds zu prüfenden Dichtrings 1, wo besagte Rollen 34 und 36 in der Prüfstation 31 die zu prüfenden Dichtringe 1 berüh­ ren und gekreuzt angeordnet sind in Bezug auf den Zufüh­ rungsweg "CA" der Zuführungsbox 32 der zu prüfenden Dicht­ ringe 1, und ein Dichtring näher an dem anderen liegt mit einem Abstand "d", der kleiner ist als der Durchmesser der zu prüfenden Dichtringe 1, und einer zweiten Extremposition "B" der Zuführung eines zu prüfenden Dichtringes 1, in der sich die Rollen 34 und 36 außerhalb der Zuführungsbox 32 aufhalten, und gekreuzt angeordnet sind in Bezug auf den Zuführungsweg "CA" der Zuführungsbox 32 der zu prüfenden Dichtringe 1, und einer weiter entfernt ist von dem anderen mit einem Abstand "D", der größer ist als der Durchmesser der zu prüfenden Dichtringe 1, da die Rollen 34 und 36 von der ersten zur zweiten Position und zurück zur ersten be­ wegt werden durch eine beliebige Einrichtung, die von der angeschlossenen Computereinheit 90 gesteuert wird oder nicht.

Die dritte lose Rolle 37 ist auf einen Gelenkarm 38 mon­ tiert, der sich zwischen zwei Positionen hin und her be­ wegt, nämlich einer ersten Extremposition "A" der Bewegung der zu prüfenden Dichtringe 1, in der sich die Rolle 37 in­ nerhalb der Prüfstation 31 aufhält und den zu prüfenden Dichtring berührt, und einer zweiten Extremposition "B" der Zuführung eines zu prüfenden Dichtringes 1, in der sich die Rolle 37 außerhalb der Prüfstation 31 befindet, wobei die genannten Bewegungen von der angeschlossenen Computerein­ heit 90 gesteuert werden.

Zu der Positionierungseinheit 30 der zu prüfenden Dichtrin­ ge 1 gehört ein paralleles und justierbares Führungspaar 39, welches an die Stützeinheit 11 angebaut ist, und das auf dieser einen geraden Ausgangsweg "CS" für einen gerade geprüften Dichtring 1 beschreibt, der dem Zuführungsweg "CA" entgegen gerichtet ist und sich zwischen der Prüfungs­ station 31 und der Öffnung 71 der Auswurf- und Trennvor­ richtung 70 der Dichtringe mit und ohne Defekte erstreckt, und auf dem ein gerader geprüfter Dichtring 1 durch die Zu­ führungsbox 32 wegbewegt wird.

Die Auswurf- und Trennvorrichtung 70 der Dichtringe mit und ohne Defekte besteht aus einer geneigten Auswurfrinne 72, deren oberes Ende an die Öffnung 71 anschließt, von welcher aus die gerade geprüften Dichtringe 1 sich aufgrund der Schwerkraft herausbewegen. Am unteren Ende der Auswurfrinne 72 verzweigt sich der Ausgang folgendermaßen: in einen Aus­ gang 73 für Dichtringe 1 mit Defekt und einen Ausgang 74 für Dichtringe 1 ohne Defekt. In dieser in die Ausgänge 73 und 74 führenden Verzweigung arbeitet ein Umleitschieber 75, der von der angeschlossenen Computereinheit 90 gesteu­ ert wird, so daß, wenn ein Ausgang geschlossen wird, der andere geöffnet bleibt entsprechend dem Ergebnis der von der besagten Computereinheit 90 in Bezug auf die gerade ge­ prüften und zur Freigabe durch die Prüfvorrichtung bereiten Dichtringe 1 durchgeführten Prüfung.

Die Stützeinheit 11 kann vertikal (leicht geneigt) oder ho­ rizontal angeordnet werden, worauf dann die Zuführungsein­ heit 20 und die Auswurf- und Trennvorrichtung 70 im wesent­ lichen koplanar bzw. orthogonal in Bezug auf die Stützein­ heit 11 zu liegen kommen.

In Ergänzung zu der Fördereinrichtung 10 der Dichtringe ist die Einführung eines elektronischen Schaltkreises und elek­ tromechanischer Vorrichtungen geplant, die von der ange­ schlossenen Computereinheit 90 gesteuert und für die Logik der Bewegung der verschiedenen Teile der Fördereinrichtung verantwortlich sein werden.

Das Sensorensystem 80 umfaßt die eigentlichen Sensoren von hoher Auflösung 81 und die Beleuchtungsvorrichtungen 82, die in regulierbarer Weise mit Hilfe von regulierbaren Ar­ men auf die Stützeinheit 11 aufgebaut sind und die Prüfsta­ tion 31 beobachten; die genannten Sensoren 81 sind mit der angeschlossenen Computereinheit 90 über einen analogen Übertragungsschaltkreis verbunden und die Sensoren 81 und die Beleuchtungseinrichtungen 82 können in Bezug auf ihre Anzahl - in Abhängigkeit der vom Benutzer gewünschten Kon­ figuration - an größere und kleinere zu untersuchende Flä­ chen angepaßt werden.

Die Computereinheit 90 setzt sich zusammen aus der eigent­ lichen Recheneinheit 91, die das Programm mit dem für die Analyse der Dichtringe verantwortlichen Algorithmus ent­ hält, einem hochauflösenden Bildschirm 92, einer Tastatur 93, einer Bilddigitalisierungskarte 94 mit darauf angepaß­ ter spezifischer Software.

Die dieser Konstruktion entsprechende Vorrichtung funktio­ niert wie folgt:

Der Prüfer, der die angeschlossene Computereinheit 90 be­ dient, wählt in der Software unter Benutzung des Menüs die Option "Prüfung der Dichtringe".

Die Vorrichtung schaltet automatisch in den Prüfmodus.

Der Prüfer oder irgendeine geeignete Vorrichtung, die an die Produktionslinie angeschlossen ist, lädt die Zufüh­ rungsvorrichtung 20 mit den zu prüfenden Dichtringen 1, welche aufgrund der Schwerkraft und mit Hilfe der Dosier­ einrichtung 23 einer nach dem anderen in die Zuführungsbox 32 gelangen.

Die Zuführungsbox 32, die einen zu prüfenden Dichtring ent­ hält, bewegt sich auf dem Zuführungsweg für Dichtringe "CA" von der Öffnung 24 der Zuführungsschiene 21 bis zu der Prüfstation 31.

Wenn der Dichtring 1 zur Prüfbox 31 gelangt, bewegen sich die Bewegungsrollen 34, 36 und 37 in der zweiten Extrempo­ sition "B" der Zuführung der Dichtringe in die erste Ex­ tremposition "A" der Bewegung des zu prüfenden Dichtringes. In der Prüfstation 31 wird der Dichtring 1 von den Bewe­ gungsrollen 34, 36 und 37 um sich selbst gedreht und sein gesamter Umfang läuft durch den Brennpunkt des Sensors (der Sensoren) 81 und die aufgenommenen Bilder werden als Ana­ logsignale an die Digitalisierungskarte 94 der angeschlos­ senen Computereinheit 90 übertragen.

Die angeschlossene Computereinheit 90 erzeugt Bilder des zu überprüfenden Dichtringes 1 auf den Bildschirm 92 und stellt mit Hilfe des geeigneten Algorithmus einen Vergleich zwischen dem zu prüfenden Dichtring 1 und einem im Speicher der angeschlossenen Computereinheit 90 archivierten "idea­ len" Dichtring an, und stellt so fest, ob der zu prüfende Dichtring 1 Defekte aufweist oder nicht. In Abhängigkeit vom Ergebnis weist sie die Trennvorrichtung 70 an, den zu prüfenden Dichtring 1 durch den Ausgang 73 für Dichtringe mit Defekten oder durch den Ausgang 74 für Dichtringe ohne Defekte durch eine geeignete Bewegung des Umleiteschiebers 75 auszuwerfen.

Am Ende der Überprüfung des zu überprüfenden Dichtrings 1 wird dieser von einem weiteren zu überprüfenden Dichtring 1, der von der Zuführungsbox 32 eingebracht wird, angesto­ ßen und weitergeleitet, worauf sich dann der erste geprüfte Dichtring 1 auf den Ausgangsweg "CS" von der Prüfstation 31 zur Öffnung 71 der Auswurf- und Trennvorrichtung 70 bewegt, wo er aufgrund der Schwerkraft in die Auswurfrinne 72 ein­ tritt und die Vorrichtung über die Ausgänge 73 oder 74 ver­ läßt, gemäß dem Ergebnis der von der angeschlossenen Compu­ tereinheit 90 durchgeführten Prüfung. Direkt anschließend wiederholt sich der gesamte Zyklus mit dem neuen Dichtring 1, der eingeführt wird.

Das Überprüfungsverfahren mit der Vorrichtung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus den folgenden Schritten:

• 1. Zuführung der zu überprüfenden Dichtringe 1;
• 2. Überführung der zu prüfenden Dichtringe 1 in den Brennpunkt des hochauflösenden Sensorensystems 80;
• 3. innerhalb des Brennpunktes des Sensorensystems 80 Dre­ hung des zu prüfenden Dichtringes 1 um sich selbst;
• 4. Aufnahme der Bilder des zu prüfenden Dichtringes 1 mit Hilfe des Sensorensystems 80, und Übertragung der Ana­ logsignale an eine darauf angepaßte und spezifische Bilddigitalisierungseinheit 94, einer Computereinheit mit darauf abgestimmter Software 90;
• 5. Digitalisierung und Bearbeitung des Bildes 100 des zu überprüfenden Dichtringes 1 und Analyse/Vergleich des Bildes des zu prüfenden Dichtringes 1 mit einem im Speicher der angeschlossenen Computereinheit 90 archi­ vierten Bild eines idealen Dichtringes mit Hilfe eines geeigneten Algorithmus, und durchgeführt in der Digi­ talisierungseinheit 94 und der Recheneinheit 91 der Computereinheit 90;
• 6. Überführung eines geprüften Dichtringes aus dem Brenn­ punkt des Sensorensystems 80 und eines weiteren zu überprüfenden Dichtringes 1 in den Brennpunkt des Sen­ sorensystems 80;
• 7. Freigabe des geprüften Dichtringes 1 durch den Ausgang 73 für den zurückgewiesenen oder den Ausgang 74 für den als einwandfrei befundenen Dichtring 1, je nach­ dem, ob der Dichtring einen Defekt aufweist oder nicht.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Dichtringen (1), mit
einer Fördereinrichtung (10) für die zu überprüfenden Dichtringe (1),
einem Sensorensystem (80-83), das Bilder der zu überprüfen­ den Dichtringe (1) aufnimmt,
einem Computer (90-94) mit einer Software, der die gesamte Vorrichtung steuert und die mit Hilfe des Sensorensystems (80-83) aufgenommenen Bilder übernimmt, mit einem Algorith­ mus analysiert und die Fördereinrichtung (10) zur Trennung der einwandfreien von den fehlerhaften Dichtringen (1) an­ steuert,
einer Zuführeinrichtung (20-24) für die zu prüfenden Dicht­ ringe (1),
einer Prüfstation (31) zur Prüfung der Dichtringe (1), einer Positionierungseinheit (32-39), welche die zu prüfen­ den Dichtringe (1) von der Zuführeinrichtung (20-24) über­ nimmt und sie in der Prüfstation (31) ablegt,
einer Auswurfeinheit (70-74), welche die Dichtringe (1) von der Positionierungseinheit (32-39) übernimmt und die ein­ wandfreien von den fehlerhaften Dichtringen (1) trennt,
wobei die Fördereinrichtung (10) eine Stützeinheit (11) aufweist, auf der die Zuführeinrichtung (20-24), die Posi­ tionierungseinheit (32-39) und die Auswurfeinheit (70-74) aufgebaut sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Positionierungseinheit (32-39) zur Aufnahme jeweils eines Dichtrings (1) eine Zuführungsbox (32) aufweist, die sich durch einen Druckluftzylinder (33) angetrieben auf ei­ nem geradlinigen Zuführungsweg ("CA") verschieben läßt, wo­ bei sich der Zuführungsweg ("CA") von einer Position unter­ halb der Prüfstation (31) nach oben bis zur Prüfstation (31) erstreckt,
daß die Prüfstation (31) aus einem durch die Stützeinheit (11) begrenzten Raum besteht, der sich im Brennpunkt des Sensorensystem (80) befindet, und eine Gruppe von Rollen (34, 36, 37) enthält, die den zu prüfenden Dichtring (1) umgeben und berühren und während der Prüfung um seine geo­ metrische Achse drehen, damit der gesamte Umfang des zu prüfenden Dichtrings (1) nach und nach von dem Sensorensy­ stem (80) aufgenommen werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (20) aus einer geneigten Zuführ­ schiene (21) besteht, welche an ihrem oberen Ende eine Ein­ gangsöffnung (22) für die zu prüfenden Dichtringe (1) auf­ weist, von der aus sich diese aufgrund der Schwerkraft in der erwähnten geneigten Schiene (21) nach unten bewegen, welche in einem tieferliegenden Teil über eine Dosierein­ richtung (23) verfügt, die die zu prüfenden Dichtringe (1) einzeln einem tieferliegenden Ausgang (24) der Zuführschie­ ne (21) zuführt, welche in die Zuführungsbox (32) für die in der Prüfstation (31) zu prüfenden Dichtringe (1) über­ geht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von Rollen (34, 36, 37) aus drei Rollen be­ steht und die erste Rolle (34) und die zweite Rolle (36) auf beweglichen Stützen montiert sind und zwischen zwei ex­ tremen Winkelpositionen (A, B) bewegt werden können, wobei der Dichtring (1) in der ersten Winkelposition (A) von der ersten und der zweiten Rolle (34, 36) berührt wird, während sich die erste Rolle (34) und die zweite Rolle (36) in der zweiten Winkelposition (B) außerhalb der Zuführungsbox (32) befinden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Rolle (37) auf einem zwischen den zwei Ex­ trempositionen (A, B) hin und her bewegbaren Gelenkarm (38) montiert ist, wobei die dritte Rolle den Dichtungsring (1) in der ersten Extremposition (A) berührt, während sich die dritte Rolle (37) in der zweiten Extremposition (B) außer­ halb der Prüfstation befindet.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorensystem (80) die ei­ gentlichen Sensoren mit hoher Auflösung (81) und Beleuch­ tungsvorrichtungen (82) umfaßt.