DE4313829A1 - Vorrichtung zum Prüfen von Formteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von Formteilen mit Köpfen und Schäften, insbesondere Schrauben und Nieten, wobei die Formteile mit den Köpfen auf einer Fördereinrichtung aufliegend mit herunterhängenden Schäften durch den Aufnahmebereich mindestens einer Videokamera gefördert werden, die von oben auf die Köpfe oder von der Seite auf die Formteile gerichtet ist, und wobei von der Videokamera erzeugte Videosignale einer Bildverarbeitungseinrichtung zugeführt werden.

Bei einer bekannten Fördereinrichtung für diesen Zweck (DE 38 21 393 A1) wird eine in einer horizontalen Ebene liegende Drehscheibe verwendet, welche über den Umfang verteilt Ausnehmungen zur Aufnahme der zu prüfenden Formteile aufweist, wobei die Köpfe am Rand der Ausnehmungen auf der Drehscheibe aufliegen und die Schäfte durch die Ausnehmungen herunterhängen. Zur weiteren Führung ist dabei eine die Drehscheibe teilweise umschließende Führungsschiene vorgesehen.

Bei der Förderung der zu prüfenden Formteile ist ein Übergang von einer Zuführeinrichtung auf eine durch den Aufnahmebereich der Videokamera führenden Fördereinrichtung und der Übergang von dieser Fördereinrichtung in eine Separiereinrichtung nicht ganz unproblematisch. Durch Hängenbleiben der Formteile kann es beispielsweise zu Betriebsstörungen kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Prüfen von Formteilen mit Köpfen und Schäften, insbesondere Schrauben und Nieten, derart auszubilden, daß eine sichere Förderung der zu prüfenden Formteile von einer Zuführeinrichtung durch den Aufnahmebereich der Videokamera bis hin zur Separiereinrichtung zuverlässig in einfacher Weise gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fördereinrichtung aus zwei parallelen Schienen besteht, die einen Abstand voneinander aufweisen, der dem Durchmesser der Schäfte zuzüglich einer für die Bewegung der Formteile erforderlichen Toleranz entspricht, daß die Formteile einem ersten Ende der Schienen zuführbar sind und daß am zweiten Ende der Schienen eine Separiereinrichtung vorgesehen ist.

Zur Bewegung der Formteile auf den Schienen können eine oder mehrere der im folgenden genannten Weiterbildungen angewendet werden. Eine dieser Weiterbildungen besteht darin, daß die Schienen in Bewegungsrichtung der Formteile geneigt sind.

Bei einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung, bei welcher die Neigung der Schienen zwischen 20° und 30° gegenüber der Horizontalen beträgt, ergibt sich für viele Anwendungsfälle eine für die Aufnahme durch die Videokamera geeignete Geschwindigkeit der Formteile ohne die Gefahr, daß Formteile auf den Schienen stehenbleiben.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines Luftstromes in Bewegungsrichtung der Formteile zwischen dem ersten Ende der Schienen und dem Aufnahmebereich der Videokamera vorgesehen ist. Dieses hat neben einer Unterstützung der Bewegung der Formteile im allgemeinen auch den Vorteil, daß durch die mit dem Luftstrom erzielte Beschleunigung der Formteile eine Vereinzelung der zugeführten Formteile stattfindet. Dieses sichert wiederum einen zur Aufnahme jeweils nur eines Formteils erforderlichen Mindestabstand. Gemäß einer anderen Weiterbildung kann auch vorgesehen sein, daß die Schienen mit einem Vibrator verbunden sind.

Eine Auswertung des von der Videokamera aufgenommenen Bildes ist im Falle der Anwendung von Gegenlicht häufig wesentlich genauer. Hierzu dient eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die darin besteht, daß die Schienen mindestens in einem vom Aufnahmebereich der Videokamera erfaßten Teilbereich aus lichtdurchlässigem Werkstoff bestehen.

Durch die Bewegung der Schrauben auf der Oberfläche der lichtdurchlässigen Schienenteile entstehen mit der Zeit Kratzspuren, auch wenn diese aus einem relativ harten Werkstoff hergestellt sind, wie beispielsweise Glas. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform dieser Weiterbildung ist daher vorgesehen, daß die an sich aus Metall bestehenden Schienen im Teilbereich Aussparungen aufweisen, in die lichtdurchlässige Schienenteile einsetzbar sind. Diese Schienenteile können sowohl transparent als auch matt lichtdurchlässig sein.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei an sich feststehende Schienen verwendet werden, ist ein Übergang von diesen Schienen auf eine innerhalb einer Separiereinrichtung vorhandene Fördereinrichtung, beispielsweise weitere Schienen, nicht erforderlich. Zur Trennung der Gut-Teile von den Schlecht-Teilen ist bei einer Ausführungsform der Erfindung daher vorgesehen, daß die Separiereinrichtung von schaltbaren Luftdüsen im Bereich des zweiten Endes der Schienen gebildet ist, wobei durch die Luftdüsen die Formteile in verschiedene Auffangbehälter geblasen werden.

Hierbei kann vorgesehen sein, daß eine der schaltbaren Luftdüsen in Bewegungsrichtung der Formteile gerichtet ist und daß mindestens eine weitere schaltbare Luftdüse quer zur Bewegungsrichtung der Formteile gerichtet ist und das Formteil erfaßt, wenn es bereits die Schienen verlassen hat.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Separiereinrichtung im Bereich des zweiten Endes der Schienen dadurch gebildet wird, daß sich eine der Schienen parallel zur Längsrichtung der Schäfte nach unten erweitert, daß die erweiterte Schiene in Bewegungsrichtung der Formteile derart verdreht ist, daß die Formteile sowohl mit dem Schaft als auch mit einem Teil des Kopfes auf der erweiterten Schiene aufliegen, daß die erweiterte Schiene über das zweite Ende der anderen Schiene hinausragt und daß in demjenigen über die andere Schiene hinausragenden Teil der erweiterten Schiene, auf dem die Schäfte aufliegen, mindestens eine schaltbare Luftdüse angeordnet ist.

Sollte im Einzelfall das Auswerfen eines Formteils nicht mit einer dieser schaltbaren Luftdüsen möglich sein, so kann bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen sein, daß jeweils eine weitere schaltbare Luftdüse im Bereich des Kopfes des von der schaltbaren Luftdüse erfaßten Formteils angeordnet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Separiereinrichtung und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Separiereinrichtung.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der aus einer Vereinzelungseinrichtung 1 zu prüfende Schrauben 2 einer Fördereinrichtung zugeführt werden, die aus zwei abwärts geneigten Schienen 3, 4 besteht. Um den Abstand der Schrauben 2 zu vergrößern, kann im Anfangsbereich der Fördereinrichtung eine Luftdüse 5 vorgesehen sein, die einen Luftstrom in Bewegungsrichtung der Schrauben erzeugt.

Im Aufnahmebereich einer Videokamera 6 befinden sich in den Schienen 3, 4 lichtdurchlässige Schienenteile 7, 8, die derart in die Schienen 3, 4 eingesetzt sind, daß sowohl die Oberseite, also die Lauffläche für die Köpfe der Schrauben 2, als auch die in Richtung auf die Schäfte der Schrauben 2 gerichteten Kanten keine Absätze aufweisen, so daß die Schrauben ungehindert von den Schienen auf die transparenten Schienenteile und wieder auf die Schienen gleiten können. Falls durch Abrieb die Oberflächen der Schienenteile 7, 8 den optischen Anforderungen nicht mehr genügen sollten, können sie in einfacher Weise gegen neue Schienenteile ausgetauscht werden.

Zur Aufnahme der zu prüfenden Schrauben 2 im Gegenlicht ist eine flächenhafte Beleuchtungseinrichtung 9 vorgesehen, die vorzugsweise aus einem Raster von Leuchtdioden besteht, welche zur Erzielung von Lichtblitzen impulsartig angesteuert werden können. Ergänzend ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Auflichtbeleuchtungseinrichtung 10 in unmittelbarer Nähe des Objektivs 11 der Videokamera 6 vorgesehen. Die durch die Aufnahme entstehenden Videosignale werden einer Bildverarbeitungseinrichtung 12 zugeleitet, die mit einem Steuerrechner 13 verbunden ist. Bei den bekannten Vorrichtungen ist häufig eine weitere Videokamera vorgesehen, welche die Schrauben seitlich aufnimmt. Auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine weitere Videokamera verwendet werden. Der Übersichtlichkeit halber ist jedoch eine solche in Fig. 1 nicht dargestellt.

Außer der Bildverarbeitungseinrichtung 12 und der Beleuchtungseinrichtung 9 sind an den Steuerrechner 13 noch eine Separiereinrichtung 14, die am unteren Ende der Schienen 3, 4 angeordnet ist, und ein Sensor 15 angeschlossen, welcher dem Steuerrechner 13 meldet, wenn die zu prüfende Schraube 2, die für die Aufnahme vorgesehene Position erreicht. Dann wird vom Steuerrechner 13 ein Lichtblitz ausgelöst, der eine Aufnahme der Schraube 2 zur Folge hat. Aus den durch die Aufnahme entstandenen Videosignalen werden in der Bildverarbeitungseinrichtung 12 relevante Daten, wie beispielsweise der Kopfdurchmesser und die Lage des Schaftes gewonnen, und im Steuerrechner 13 mit Solldaten verglichen. In Abhängigkeit von diesem Vergleich wird dann die Separiereinrichtung 14 derart gesteuert, daß die für gut befundenen und die als Ausschuß betrachteten Schrauben in verschiedene Behälter geleitet werden.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Separiereinrichtung, bei welcher im unteren Bereich der Schienen 3, 4 eine in Bewegungsrichtung weisende Luftdüse 21 angeordnet ist. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Magnetventils kann die Luftdüse 21 vom Steuerrechner 13 (Fig. 1) gesteuert werden. Erreicht beispielsweise eine für gut befundene Schraube den Endbereich der Schienen 3, 4, so wird sie mit Hilfe eines Luftstoßes aus der Luftdüse 21 beschleunigt und landet in einem Behälter 22. Erreicht jedoch eine nicht den Anforderungen entsprechende Schraube den Endbereich der Schienen 3, 4, fällt sie am Ende der Schienen herunter und wird von einer weiteren schaltbaren Luftdüse 23, die in diesem Moment vom Steuerrechner 13 (Fig. 1) eingeschaltet wird, in einen Behälter 24 für Schlecht-Teile geblasen.

Einrichtungen zum Betrieb der schaltbaren Luftdüsen, insbesondere Zuleitungen, Drucklufterzeuger und elektrisch betätigbare Ventile, sind an sich bekannt und brauchen zum Verständnis der Erfindung nicht näher erläutert zu werden.

Im Endbereich der Schienen 3, 4 angeordnete Sensoren, welche Signale an den Steuerrechner 13 zur Bestimmung des genauen Schaltzeitpunktes der Luftdüsen 21 bzw. 23 liefern, sind in Fig. 2 nicht dargestellt. Die Vorrichtung nach Fig. 2 ermöglicht in einfacher Weise die Anordnung einer weiteren Luftdüse, welche die Schrauben in entgegengesetzter Richtung wie die Luftdüse 23 in einen weiteren nicht dargestellten Behälter bläst. Dadurch wird eine Sortierung der zu prüfenden Schrauben in drei Klassen ermöglicht.

Ein zweites Ausführungsbeispiel einer Separiereinrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch eine besondere Gestaltung der Schiene 4′ aus. In Bewegungsrichtung der Schrauben 2 gesehen, wird zunächst die Schiene 4′ bei 25 nach unten erweitert - das heißt, parallel zur Längsrichtung der Schäfte der Schrauben 2, so daß die Schiene 4′ dann ein rechtwinkliges Profil aufweist. Die Schiene 4′ ist dann im weiteren Verlauf derart verdreht, daß die Köpfe und die Schäfte der Schrauben 2 jeweils auf einem Schenkel 26, 27 der Schiene aufliegen. Eine Führung durch die Schiene 3 ist dann nicht mehr erforderlich, weshalb die Schiene 4′ über die Schienen 3 hinausragt. In demjenigen Schenkel 26 der Schiene 4′, auf dem die Schäfte aufliegen, sind Löcher 28, 29 vorgesehen, die als Luftdüsen dienen. Ferner sind Sensoren 30, 31 angeordnet, die ein Signal an den Steuerrechner 13 (Fig. 1) abgeben, wenn sich eine Schraube 2 über dem jeweiligen Loch 28, 29 befindet. Soll dann die Schraube von der Schiene 4′ entfernt und in einen zugehörigen Auffangbehälter 32, 33 geblasen werden, wird von dem Steuerrechner 13 in diesem Augenblick ein Luftstoß eingeschaltet. Schrauben, die nicht entfernt werden sollen, laufen bis zum Ende der Schiene und fallen dort in einen weiteren Auffangbehälter 34. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist eine Separierung der Schrauben in beliebig viele Klassen in einfacher Weise dadurch möglich, daß die Schiene 4′ entsprechend lang ausgebildet ist und entsprechend viele Luftdüsen vorgesehen werden.

Sollte im Einzelfall der von den Luftdüsen 28, 29 ausgehende Luftstrom nicht zu einem Auswerfen der Schrauben genügen, so können im Bereich der Köpfe weitere Luftdüsen 35, 36 vorgesehen sein, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Aufkantung 37 der Schiene 4′ angeordnet sind.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Prüfen von Formteilen mit Köpfen und Schäften, insbesondere Schrauben und Nieten, wobei die Formteile mit den Köpfen auf einer Fördereinrichtung aufliegend mit herunterhängenden Schäften durch den Aufnahmebereich mindestens einer Videokamera gefördert werden, die von oben auf die Köpfe oder von der Seite auf die Formteile gerichtet ist, und wobei von der Videokamera erzeugte Videosignale einer Bildverarbeitungseinrichtung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung aus zwei parallelen Schienen (3; 4, 4′) besteht, die einen Abstand voneinander aufweisen, der dem Durchmesser der Schäfte zuzüglich einer für die Bewegung der Formteile (2) erforderlichen Toleranz entspricht, daß die Formteile (2) einem ersten Ende der Schienen zuführbar sind und daß am zweiten Ende der Schienen eine Separiereinrichtung (14) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen in Bewegungsrichtung der Formteile (2) geneigt sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Schienen (3; 4, 4′) zwischen 20° und 30° gegenüber der Horizontalen beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (5) zur Erzeugung eines Luftstromes in Bewegungsrichtung der Formteile (2) zwischen dem ersten Ende der Schienen (3, 4) und dem Aufnahmebereich der Videokamera (6) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (3, 4) mit einem Vibrator verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (3, 4) mindestens in einem vom Aufnahmebereich der Videokamera (6) erfaßten Teilbereich (7, 8) aus lichtdurchlässigem Werkstoff bestehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich aus Metall bestehenden Schienen (3, 4) im Teilbereich Aussparungen aufweisen, in die lichtdurchlässige Schienenteile (7, 8) einsetzbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Separiereinrichtung von schaltbaren Luftdüsen (21, 23; 28, 29, 35, 36) im Bereich des zweiten Endes der Schienen (3; 4, 4′) gebildet ist, wobei durch die Luftdüsen die Formteile in verschiedene Auffangbehälter (22, 24; 32, 33, 34) geblasen werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der schaltbaren Luftdüsen (21) in Bewegungsrichtung der Formteile (2) gerichtet ist und daß mindestens eine weitere schaltbare Luftdüse (23) quer zur Bewegungsrichtung der Formteile gerichtet ist und das Formteil (2) erfaßt, wenn es bereits die Schienen (3, 4) verlassen hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Separiereinrichtung im Bereich des zweiten Endes der Schienen (3, 4′) dadurch gebildet wird, daß sich eine der Schienen (4′) parallel zur Längsrichtung der Schäfte nach unten erweitert, daß die erweiterte Schiene (4′) in Bewegungsrichtung der Formteile derart verdreht ist, daß die Formteile (2) sowohl mit dem Schaft als auch mit einem Teil des Kopfes auf der erweiterten Schiene (4′) aufliegen, daß die erweiterte Schiene über das zweite Ende der anderen Schiene (3) hinausragt und daß in demjenigen über die andere Schiene hinausragenden Teil (26) der erweiterten Schiene (4′), auf dem die Schäfte aufliegen, mindestens eine schaltbare Luftdüse (28, 29) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere schaltbare Luftdüse (35, 36) im Bereich des Kopfes des von der schaltbaren Luftdüse (28, 29) erfaßten Formteils (2) angeordnet ist.