CN102460093B - 用于快速检验精密零件的公差的设备 - Google Patents

Abstract

一种自动检查系统，其用于在1.5秒的平均周期时间内检查、分选和再压制可重新设定钥匙的锁芯中的锁闩、齿条和销、以及其他小的紧公差零件中的每一种。该检查系统包括高速气动分选阵列，该分选阵列可将零件重新定向到多个相机检查站、机械测量站、和/或压制站，以将测量和目视公差核查及分选组合。借助目视和机械测量检查的组合可识别出瑕疵，已被分选的零件被分选到三类容器中：等外品容器、合格品容器、和用于压制的部件的容器。本检查/分选系统能够核查低至0.00011811”的公差，且具有0.00005906的重复性。

Description

用于快速检验精密零件的公差的设备

相关申请的相互参考

本申请要求享有于2009年4月27日提交的序号为61/214,711的美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明涉及用于小型精密部件的检查机械，更具体地说，涉及一种光学和机械检查站，其能迅速分选和低到0.0001”的高水平公差核查(将厚度控制到非常严格的公差)并能压制(coining)成理想变形的、弯曲的或过大的部件。

发明内容

本发明是一种自动系统，其包括用于小公差检查的精密机械测量站(gauge stations)和光学检查站及用来修复弯曲的、变形的或过大(非常厚)的部件的压制站的组合。附加的机械测量站根据具体公差来检验被修复的部件。该系统的体系结构(architecture)适用于检查和修复任何具有小的或抛光表面特征的精密金属部件，尤其适用于检查和修复可重新设定钥匙的锁芯(rekeyable lock cylinder)的齿条(rack)和锁闩(locking bar)，以及适用于对其中的焊接销进行检查和分选。本发明的检查站允许在0.7至2.3秒的周期时间内对这些极小的部件进行部件公差检验，这能够潜在地将产品从110M部件/年(通过100％的人工检查)提升到借助自动检查和部件“压制”(修复)的275M部件/年。

压制是公知的精密冲压方法，其中工件受到足够大的压力以导致材料表面上的塑性流动。压制被用于制造用于所有工业中的部件，在本说明书中暗含通过大大减轻或改变细微的特征部以弥补缺陷而重新形成现存部件。因此，本系统是一种能够对小精密部件进行检测和弥补缺陷的大容量检查系统。

本发明的系统可包括目视检查站(一个或多个)、机械检查站(一个或多个)和压制站的各种组合以适用于各种产品部件。这些站是模块化的，因此，可以根据需求对齿条，销，和锁闩的每一种有不同的生产方案。该系统的速度可通过新颖的超高速气动分选/定位阵列来实现，该阵列能够使零件重新定向于各相机检查和机械测量检查站中，用于将测量和目视公差核查组合。

图1以背景技术的形式示出了常规的可重新设定钥匙的锁芯，其包括塞栓组件(plug assembly)14、锁芯本体12及保持夹16。塞栓组件14包括多个弹簧加载销113。塞栓组件14包括匙槽(keyway)开口52、重新设定钥匙的工具开口54和一对径向朝外延伸、用来接收防钻滚珠轴承60的通道56。运载子组件42包括运载件90、多个齿条92、轴颈于运载件90内的并被弹簧95偏压的弹簧加载锁闩94、及回动弹簧98。运载子组件42和塞栓本体14组合以形成可装配在锁芯本体12内的锁筒。

为了重新设定锁芯10，将有效钥匙插入匙槽52并将钥匙从起始位置逆时针或顺时针旋转大约90°。将记忆工具(learning tool)或其它尖端器械插入重新设定钥匙的工具开口54内并将其推动抵靠运载件90，以使运载件90平行于锁芯10的纵向轴线运动进入记忆模式。然后移除该有效钥匙，再将第二有效钥匙插入并顺时针或逆时针旋转。运载件90被回动弹簧98朝向塞栓组件14面偏压，导致齿条92与销113再次结合。每个齿条92包括前面的销结合表面，该销结合表面包括多个被构造成与销113的环形齿轮牙结合的齿轮牙、在底部处的半圆形凹陷、以及具有多个防撬凹槽和一对锁闩结合凹槽的背侧表面。多个弹簧加载销113大致呈圆柱形并具有环形齿轮牙和用于接纳偏压弹簧115的中心纵向孔。弹簧加载锁闩94被构造成装配于运载件90的凹陷内且还包括被构造成装配于凹槽内的三角形边缘。

齿条92、销113和锁闩94是小的极精密部件，其必须被制造成具有非常严格的公差。在生产环境中，这需要进行仔细的100％的检查，而且有时还需要在所述领域使用之前进行压制，以满足要求。从图1中可以清晰地看到，在生产环境中，满足要求的仔细的100％的检查是一项费时的工作。确实，传统的检查方法主要是人工操作。必须将每个分离的部件置于光学检查站中和在放大的情况下参照测量仪进行目视检查或必须根据几何形状和部件尺寸通过机械测量仪来测量。这种冗长乏味的过程将批量生产限制为大约30M部件/年。

人们需要的是，通过带有自动光学和机械检查站的系统能够彻底提升产量和质量水平的自动或半自动检查工序，该系统利用适于检查锁闩、齿条、销且能够对弯曲的或超出绘制规格尺寸的过大齿条和锁闩进行自动压制(重新确定尺寸)和分选的配置来满足严格公差。

还期望的是，这种检查系统是模块化的。仔细检查包括目视检查和机械测量检查的组合，随后，任选地可对检查不合格的零件进行压制。齿条92、销113和锁闩92是不同的，生产要求也可能改变。由此得出结论，检查和压制的具体组合和顺序可能变化。结果，对于每个零部件来说，能够用几个合适的系统配置来满足各种检查和/或压制的需要。

发明内容

本系统可实现上述对于可重新设定钥匙的锁芯的零件的要求，这些零件包括必须制造成非常严格的公差的齿条、销和锁闩以及任何其他小的高精密部件。系统呈模块化且便于重新配置以适应在系统配置和操作方面的一些可能的改变。无论期望的检查次数或顺序如何，依然需要对通过和进入多个检查/压制站中的每一个内的零件进行分选、输送和定向。此处的高速分选、输送和定向利用超高速气动分选/定位阵列来实现，该阵列能够将零件重新定向到各相机检查和测量站内，用于组合的测量和目视公差核查。通过目视和机械测量检查的组合来辨别瑕疵，并将零件分选到三类容器中：1)等外品；2)合格部件；3)用于压制的部件。分选器将零件定向并馈送到分配器，分配器将长队中已分选的零件分配为单列。

不只是分选用于压制的零件，还可将系统构造成具有用于重新确定部件尺寸的一体的压制站，随后是用来核查压制结果的机械厚度测量仪。自动光学和机械测量检查站(一个或多个)、零件分选器和零件分配器、以及压制站适用于上面示出的各种用于每一种锁闩、齿条和销零件的机械配置，而在本说明书中将以锁闩系统配置形式描述，该系统配置包括用于沿X方向对锁闩厚度及平直度进行分选的机械测量仪和目视检查站，用于使部件旋转90°的零件分选器，然后是用于沿Y方向对厚度及平直度进行分选的另外的机械测量仪和目视检查站。

对于每种零部件来说，可以有多种合适的系统配置用来满足各种检查和/或压制需求。例如，本系统的以下配置适用于如下所述的各种零件：

1.齿条系统配置(3个实例)

a.目视检查站加用于厚度及平直度检查和分选的机械测量仪；

b.带有用于重新确定部件尺寸的压制站的机械测量仪，和用于分选被重新确定尺寸的部件的另外的机械测量仪；

c.带有机械测量仪的目视检查站和用于重新确定部件尺寸的压制站，以及用于分选被重新确定尺寸的部件的另外的机械测量仪。

2.销系统配置(两个实例)

a.从单一销中分离出不需要焊接的销(由金属注射模制(“MIM”)烧结工艺引起)的供料斗；

b.已焊接销分离器和目视检查站。

3.锁闩系统配置(3个实例)

a.带有用于沿X平面对锁闩厚度及平直度进行分选的机械测量仪的目视检查站，90°部件旋转器，和带有用于沿Y平面对厚度及平直度进行分选的机械测量仪的目视检查站；

b.带有用于重新确定部件尺寸的压制部的机械测量仪，随后是用于分选被重新确定尺寸的部件的机械测量仪；

c.带有机械测量仪和用于重新确定部件尺寸的压制部的目视检查站，随后是用于分选被重新确定尺寸的部件的机械测量仪。

在每种所述系统配置中，可以电子启动或电子取消启动所有站或某些站。例如，对于锁闩系统配置(a)来说，可以关闭目视检查站而保留机械测量仪工作，或反之亦然。

该系统作为整体的公差核查能够低到0.00011811”，重复性为0.00005906。

附图说明

通过下面结合附图对一些优选实施例和某些改型例的详细描述，本发明的其他目的、特征和优点将更为清晰。附图中：

图1示出了常规的可重新设定钥匙的锁芯，其具有各种紧公差的零件；

图2为一种自动机械的透视图，其具有一个光学检查站、部件旋转器和两个机械式厚度测量仪，其适用于检查本发明一实施例的锁闩；

图3为分选组件40的顶视图，其包括超高速气动分选/定位阵列60；

图4、6和7相继的顶视图示出了通过高速气动分选/定位阵列60的零件？；

图5示出了用相机竖直地及随后沿水平位置旋转90°后捕获的锁闩的图像；

图8示出了用于光纤传感器的放大器，该传感器能感测锁闩在其通过气动空气喷射器从站运送到站时的位置；

图9示出了两个可编程控制器70屏幕的照片，其示出了用于建立和校准锁闩分选器的设置参数(set up parameters)；

图10示出了两个放大器，它们用于控制供料斗的进料速率和用于定向和分配锁闩的线性轨道；

图11为压制站80的全貌透视图。

具体实施方式

本发明是一种自动的光学和机械检查、分选及压制系统，其能够进行高速分选及低到0.0001”的小公差核查，加上对弯曲部件弄直或过大的部件压制和重新检查。光学/机械检查和压制系统使用合适的多个站的体系结构，该体系结构适用于光学和机械检查以及压制和重新检查，特别适用于可重新设定钥匙的锁芯的锁闩、齿条、销、及其他小部件的每一种。例如，在授权于Armstrong等人的美国专利6,862,909示出的可重新设定钥匙的锁芯零件，和重现于本说明书中的图1。再者，图1示出了这种可重新设定钥匙的锁芯，其具有齿条92、销113和锁闩94，借助本系统更便于满足所有这些部件的光学和机械检查、分选和压制的需求。

本系统包括可配置的一系列光学和机械检查站，加上分选和压制站，其能够在1.5秒(最大2.3秒)的平均周期时间内检验极小部件的部件公差，且能够实现低到0.00011811”的公差核查，并具有0.00005906”的可重复性。

系统周期时间可在0.7至2.3秒的范围内改变，且取决于以下条件：

1.选定的用于光学检查、机械测量和压制的分选站的数量；

2.必须通过相机进行光学检查的每种零件的面积数；

3.期望的零件产额。

图2是本发明的一个示例性实施例的用于检查和分选图1所示锁闩94的自动光学检查系统的透视图，其包括目视检查站加用于沿X平面对厚度及平直度进行分选的机械测量站，随后是90°部件旋转器，接着是另一目视检查站加用于沿Y平面对厚度和平直度进行分选的机械测量站。

图示的检查系统通常包括用来将锁闩震动地馈送到内嵌单列输送机(inline single-file conveyor)20的震动供料斗10。输送机20运送单个锁闩并将它们一个接一个地以标记方式横向进给到分选组件40。分选组件40包括超高速气动分选/定位阵列60，该阵列将所述零件重新定向于各相机检查和机械测量检查站，用于组合测量和目视公差核查。具体地说，单列输送机20使每个锁闩运动进到分选组件40的分选/定位阵列60内，然后其使每个锁闩运动到相机30下方的第一目视检查站，以便进行光学检查。光学摄影图像由安装在杆上的高架(mast-mounted overhead)光学检查相机30提供，该光学检查相机30与远程显示器，例如，膝上型计算机90通讯。根据光学检查的期望数量，需要一个或两个安装在杆上的高架光学检查相机30。两个相机光学检查可出现于两个不同平面内。具体地说，相机30给出锁闩沿X平面的图像，以便相对于计算机90上显示的梯度标度进行目视公差核查。然后分选/定位阵列60使每个锁闩在90°部件旋转器处旋转到其侧面，并使其运动到第二目视检查站(在第二相机30之下)，以便再次相对于计算机90上显示的梯度标度进行沿Y平面的目视公差核查。分选/定位阵列60然后引导零件通过两个预先校准的机械测量站61、62，每个机械测量站包括调节固定尺寸通过门的数字输出测微计(将在下面描述)。锁闩通过第一机械测量站61以便沿X平面进行厚度及平直度的分选。然后，分选/定位阵列60使每个锁闩在90°部件旋转器处旋转到其侧面，之后使其相继运动到第二机械测量站62以便沿Y平面进行厚度及平直度的分选。

在组合的目视和机械测量检查中被识别出的瑕疵品被馈送到压制站80，然后被送到增补的机械测量站63，以便进行自动压制(再制造)和对被压制的部件进行重新检查。

具有触摸屏显示器70的可编程控制器使整个操作同步。通过了组合的目视和机械测量检查的锁闩、被成功压制的锁闩、和压制不成功的锁闩被分送到收集站50内的三类容器中：1)机械测量为等外品的部件被分送到容器51；2)合格部件(包括不合格的被压制的部件和时下合格的部件)被分送到容器52；以及3)光学检查为等外品的部件被分送到容器53。本系统作为整体能够实现低至0.00011811”的公差核查，并具有0.00005906的可重复性。虽然在这里图示和描述的实施例适用于检查锁闩，本自动检查、分选和压制系统适用于锁闩、齿条和销零件中的每种的最小改型。

震动供料斗10接收震动斗上抵靠圆形侧壁对齐的散装零件。抵靠侧壁排列的零件被连续地馈送到内嵌单列馈送震动输送机20上(布置为线性轨道)。震动供料斗10以可调节的震动频率和馈送速率连续运动。可使用市售的多种震动馈送器并可用作震动供料斗10，只要其能够进行分选、定向和单列地将锁闩(或其它部件)馈送到输送机20。

由馈送输送机20馈送的零件呈单列和连续流的形式。虽然在本优选实施例中是震动输送机(线性轨道)，馈送输送机20可以是任何合适的小部件输送机。震动供料斗10和震动输送机20两者的震动频率和由此的馈送速率可由单独的线性放大器(下面针对图10示出和描述)调节。

图3为分选组件40的顶视图，该分选组件包括超高速气动分选/定位阵列60，该阵列能够将来自输送机20的零件输送并重新定向于各相机检查和机械测量站，以便进行组合的机械测量和光学公差核查(通过一个或两个安装在杆上的高架光学检查相机30(一个或多个)(未示出)以及两个机械测量仪61、62)。零件以连续流、单列的方式以直立方位提供。气压滑动件101在可编程控制器的控制下门控单个部件进到阵列60内，这可在控制器的触摸屏显示器70上监视。滑动件101气动地前后滑动，当滑动件处于最右侧位置时，通过滑动件101门控这些部件。气压滑动件101向左运动，以便将由供料斗20接收的零件流中的单个零件输送到第一站(此处是第一机械测量站62以便沿X平面进行机械检查)。当滑动件101运动回到右侧时其作用为关闭的门。设置有几个这样的滑动件101、102、103，以促进通过各站的零部件的运动和门控，每个滑动件通过被可编程控制器70控制的气压动作缸作动。滑动位置(左或右)经由安装在气压动作缸上的传感器向可编程控制器70报告。

一旦来自输送机20的零件被门控制于门63处，则零件可被气动地吹过阵列60，并停止在第一机械测量站62处，以便进行机械检查，然后通过气压滑动件101零件向左移动并被吹进第一相机站65以便进行光学检查，机械和光学检查两者均沿X平面进行。之后，零件在部件旋转器67处被旋转90度重新定向于其侧面上，并通过气压滑动件102向左移动和被吹进第二机械测量站61，以便沿Y平面进行机械检查，随后在第二相机站64进行光学检查。根据组合检查的结果，零件通过气压滑动件103向左或右移动经过隔离零件的单一站68。如果通过检查确定零件需要压制，其被向左输送到压制站80，该站可实时地再制造(压制)部件以重新确定它们的尺寸。部件被压制然后被送到增补的机械测量仪63，以便对压制操作进行质量核查。通过机械测量仪63的被压制零件通过处于附图下部处的出口门71被一个接一个单列地由门控制，这种门控制发生在可编程控制器70的控制之下。不需要压制的零件通过处于附图下部的出口门69被一个接一个单列地由门控制，这种门控制也发生在可编程控制器70的控制之下。零件可被送到三类容器的一类容器内，机械测量为等外品的部件送到容器51；合格部件(不需压制或需压制的)被送入容器52；光学检查为等外品的部件被送到容器53。可编程控制器70借助控制门和气动装置保持同步操作。在每一站处完成的检查导致样品通过/不通过确定，最后可对合格部件、瑕疵品或适于压制(再制造)的部件作出特殊标记。用于实现全部零件处理的阵列60包括基底80，该基底由多个固定位置的凸出行(水平延伸)限定，所述凸出行由处于其间的多个凹陷行隔开。多个凹槽限定出气动通路72A-C，它们竖直延伸并沿基底80从一端到另一端地横过凸出的水平行。多个滑动嵌入件(slide inlay)82A-C可滑动地安装在基底80内，每个嵌入件座落于一凹陷行内。每个滑动嵌入件82A-C类似地包含限定气动通路的凹槽，但是滑动嵌入件82A-C被相应的滑动件101-103气动地前后移动，以使零件在气动通路72A-C之间往返穿梭。每个滑动嵌入件82A-C包括形成有横向延伸的零件通路的矩形构件。当滑动嵌入件82A-C座落于基底80内时，形成在其中的零件通路与形成在基底80内的气动通路72A-C相对应，由此提供一端到一端地横过基底80延伸的直的横向(straight-across)零件通路。但是，当零件座落于滑动嵌入件82A-C内时，滑动嵌入件可气动地左或右移动，以使零件运动到气动通路72A-C中的不同的一条通路中。因此，气动地运动穿过一条通路的零部件可通过滑动嵌入件82A-C的气动移位而被偏移到另一条通路内。

气源包括三条联接到歧管90(在顶部)的气动管线，用于将空气提供到相应的通路72A-C内。类似地，十二条气动管线被联接到馈送气压滑动件101-103的气压动作缸(在右侧)，这些气压动作缸被可编程控制器70控制，以便作动滑动嵌入件82A-C而促进和门控零部件通过各站。通过此方式，零件沿一条气动通路72A-C开始行进，并借助任意的滑动嵌入件82A-C在输送中被移动到其他零件通路。

所有气动管线被连接到控制器的相应的数字式起动/停止气压动作缸控制。在所示实施例中，有四个滑动件101-104和相应的滑动嵌入件82A-D，因此有八个气压动作缸用于在每侧左右运动四个滑动件。光纤传感器被用来检测部件进入和离开滑动嵌入件101-104。检测的信息被通讯到PLC控制器70，以使滑动件101-104同步运动。这样，可经由光纤传感器通过PLC70检测到部件的堵塞。PLC70可使滑动件停止运动且可通过误差信息报告阻塞情况。八个气压动作缸需要十六条空气管线(每个气压动作缸需要两条空气管线)。这允许借助可编程控制器70集中地自动高速同步起动/停止操作和压力控制。气压动作缸可以是市售的作动器，例如，可从SMC公司购买的作动器。

当锁闩作为整体行进经过阵列60和系统时，可通过光纤追踪单个零件位置。具体地说，图8示出了用于光纤传感器的放大器的正面图，该传感器在锁闩借助气动空气喷射器从站到站的输送中感测锁闩的位置。在系统安装和校准的过程中设定获得和触发阀值的放大器。可根据各站的需要将目前的光纤传感器调整为追踪零件的进程。

图9为连接到可编程控制器的触摸屏显示器70的照片。触摸屏显示器70设有多种设置屏(setup screens)的用户界面，两者提供了所述过程时序建立的图解说明，包括空气压力设定、延迟设定和最大等外品数。

图10示出了用于控制震动供料斗10和震动输送机20两者的震动频率和由此控制馈送速率的放大器。

图11示出了为了拉直弯曲或过大部件用于压制和重新检查的压制站80和增补的机械测量仪63。检查(光学或机械)为等外品的零件被转向离开气动分选/定位阵列60并被气动输送和重新定向于液压机的压制柱塞(ram)82下方的压制模84内。压制柱塞82施加非常大的力使零件塑性变形，致使它们与模具84相符。压机本身是市售的液压作动压机，可以使用已有的多种液压机。对于当前的零件50吨压机能满足要求，而模具84可根据零件的类型改变。每个零件被压制后被输送到机械测量站63进行机械检查。机械测量站63与上述预先校准的机械测量站61、62相似，且同样包括调节固定尺寸的通过门的数字输出测微计，所述门确认压制站80是合格的。如果零件再次不合格，其被分选到等外品部件容器51，如果其通过了，其被分选为合格部件送进容器52。

回到图3，对上述分选/定位阵列60作更详细的解释。阵列包括限定固定长度的小空间的气动通路72A-C和滑动嵌入件82A-C的网纹图形(cross-hatch pattern)，零件可被限制在这些小空间内的准确的静止位置中。如果需要，可以改变通过气动分选/定位阵列60的通路和小空间的具体数量和位置，在图示实施例中两个这种小空间限定出两个相机光学检查站64、65，两个小空间限定出两个机械测量站61、62。在这些站的每一个中，零件在可以被精确检查的非常近的范围内有效地保持静止。零件从后面被红灯照亮。640nm红光锐截止滤光器被附联到相机的前面，以便降低环境光的干扰。值得注意的是，两个相机站64、65中的每一个的前面设有带测量标识的塑料窗口，以便通过相机30A、30B进行光学检查。两个机械测量站61、62中的每一个包括调节固定尺寸通过门的数字输出测微计。一旦门尺寸被测微计设定到部件的规格，部件能否通过表示其合格与否。如果部件弯曲或其太厚，门的标准规格板(gauge plates)临时开启，以允许部件通过。然而，标准规格板在过大部件通过后准确返回到初始位置。运动标准规格板的位置被高精密传感器监测并被可编程控制器控制到0.0001”。

现将参考图4-7描述零件行进通过高速气动分选/定位阵列60的情况。概括地说，分选组件40完成以下步骤：

1)竖直定向锁闩；

2)每一锁闩被单个化；

3)输送到相机1站65以便进行光学检查；

4)输送到机械测量1站62以便进行机械检查；

5)使锁闩旋转90°；

6)输送到相机2站64以便进行光学检查；

7)输送到机械测量2站63以便进行机械检查；

8)输送锁闩到压制站80以便进行压制；

9)将锁闩分选进三类容器之一：1)机械测量仪为等外品部件进到容器51；2)压制后的和当前合格的部件进到容器52；以及3)光学检查为等外品的部件进到容器53。在步骤1，参考图4，锁闩借助来自歧管90的空气压力被门控进入门63处的位置，初始时通过已移位的滑动嵌入件82A使锁闩停止。门63的窄槽将锁闩定向于竖直位置。

在步骤2，锁闩被单个化(例如，隔离成单个零件)。

在步骤3，在可编程控制器70的控制下，滑动嵌入件82A被向下促动，由此使所述槽与相机1站65的槽对齐。来自歧管90的加压空气将锁闩喷射到相机1站65以便进行光学检查。注意，下一个相继的滑动嵌入件82B最初在阻挡位置，将锁闩捕获于相机1站65处。两个安装在杆上的高架光学检查相机30A中的第一个调整镜头并通过窗口使锁闩成像。

图5A示出了可提供给用户的光学检查图像。相机1站65具有常驻控制器，该常驻控制器与可编程控制器以“握手(hand shake)”通讯模式工作，使得图像可在如计算机90之类的平面屏幕监视器上被观察到。具体地说，相机30沿X平面使锁闩成像，以便相对于计算机90上显示的梯度标度(gradient scale)对锁闩进行目视公差检查。在该实例中，第二个用于成像的这种安装在杆上的相机被设置在相机2站64处。分选/定位阵列60在90°部件旋转器处将每个锁闩旋转到其侧面，并使每个锁闩运动到第二目视检查站64(在第二相机30之下)，以便再次相对于显示在计算机90上的梯度标度进行沿Y平面的目视公差检查。图5B示出了在相机2站64处可提供给用户的光学检查图像。在所示的配置中，两个相机站的两个相机具有它们的在其自身上的控制器，一旦设置了这些控制器，它们能够独立于主控制器工作。相机控制器经由任何适当的“握手”通讯协议(RS-232或其它方式)与主PLC控制器通讯。因此，相机将信号发送到主PLC控制，如“等待，我正在核查图像”或“我已完成”，“合格部件或劣次部件”。主PLC控制器将回复“我已收到”，完成任务，并告知相机(一个或多个)“执行下一任务”。相机1站65和相机2站64的控制器可以使用用于区分合格部件或劣次部件的软件，因此其根本不需要向用户提供光学检查图像。然而，出于原型的目的，单个IBM PC可与相机形成网络以便对相机参数进行编程，而图5中的光学检查图像被显示在该IBM PC上。这些图像起到显示由相机站进行的光学检查的作用。

具体地说，锁闩在相机1站65中保持竖直位置足够长的时间，使相机1站65获得静止图像，因此控制器完成精确的基于软件的检查而确保锁闩配合在编程的网格线的预定映罩表面内。优选，驻留在控制器上的软件赋予将零件与预存的网格线映罩表面数据进行自动比较的能力。现已存在多种为了这个目的的商用软件包。软件提供沿锁闩的侧-边缘的全2D几何学的检查能力。软件自动检测通过/不通过，如果不通过，滑动嵌入件82B被移位而锁闩移进等外品轨道，在该处被输送到等外品容器51(或可选地送到压制容器53)。

如图6所看到的，在步骤4，随着第一光学检查成功完成，滑动嵌入件82B被移位一行而锁闩由加压空气喷射到第一机械测量站61，以便由测微计77进行机械检查。锁闩位于第一机械测量站61的同时，在具有被数字测微计77固定尺寸的通过门处对锁闩的宽度进行核查。如果锁闩能够通过该门，锁闩可继续运动到下一站。如果不能通过，滑动嵌入件82C被移位而锁闩被移进等外品轨道，从那里被输送到等外品容器51(或可选地送到压制容器53)。

在步骤5，在成功的机械测量后，锁闩被输送到旋转站，在那里锁闩旋转90°到其侧面。通过利用空气喷嘴87气动地向上吹动锁闩到其侧面抵靠壁来实现所述旋转，然后使其保持直立地在滑动嵌入件82C内的狭窄通道内行进。

在步骤6，锁闩被滑动件87C输送到相机2站64，以便沿其Y轴线进行进行第二次光学检查。来自歧管90的加压空气将锁闩喷射到相机2站64内，下一个相继的滑动嵌入件82D最初处于阻挡位置，将锁闩捕获在相机2站64处。两个安装在杆上的高架光学检查相机30B中的第二个调整镜头并通过窗口使已旋转的锁闩成像。

图5B以与上面针对图5A的描述相同的方式示出了向用户提供的光学检查图像。此时在相机2站64中锁闩被保持在侧向位置足够长的时间以捕获静止图像，因而驻留在控制器70上的软件赋予与预先存在的网格线映罩表面数据进行自动比较的能力。相机软件自动检测通过/不通过，如果不通过，滑动嵌入件82D移位而锁闩被移动到等外品轨道，从那里被输送到等外品容器51(或可选地送到压制容器53)。如果通过，滑动嵌入件82D被部分地位移而锁闩被移动到第二机械测量站62。

如图7所看到的，在步骤7，随着第二光学检查成功完成，滑动嵌入件82C被移位而锁闩由加压空气喷射到第二机械测量站62，以便进行侧向(旋转后)机械检查。锁闩座落于第二机械测量站62中的同时，锁闩的高度通过使其经过另一数字测微计65设定的通过门进行人工核查。如果锁闩能够通过该门，锁闩可继续行进。如果不能通过，锁闩被移到等外品轨道，从那里被输送到等外品容器51(或可选地送到压制容器53)。

最后，在步骤8，检查过的零件被积聚在收集站50处的三类容器内：1)等外品被送进容器51；2)合格部件被送进容器52；而3)光学检查为等外品被送进容器53。

图9示出了可编程控制器70设置屏的两幅照片，它们示出了利用设置用户界面针对上述顺序可以如何对所有定时参数(timing parameters)进行集中编程。

此时应理解的是，上述目视检查站(一个或多个)、机械检查站(一个或多个)、压制站(一个或多个)和零件分选器及零件分配器可提供各相机检查和测量站中的零件的超高速气动分选和重新定向，以便将测量和目视公差核查组合。本系统可装配有一体的压制站，以便重新确定有瑕疵的部件的尺寸(优选之后设有另外的机械厚度测量仪，以便核查压制结果)。本系统能够核查低至0.00011811”的公差，而重复性为0.00005906。虽然上述锁闩系统配置包括目视检查站和用于沿X平面的平直度和厚度分选的机械测量仪，随后通过旋转站旋转，之后是另外的目视检查站和用于沿Y平面的平直度和厚度分选的机械测量仪，所属领域技术人员应理解的是，可以根据被检查的具体零部件和操作者的检查目的设置各种相关配置。具体地说，可以预计下面的组合适合所述相应的零部件：

1.齿条检测配置

a.目视检查站加用于平直度和厚度分选的机械测量仪；

b.带有用于重新确定部件尺寸的压制部的机械测量仪以及用于分选被重新确定尺寸的部件的另外的机械测量仪；

c.具有机械测量仪和用于重新确定部件尺寸的压制部的目视检查站以及用于分选被重新确定尺寸的部件的另外的机械测量仪。

2.销检测配置

a.从单个销中分离不需要焊接的销(通过MIN烧结处理形成的)的供料斗；

b.经焊接的销的分离器和目视检查站。

3.锁闩检测配置：

a.带有用于沿X平面分选平直度和厚度的机械测量仪的目视检查站，90°部件旋转器以及带有用于沿Y平面分选平直度和厚度的机械测量仪的目视检查站；

b.带有用于重新确定部件尺寸的压制部的机械测量仪，随后是用于分选被重新确定尺寸的部件的机械测量仪；

c.具有机械测量仪和用于重新确定部件尺寸的压制部的目视检查站，随后是用于分选被重新确定尺寸的部件的机械测量仪。

所有上述示例性配置中，可以使所有或部分站为电子启动或电子取消启动。例如，对于锁闩系统而言，配置(a)，可以关闭目视检查站而保留机械测量仪工作，或者反之亦然。

上面已经基于本发明的构思对优选实施例和某些改型进行了全面陈述，显然，所属领域技术人员在理解所述构思的前提下，可以针对本说明书中示出和描述的实施例给出各种其他实施例以及某些改型和变换。因此，应理解的是，本发明除所附权利要求中具体提出的之外，还可以实施为其他方式。

Claims (14)

1.一种用于输送和定位小零部件以便进行检查的气动分选阵列，包括：

具有一表面和至少两个平行凹槽的基底，该表面由多个凸出行和处于所述凸出行之间的至少一个凹陷行限定，所述平行凹槽横过每个所述凸出行并部分地限定第一气动部件通路和第二气动部件通路；

可滑动地安装在所述至少一个凹陷行处的第一滑动嵌入件，所述第一滑动嵌入件由横过所述第一滑动嵌入件的平行凹槽限定，且当所述第一滑动嵌入件处于第一位置时完全限定所述第一气动部件通路，而当所述第一滑动嵌入件处于第二位置时完全限定所述第二气动部件通路；

与所述第一气动部件通路连通用于沿该通路吹动零部件的第一气源；

与所述第二气动部件通路连通用于沿该通路吹动零部件的第二气源；

第一气动作动器，其用于可选地使所述滑动嵌入件在所述第一和第二位置之间移动，以使零部件在所述第一和第二气动部件通路之间往返穿梭；及

可编程逻辑控制器，其与所述气动作动器及所述第一和第二气源连通，用于控制被吹动的零部件向下横过所述第一气动部件通路，所述第二气动部件通路，或所述第一和第二气动部件通路的组合。

2.如权利要求1所述的气动分选阵列，其中，还包括被定位在所述基底的凸出行中的一个凹槽内的控制门，该控制门与所述可编程逻辑控制器通讯用于中断所述零部件的横移并使所述部件定位以便进行检查。

3.如权利要求1所述的气动分选阵列，其中，所述基底还包括至少三个凸出行并在其间具有至少两个凹陷行，所述第一滑动嵌入件可滑动地被安装在所述凹陷行中的一个内，而第二滑动嵌入件可滑动地被安装在所述凹陷行的另一个内。

4.如权利要求3所述的气动分选阵列，其中，还包括第二气动促动器，其用于使所述第二滑动嵌入件可选地在第一和第二位置之间移动以使零部件往返穿梭。

5.用于检查精密零件的自动系统，包括：

用于输送和定位小零部件以便进行检查的气动分选阵列，该气动分选阵列还包括：

具有一表面和至少两个平行凹槽的基底，该表面由多个凸出行和处于所述凸出行之间的至少一个凹陷行限定，所述平行凹槽横过每个所述的凸出行并部分地限定第一气动部件通路和第二气动部件通路；

可滑动地安装在所述至少一个凹陷行内的第一滑动嵌入件，所述第一滑动嵌入件由横过所述第一滑动嵌入件的平行凹槽限定，且当所述第一滑动嵌入件处于第一位置时完全限定所述第一气动部件通路，而当所述第一滑动嵌入件处于第二位置时完全限定所述第二气动部件通路；及

至少一个检查站，其沿第一零部件通路定位用于使所述部件保持静止以便进行检查；

与所述第一气动部件通路连通用于沿该通路吹动零部件的第一气源；

与所述第二气动部件通路连通用于沿该通路吹动零部件的第二气源；

第一气动作动器，其用于可选地使所述滑动嵌入件在所述第一和第二位置之间移动，以使零部件在所述第一和第二气动部件通路之间往返穿梭；

可编程逻辑控制器，其与所述气动作动器及所述第一和第二气源连通，用于控制被吹动的零部件向下横过所述第一气动部件通路，所述第二气动部件通路，或所述第一和第二气动部件通路的组合。

6.如权利要求5所述的用于检查精密零件的自动系统，其中，还包括当所述零部件静止于第一检查站处时对所述零部件成像的第一相机。

7.如权利要求6所述的用于检查精密零件的自动系统，其中，所述第一相机被安装在高架于所述第一检查站的杆上。

8.如权利要求6所述的用于检查精密零件的自动系统，其中，还包括当所述零部件静止于第二检查站处时对所述零部件成像的第二相机。

9.如权利要求8所述的用于检查精密零件的自动系统，其中，所述第二相机被安装在高架于所述第二检查站的杆上。

10.如权利要求8所述的用于检查精密零件的自动系统，其中，还包括部件旋转器，其处于所述第一检查站和所述第二检查站之间，用于将每个零部件旋转90°。

11.如权利要求5所述的用于检查精密零件的自动系统，其中，还包括测微计，其用于在所述至少一个检查站测量所述零部件。

12.如权利要求11所述的用于检查精密零件的自动系统，其中，所述测微计校准处于所述第一气动通路中的通过门。

13.如权利要求5所述的用于检查精密零件的自动系统，其中，还包括压制压力机和模具，用于压制检查不合格的零件。

14.如权利要求5所述的用于检查精密零件的自动系统，其中，所述零部件可以是可重新设定钥匙的锁芯的锁闩、齿条和销中的任何一种。