CN111830054A - 检查车辆的机械零部件的合格性的装置 - Google Patents

Abstract

一种旨在能够实现车辆的机械零部件的合格性检查的设施，包括至少一个磁化装置和至少一个用于喷淋显影产品的装置，其特征在于，所述设施还包括至少一个借助于至少一个图像捕获设备用于生成至少一个图像的装置和至少一个用于将所述至少一个图像传输到分析单元上的装置。

Description

检查车辆的机械零部件的合格性的装置

技术领域

本发明涉及在车辆的机械零部件上进行合格性检查的领域，更具体地涉及允许执行这种检查的设施和实现这种设施的方法。

背景技术

车辆中存在的一些机械零部件对车辆乘客的安全至关重要。因此，此类机械零部件的制造商必须根据预定要求借助于合格性检查来确保这些零部件的合格性。

具体而言，合格性检查允许识别、定位和保证在表面处或表面下不存在任何冶金缺陷，例如由制备材料时的问题或机械零部件的表面处理(晶间水平)导致的缺陷。

下面，对特定机械零部件(转向系统的齿条)执行的合格性检查将被视为非限制性示例。然而，合格性检查可以应用于其它机械零部件，比如举例来说驱动小齿轮、连杆、凸轮轴或转向节。

齿条是允许操纵车轮(也就是说，允许经由转向拉杆改变车轮的定向角度)的机械零部件。

通常，齿条长度在400mm到900mm之间。它由铁磁材料制成。它包括：本体，该本体具有大体圆柱形形状，其直径通常包括在22mm和34mm之间；以及齿部。

齿部包括多个齿，这些齿根据横向于齿条的延伸轴线的轴线延伸。每个齿通过齿底面(tooth bottom land)与相邻的齿隔开。每个齿包括由齿顶面(tooth top land)连接的右齿侧面和左齿侧面。

在齿条制造期间，可能会产生缺陷。更具体而言，本体可能具有至少一条“条形线”。它包括根据齿条的延伸轴线延伸的线性缺陷。此外，齿部可能具有以下称为“裂纹”的缺陷，其尺寸通常最小为1mm长，且最小为5μm宽。

因此，有必要对每个齿条执行合格性检查，也就是说检查是否存在任何缺陷。

齿条的合格性检查包括以下步骤：

-借助于磁化装置磁化齿条，从而允许电流在齿条中扩散；

-借助于喷淋装置向齿条喷淋显影产品(revealing product)，该显影产品在紫外光下会发荧光；

-由操作者检查齿条；

-消磁。

当然，这种合格性检查可以适用于除齿条之外的机械零部件。

由操作者检查齿条的步骤一方面需要操作者处于用紫外光照射的房间中，而另一方面需要用户抓握待检查的齿条，以便能够观察本体和齿部，从而检测任何可能的缺陷。

该步骤的缺点在于将操作者暴露于对其健康有危害的环境中。实际上，操作者在紫外光下工作，接近于在相当大的磁场下工作，并与显影产品接触。此外，根据机械零部件的重量和待检查的机械零部件的生产率，操作者可能会出现肌肉骨骼疾病。

发明内容

本发明旨在通过提供以下设施来克服所有或部分上述缺点：该设施旨在能够实现车辆的机械零部件的合格性检查，该设施包括至少一个磁化装置和至少一个用于喷淋显影产品的装置，其特征在于，所述设施还包括至少一个借助于至少一个图像捕获设备来生成至少一个图像的装置和至少一个用于向分析单元传输所述至少一个图像的装置。

例如，图像捕获设备是摄影设备或相机。它允许拍摄整个机械零部件的固定或可移动图像。

传输装置将用于生成至少一个图像的装置拍摄的至少一个图像发送到分析单元。传输装置远程地发送该至少一个图像。

因此，机械零部件的合格性检查可以由分析单元借助于机械零部件的图像来执行。这样，可能包括操作者的分析单元与机械零部件的图像接触，而不与作为物理物品的机械零部件接触。分析单元远离用于生成至少一个图像的装置工作。

分析单元使缺陷在图像上可视化，而无需与机械零部件接触。

根据本发明的特征，图像捕获设备设计成在紫外光和白光下拍摄图像。

根据本发明的特征，图像捕获设备设计成拍摄彩色图像。

根据本发明的特征，图像捕获设备设计成拍摄黑白图像。

根据本发明的特征，用于生成至少一个图像的装置包括多个图像捕获设备。

根据本发明的特征，该至少一个图像捕获设备拍摄齿条的多个图像。

根据本发明的特征，用于生成至少一个图像的装置包括用于发射紫外光的器件和/或用于发射白光的器件。

根据本发明的特征，用于生成至少一个图像的装置包括用于移动机械零部件的系统。

机械零部件的移动允许将机械零部件的任何面设定成与该至少一个图像捕获设备相对。

这样，可以逐步地拍摄机械零部件的每个面(即包络面)的图像。因此，可以在整个机械零部件上检测到纵向和横向缺陷(也就是说，当机械零部件是齿条时为条形线或裂纹)。

根据本发明的特征，用于移动齿条的系统包括用于旋转机械零部件的系统。

根据本发明的特征，用于移动齿条的系统包括用于驱动机械零部件平移的系统。

因此，可以调整机械零部件的移动，从而拍摄每个面的图像。

当机械零部件是齿条时，横向于齿条的延伸轴线定位的图像捕获设备将依次地放置成与整个本体和齿部的齿的底面相对。图像捕获设备然后拍摄齿条的外表面的图像，也就是说其包络面的图像。

为了使齿条围绕其延伸轴线旋转，旋转驱动系统包括与齿条的端部接触的至少一个轴线元件。

根据本发明的特征，用于生成至少一个图像的装置包括用于移动至少一个图像捕获设备的系统。

至少一个图像捕获设备的移动允许将机械零部件的任何面设定成与至少一个图像捕获设备相对。这样，可以逐步拍摄机械零部件的每个面的图像。

在齿条上，可能在本体和齿部上都检测到条形线或裂纹。

根据本发明的特征，用于移动至少一个图像捕获设备的系统包括用于驱动至少一个图像捕获设备平移的系统。

因此，图像捕获设备沿着机械零部件的长度拍摄机械零部件的图像。

根据本发明的特征，机械零部件是车辆的转向系统的一部分。

根据本发明的特征，机械零部件是齿条。

根据本发明的特征，用于生成至少一个图像的装置包括：至少一个第一图像捕获设备，其相对于齿条的延伸轴线平行地定位；以及至少一个第二图像捕获设备，其定位成与齿条的延伸轴线形成小于90°的角度。

根据本发明的特征，至少一个第二图像捕获设备定位成与齿条的延伸轴线形成大致等于60°的角度。

该至少一个第一图像捕获设备旨在拍摄齿条的本体的图像，以便检测条形线。

优选地，该至少一个第一图像捕获设备相对于设施是固定的。

该至少一个第一图像捕获设备与用于旋转齿条的系统结合地操作。

优选地，该至少一个第一图像捕获设备是所谓的线性类型的图像捕获设备，也就是说，所述图像捕获设备的图像传感器具有接近1×n个像素的尺寸，其中n≥1。因此，由线性图像捕获设备拍摄的线性图像具有接近1*n个像素的尺寸，其中n≥1。线性图像捕获设备允许获得具有均匀亮度的图像。

根据本发明的特征，用于生成至少一个图像的装置包括多个第一图像捕获设备。

该至少第二图像捕获设备旨在拍摄齿条的齿部的图像，并且更具体而言，拍摄每个齿的左右齿侧面以及齿的底面的图像，以便检测裂纹。

优选地，该至少一个第二图像捕获设备可相对于齿条根据齿条的延伸轴线平移地移动，也就是说，该至少一个第二设备与平移驱动系统结合地操作。因此，该至少第二图像捕获设备整体地拍摄每个齿侧面，而没有齿侧面的任何部分因视差现象被前一齿的齿侧面遮挡。

优选地，该至少第二图像捕获设备是所谓的矩阵类型的图像捕获设备，也就是说，所述设备的图像传感器根据矩阵捕获具有m*n个像素尺寸的图像，其中n>1且m>1。

根据本发明的特征，用于生成至少一个图像的装置包括相对于横向于齿条的延伸轴线的轴线对称地定位的至少两个第二图像捕获设备。

这样，可以同时拍摄同一齿的右齿侧面和左齿侧面的图像。

根据本发明的特征，所述设施包括用于干燥显影产品的装置。

这样，机械零部件在所拍摄的图像中不闪亮。

根据本发明的特征，干燥装置设计成吹送空气。

根据本发明的特征，干燥装置设计成借助于电流来加热齿条。

根据本发明的特征，所述设施包括至少一个输送机。

本发明还涉及一种用于检查车辆的机械零部件的合格性的方法，其使根据前述权利要求中任一项所述的设施生效，该方法包括：

-将机械零部件放置在输送机上的步骤；

-借助于磁化装置对机械零部件磁化的步骤；

-借助于喷淋装置在机械零部件上喷淋显影产品的步骤；

-借助于消磁装置对机械零部件消磁的步骤；

其特征在于，所述方法还包括：

-借助于用于生成至少一个图像的装置来捕获机械零部件的图像的步骤，该图像捕获步骤生成机械零部件的至少一个图像；

-借助于传输装置将机械零部件的至少一个图像传输到分析单元上的步骤；

-由分析单元确定机械零部件的合格性的分析步骤。

放置机械零部件的步骤可以由操作者或机器执行。

捕获机械零部件的图像的步骤允许拍摄机械零部件的至少一个图像。

图像捕获步骤将至少一个图像传输到传输装置，并且传输装置将机械零部件的至少一个图像传输到分析单元上。

分析步骤可以包括对分析单元接收的至少一个图像进行处理。例如，分析单元可以组合多个图像，以便形成表示机械零部件的第一面的第一图像和表示机械零部件的第二面的第二图像。

之后，分析单元可以例如在屏幕上显示所述图像，使得操作者可视化所述图像并判定机械零部件的合格性。

分析单元可以执行对至少一个图像的处理，以便借助于图像识别原理来检测齿条上缺陷的存在。然后自动地执行缺陷的检测。

根据本发明的特征，图像捕获步骤包括：

-条形图像捕获阶段，其中齿条围绕齿条的延伸轴线执行逐步旋转；

-齿部图像捕获阶段，其中该至少一个图像捕获设备根据齿条的延伸轴线执行平移。

条形图像捕获阶段需要用于旋转齿条的系统。

条形图像捕获阶段允许在齿条的整个本体上拍摄亮度均匀的至少一个图像。

根据本发明的特征，条形图像捕获阶段包括在白光下捕获至少一个图像和在紫外光下捕获至少一个图像。

齿部图像捕获阶段需要平移驱动系统。

齿部图像捕获阶段允许允许拍摄齿条的整个齿部的均匀亮度的图像。

根据本发明的特征，齿部图像捕获阶段包括在白光下捕获至少一个图像和在紫外光下捕获至少一个图像。

根据本发明的特征，该合格性检查方法包括在喷淋步骤之后且在图像捕获步骤之前的干燥步骤。

因此，显影产品在图像捕获步骤期间是干燥的，并且不会形成任何闪亮区域。

根据本发明的特征，分析步骤执行在白光下和在紫外光下形成第一图像以及在白光下和在紫外光下形成第二图像的阶段，然后执行将白光下的第一图像、白光下的第二图像分别与紫外光下的第一图像、紫外光下的第二图像相减的阶段。

这样，分析步骤增加了缺陷的对比度，而不利于与几何变化相关的对比度。

附图说明

得益于下文的描述，将更好地理解本发明，该描述涉及根据本发明的作为非限制性示例提供并参考附图进行解释的实施例，其中：

图1是根据本发明的根据设施的第一角度的视图；

图2是根据图1的设施的第二角度的视图；

图3是用于生成至少一个图像的装置的示意图；

图4是根据本发明的方法的框图；

图5是根据本发明的在图像捕获步骤期间拍摄的齿条的齿部的彩色图像；

图6是齿条本体的展开图案的一部分的黑白图像。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的设施1。设施1包括设置有两条输送带21的输送机2。所述输送机2包括旨在接收用于车辆的转向系统的齿条10的“V”形支撑件。齿条10旨在横向地定位在输送带21上。一条输送带21可相对于另一条输送带移动。因此，两条输送带21之间的间距根据所述齿条10的长度来调节。

设施1包括磁化装置3。磁化装置3使电流在齿条10中扩散，以便磁化它。

设施1包括用于喷淋显影产品的装置4。显影产品是一种在紫外光下发荧光的产品。显影产品包含水性碱。

设施1包括用于干燥显影产品的装置5。干燥装置5在齿条10中感应出电流，以提高其温度，从而干燥显影产品。

设施1还包括用于生成至少一个图像的装置6。图3是用于生成至少一个图像的装置6的示意图。

所述用于生成至少一个图像的装置6包括相对于齿条10的延伸轴线平行地定位的四个第一图像捕获设备61。第一图像捕获设备61由照相机组成。第一图像捕获设备61相对于设施1是固定的，更具体而言，它们被紧固在沿着齿条10的延伸轴线延伸的支撑件63上。第一图像捕获设备61是可以由所谓的线性或矩阵型图像捕获设备组成的图像捕获设备。第一图像捕获设备61中的每一个拍摄40°图像，其可以被配置为从20°到120°。第一图像捕获设备61拍摄黑白或彩色图像。第一图像捕获设备61在紫外光灯7发射的紫外光下操作。

所述用于生成至少一个图像的装置6还包括两个第二图像捕获设备62，其定位成相对于齿条10的延伸轴线形成小于90°的角度。两个第二图像捕获设备62是照相机。两个第二图像捕获设备62相对于横向于齿条10的延伸轴线的轴线对称地定位。第二图像捕获设备62紧固在用于移动两个第二图像捕获设备62的系统上，并且更具体而言，紧固在用于根据齿条10的延伸方向平移地驱动两个第二图像捕获设备62的系统64上。第二图像捕获设备62是所谓的矩阵型图像捕获设备。第二图像捕获设备62拍摄黑白或彩色图像。第二图像捕获设备62在紫外光灯7发射的紫外光下操作。

所述用于生成至少一个图像的装置6进一步包括用于移动齿条10的系统。用于移动齿条10的系统包括用于使齿条10围绕齿条10的延伸轴线旋转的系统65。为了使齿条10围绕其延伸轴线旋转，旋转驱动系统65包括与齿条10的端部接触的轴线元件。

所述用于生成至少一个图像的装置6还包括用于将至少一个图像传输到分析单元9上的装置8。

分析单元9是连接到屏幕的处理器。

设施1还包括用于对齿条10消磁的装置3'，从而允许对所述齿条消磁。

图4是根据本发明的检查方法100的框图。

用于检查齿条10的合格性的方法100使设施1生效。

检查方法100包括将齿条10放置在输送机2上的步骤20。放置步骤20由操作者或自动机器执行。操作者或所述自动机器将齿条的每个端部定位在输送带21的支撑件上。

输送机2将齿条10带到磁化装置3，该磁化装置执行磁化齿条10的步骤30。

之后，在喷淋步骤40期间，借助于喷淋装置4用显影产品喷淋齿条10。

在干燥步骤50期间，干燥装置5在齿条10中感应出电流，以提高其温度并因此干燥显影产品。因此，显影产品在图像捕获步骤期间是干燥的，并且不会形成任何闪亮的区域。

输送机2将齿条10带到用于生成至少一个图像的装置6，其执行捕获齿条10的图像的步骤60。图像捕获步骤60生成齿条10的多个图像101。

更具体而言，图像捕获步骤60包括条形图像捕获阶段66，在该阶段，用于使齿条10旋转的装置65执行齿条10以预定角度的逐步旋转，并且每个第一图像捕获设备61在齿条10的本体11的每个步骤处拍摄图像。

换言之，在第一步骤“n”，每个第一图像捕获设备61拍摄齿条10的线“m”的一部分的图像。齿条10的线应该理解为齿条10的与第一图像捕获设备61相对的表面在齿条的整个长度上延伸的区域。线“m”的四个部分的组合形成齿条10的线“m”的图像。

在下一步骤“n+1”，齿条围绕其延伸轴线枢转预定角度。线“m+1”于是与第一图像捕获设备61相对。每个第一图像捕获设备61拍摄齿条10的线“m+1”的一部分的图像。线“m+1”的四个部分的组合形成齿条10的线“m+1”的图像。

一旦齿条围绕其延伸轴线完成了完整的旋转，也就是说，当线“m”再次与第一图像捕获设备61相对时，则齿条的所有线的图像已经被执行。

之后，图像捕获步骤60包括齿部图像捕获阶段67，在该阶段，两个第二图像捕获设备62中的每一个拍摄齿条的齿部12的图像。

更具体而言，第二图像捕获设备62中的一个定向成能够拍摄齿部的至少一个齿的右齿侧面的图像，而另一图像捕获设备62定向成能够拍摄该至少一个齿的左齿侧面的图像。

第二图像捕获设备62的景深允许将三个连续齿的三个齿侧面拍摄在同一图像上。

因此，齿条10定向成将齿部设定成与第二图像捕获设备62相对。第二图像捕获设备62拍摄前三个齿“d”的左右齿侧面的图像。然后，第二图像捕获设备62借助于平移驱动系统64平移预定距离。该预定距离取决于第二图像捕获设备的景深。第二图像捕获设备62拍摄接下来的三个齿“d+1”的左右齿侧面的图像。这样，就拍摄了齿部12的所有齿的左右齿侧面的图像。

图5表示齿条10的齿部12的右齿侧面的彩色图像。在紫外光下拍摄的所述图像中，进入裂纹120的显影产品呈现荧光绿色。

由用于生成至少一个图像的装置6拍摄的图像101在传输齿条的至少一个图像的步骤80期间由传输装置8传输到分析单元9。

分析单元执行图像101的处理。更具体而言，为了便于检测条形线类型的缺陷，分析单元9组合在条形图像捕获阶段66期间拍摄的齿条10的每条线的图像。这样，分析单元从多个线图像形成表示齿条10的本体11的展开图案的第一图像。

图6表示具有条形线110的齿条的一部分的第一黑白图像的一部分。在所述图像中，条形线类型的缺陷110存在并且呈现白色。

此外，为了便于裂纹型缺陷的检测，分析单元9组合在齿部图像捕获阶段67期间拍摄的齿部12的所有齿的右齿侧面和然后的左齿侧面的图像。这样，分析单元从多个图像形成表示齿条10的齿部12的扩展图案的两个第二图像。

利用在屏幕上显示齿条10的图像101的分析单元，操作者在分析步骤90期间确定齿条10的合格性。如果齿条10没有条形线或裂纹类型的缺陷，则认为齿条符合要求。然后，分析单元发出合格性信号C。如果齿条10有条形线或裂纹类型的缺陷，则认为齿条不符合要求。然后，由分析单元发出缺陷信号D。

在发出合格性信号C时，输送机2然后将齿条10带到消磁装置3'，其执行对齿条10消磁的步骤300。

在发出缺陷信号D时，在排出步骤400期间，由将所述齿条从输送机2移除的操作者或自动机撤出齿条。

这样，设施1实现对齿条10进行质量检查。

当然，本发明并不局限于附图中描述和示出的实施例。修改仍然是可能的，特别是关于各种元件的构造或通过用技术等同物进行替换，而仍不背离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种旨在能够实现车辆的机械零部件(10)的合格性检查的设施(1)，包括至少一个磁化装置(3)和至少一个用于喷淋显影产品的装置(4)，其特征在于，所述设施(1)还包括至少一个借助于至少一个图像捕获设备(61、62)用于生成至少一个图像的装置(6)和至少一个用于向分析单元(9)传输所述至少一个图像的装置(8)。

2.根据权利要求1所述的设施(1)，其中，用于生成至少一个图像的装置(6)包括用于移动所述机械零部件的系统。

3.根据权利要求2所述的设施(1)，其中，用于移动所述机械零部件的系统包括用于旋转所述机械零部件(10)的系统(65)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设施(1)，其中，用于生成至少一个图像的装置(6)包括用于移动至少一个图像捕获设备(62)的系统。

5.根据权利要求4所述的设施(1)，其中，用于移动至少一个图像捕获设备(62)的系统包括用于驱动至少一个图像捕获设备(62)平移的系统(64)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设施(1)，其中，所述机械零部件是车辆的转向系统的一部分。

7.根据权利要求6所述的设施(1)，其中，所述机械零部件是齿条。

8.根据权利要求7所述的设施(1)，其中，用于生成至少一个图像的装置(6)包括：至少一个第一图像捕获设备(61)，其相对于所述齿条(10)的延伸轴线平行地定位；以及至少一个第二图像捕获设备(62)，其定位成与所述齿条(10)的延伸轴线形成小于90°的角度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设施(1)，包括用于干燥显影产品的装置(5)。

10.一种用于检查车辆的机械零部件(10)的合格性的方法(100)，其使根据前述权利要求中任一项所述的设施(1)生效，所述方法包括：

-将机械零部件(10)放置在输送机(2)上的步骤(20)；

-借助于磁化装置(3)磁化所述机械零部件(10)的步骤(30)；

-借助于喷淋装置(4)在所述机械零部件(10)上喷淋显影产品的步骤(40)；

-借助于消磁装置对所述机械零部件消磁的步骤；

其特征在于，所述方法还包括：

-借助于用于生成至少一个图像的装置(6)来捕获所述机械零部件(10)的图像的步骤(60)，图像捕获步骤(60)生成所述机械零部件(10)的至少一个图像(101)；

-借助于传输装置(8)将所述机械零部件(10)的至少一个图像(101)传输到分析单元(9)上的步骤(80)；

-由所述分析单元(9)确定所述机械零部件(10)的合格性的分析步骤(90)。

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