CN1971254B - 检查车辆制动元件的设备和用于进行这种检查的方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种用于检查车辆元件以检测零件缺陷的存在的设备和用于进行所述检查的方法。按照一个实施例，用于检查车辆元件的设备包括：具有透镜的照相机；具有第一端和第二端的管道镜，所述第一端被可操作地设置在所述照相机附近，所述第二端具有设置在其中的反射镜；以及对所述管道镜提供光的光源，由此使所述反射镜通过操作向所述照相机反射要被检查的车辆元件的一个区域的图像。

Description

检查车辆制动元件的设备和用于进行这种检查的方法

技术领域

本发明一般涉及车辆元件的检查，尤其涉及用于检查车辆制动元件的设备和用于进行这种车辆制动元件的检查的方法。

发明内容

本发明涉及用于检查车辆制动元件以检测零件缺陷的存在的检查，以及用于实现这种检查的方法。

按照一个实施例，用于检查车辆元件的设备包括：具有透镜的照相机；具有第一端和第二端的管道镜，所述第一端被可操作地设置在照相机附近，所述第二端具有设置在其中的反射镜；以及对所述管道镜提供光的光源，由此使所述反射镜通过操作向照相机反射要被检查的车辆元件的一个区域的图像。

按照另一个实施例，用于检查制动元件以检测零件缺陷的存在的设备包括：具有连接于其上的透镜的照相机；具有第一端和第二端的管道镜，所述第一端被可操作地设置在照相机的透镜附近，所述第二端具有设置在其中的与制动元件的一个区域相邻的反射镜，借以检测零件缺陷的存在；以及对所述管道镜提供光的光源，由此使所述反射镜通过操作向照相机反射要被检查的车辆元件的所述区域的图像。

按照本发明的另一个实施例，用于检查车辆元件以检测零件缺陷的存在的方法包括以下步骤：(a)提供具有要被检查的区域的车辆元件；(b)提供一种视觉系统，其包括具有透镜的照相机、具有第一端和第二端的管道镜，所述第一端被可操作地设置在照相机附近，所述第二端具有设置在其中的反射镜，以及对所述管道镜提供光的光源，由此使所述反射镜通过操作向照相机反射要被检查的车辆元件的所述区域的图像；(c)把管道镜引入工件内；(d)启动光源；(e)操作照相机以拍摄车辆元件的所述区域的图像；以及(f)使用拍摄的图像检测车辆元件中的零件缺陷的存在。

通过结合附图阅读下面的优选实施例的详细说明，本领域技术人员可以清楚地看出本发明的其它优点。

附图说明

图1是用于检查车辆制动元件的设备的一个实施例的示意图；

图2是图1所示的车辆制动元件的一部分的截面图，表示车辆制动元件的一个检查区域；

图3是用于检查车辆制动元件的设备的另一个实施例的示意图；以及

图4是用于实现图1所示的检查车辆制动元件的方法的步骤顺序的实施例的流程图。

具体实施方式

现在参看附图，其中图1示出了一种视觉系统或设备的实施例，总体上用附图标记10表示，其用于检查一个零件，在本实施例中该零件为车辆制动元件，总体上用附图标记12表示。在所示的实施例中，示出的车辆制动元件12车辆制动卡钳，其具有被设置在其中的已知的密封槽，总体上用附图标记12A表示。如将要在下面讨论的，在所示的实施例中，设备10优选地通过操作用于检查制动卡钳12的密封槽12A。不过，应当理解，虽然结合在此所示的并被描述的特定的车辆制动元件说明本发明，应当理解，本发明可应用于对制动卡钳12的其它区域或部分的检查，和/或应用于对其它车辆制动系统元件的检查。此外，如果需要，本发明可用于检查其它与制动无关的元件，例如车辆操纵和悬架系统、乘客安全和约束系统、车体控制系统和发动机系统。此外，如果需要，本发明可用于检查其它和车辆无关的元件。

如在此示出的，在所示的实施例中，设备10优选地是一种电子视觉系统，其包括照相机14、透镜16、光源18和管道镜20。在图1所示的实施例中，设备10被定向成为一个基本上垂直堆叠的结构，照相机14和透镜16在顶部由合适的装置(未示出)支撑，管道镜20在照相机14的下面由合适的装置(未示出)支撑，光源18在管道镜20上或其周围由合适的装置(未示出)支撑。作为可替换方案，如果需要，照相机14、透镜16、光源18、管道镜20和零件12中的一个或多个的具体方位和布置可以与图示的不同。

在所示的实施例中，照相机14优选地可以是基于电荷耦合器件(CCD)的图像传感器(机座、处理器、存储器和传感器都在一个封装内，由Cognex公司制造)。合适的照相机可以包括Legnd 530M和Legend 540M。作为可替换方案，如果需要，照相机14的类型、结构和/或构成可以与所示的不同。

在所示的实施例中，透镜16优选的是具有可以锁定的F光圈的C形机座、焦距固定的工业透镜。合适的透镜可以是8毫米的23FM08-L型、16毫米的23FM16-L型、以及25毫米的23FM25-L型，由Tamron制造。作为可替换方案，如果需要，透镜16的类型、结构和/或构成可以与图示的不同。

在所示的实施例中，光源18优选地可以是松散地安装或承载在管道镜20的柄部20A上的发光二极管(LED)环形光源。具体地说，光源18可以包括安装在两个同心环中的48个LED。优选地，LED是24V直流的、连续发光的、无散射的白色LED。合适的LED是零件编号为010-6048 40的LED，由North East Robotics制造。或者，如果需要，光源18的类型、结构和/或构成可以与图示的不同。例如，光源可以是非LED光源，例如高频荧光；不过，LED是优选的，这是因为其使得能够由照相机拍摄高质量的图像。

在所示的实施例中，管道镜20最好是一种合适设计的刚性的光学工具，其包括在其第一端的柄部20A，在其相对的第二端的视管20B，以及中间的本体部分20C。优选地，管道镜20的视管20B的结构被设计用于每种特定的应用，即，按照每个要检查的零件设计其结构。

在所示的实施例中，整个管道镜20最好由高度抛光的丙烯酸材料作为一个单件单元被构成。在所示的实施例中，视管20B包括反射镜22(或其它合适的图像反射装置)，其被设置在视管20B内在其远端附近。在所示的实施例中，反射镜22最好是一种锥形的反射镜，其作为管道镜本身的一部分由高度抛光的丙烯酸材料制成。作为可替换方案，如果需要，管道镜20和/或反射镜22的类型、结构与/或构成可以与图示的不同。例如，管道镜20和/或反射镜22可以由其它的一种或多种合适的材料制成，和/或可以由两个或两个以上被装配而形成该部件的单独的元件构成。此外，管道镜20可以由第一种合适的材料与反射镜分离地被制成，反射镜可以由第二种合适的反射材料制成。

本发明的设备10可用于检查零件以检测零件缺陷的存在。例如，在制动卡钳12的情况下，用于制动卡钳的铸件经机加工、检查、清洗、再检查、然后装配。机加工处理包括使用成形的插件在卡钳孔12B的内径(ID)上形成密封槽12A(如图2最佳地示出的)。卡钳的装配处理把各元件添加到卡钳12上，这些元件一般包括活塞(未示出)、密封件(未示出)、以及一对制动垫片(未示出)。密封件被插入卡钳腔(bore)12B的密封槽12A中，以阻止制动流体通过活塞渗漏。在这个处理期间可能发生的问题是用于从密封槽12A除去所有的金属屑的清洗和检查处理的故障。如果这种情况发生，则活塞密封件可能被置于任何剩余的金属屑上。借助于施加气压并监视压力下降的速率，测试密封件的完整性。如果存在小的金属屑，则在测试条件下密封件可能正确地起作用。一旦卡钳被原始的设备制造者(OEM)装配到车辆上，小的金属屑可能引起卡钳在静止状态下泄漏制动流体。

本发明的设备10提供了用于检查这种情况的可靠的手段，并减少或消除这个问题。具体地说，本发明的一个实施例使用照相机14和与透镜16、光源18以及管道镜20相关的软件，以用于检查相关的零件。此外，相信零件图像的有目的的过度曝光，对于增强照相机检测其中的金属屑或异物的能力可能是优选的，这些金属屑或异物的尺寸小至人的头发的尺寸，或大约为0.5mm²。

按照本发明的一种优选的方法，要被检查的卡钳或零件12被引入具有透镜16、光源18和管道镜20的照相机14。在所述的实施例中，管道镜20由一种高度抛光的丙烯酸材料形成，其中在其远端具有锥体反射镜22。来自光源18的光被引导通过管道镜20并进入要被检查的卡钳12的腔12B。然后，一个图像被反射锥形反射镜22并被记录在照相机14及其相关的操作软件内。

接着通过软件(例如Frameworks 2.7.4)对图像进行分析，以确定是否任何金属屑或其它异物位于卡钳12的腔12B内，具体地说，在本实施例中，处于卡钳12的密封槽12A内。

用于检查零件例如制动卡钳12的方法可以包括图4所示的下列步骤。在步骤30，卡钳或零件12被提供给设备10。在这个例子中，卡钳12首先使用选择的用于定位的机加工表面被夹持在所需的位置。接着，在步骤32，把管道镜引入卡钳12中，以使得视觉系统(即照相机14、透镜16、光源18和管道镜20)可以拍摄卡钳12的密封槽12A的有用的图像。优选地，在步骤32，设备10被支撑着，以便在一个固定设备(未示出)上移动，该固定设备可通过操作把管道镜20定向或定位在相对于要被检查的零件的预定位置。

接着，在步骤34，光源18启动，在步骤36，由照相机14拍摄或记录图像。接着在步骤38，优选地该图像被分析(优选地使用合适的算法或其它合适的手段)，借以检查密封槽12A是否存在异物或者不希望有的颗粒(即机加工金属屑)。然后在步骤40，一种合适的设备，例如被编程的电子控制器设备，可根据预定的准则或其它因素对该零件分配合格或不合格代码。优选地，该方法被自动地以电子方式执行；不过，如果需要，该方法的一个或多个步骤可手动地执行。例如，光源18可以被手动地启动；照相机14可被手动地启动以记录图像；和/或如果需要，图像可被手动地分析。此外，为了使用单个设备10检查含有两个腔的卡钳12，可以在对该零件分配合格或不合格代码之前重复上述的步骤序列以检查卡钳12的两个腔。

本发明的设备10的优点在于：其可以检测位于密封槽12A的所需区域上的大约0.5mm²的金属屑或其它异物。如图2所示，在所示的实施例中，设备10优选地能够检查至少在密封槽12A的区域A和B内的金属屑或异物。在所示的实施例中，优选地不要求设备10检测位于零件的“暗”表面上的金属屑。术语“暗表面”指的是这样的表面，其在零件上的角度产生一个阴影，该阴影又不允许照相机拍摄物体图像，例如在图2所示的腔12B的“碎屑遮断”槽12C中。

作为可替换方案，设备10可被设计成能够检测在卡钳12的其它选择的部分或其它区域上的金属屑或异物，如果需要，包括那种暗表面。例如，这种合适的设备被示意地示于图3所示的实施例中，其中使用具有“’”的相同的附图标记表示和图1所示的设备相应的零件。如图3所示，在这个实施例中，设备10’包括照相机14’、透镜16’、光源18’、以及多组合角度的管道镜20’。此外，本发明的设备10，10’可以包括一个以上的照相机14、透镜16、光源18、管道镜20和/或反射镜22，以使得能够利用相关的设备检查零件的具有复杂几何形状的部分和/或一个以上的区域。

如上所述，虽然以优选地使用本发明检查制动卡钳12的密封槽12A对本发明进行了说明，但本发明可用于检查制动卡钳12的任何其它所需的部分或区域和/或应用于检查其它的车辆制动系统元件。此外，如果需要，本发明可用于检查其它与制动相关的元件，例如车辆操纵和悬架系统、乘客安全和约束系统、车体控制系统以及发动机系统。此外，如果需要，本发明可用于检查其它的非与车辆相关的元件。

按照有关专利情况的规定，已经描述并在不同的实施例中说明了本发明的原理和操作方式。不过，应当理解，在不脱离所附权利要求的范围和构思的情况下，可以以不同于所解释和说明的具体方式来实施本发明。

Claims (20)

1.一种用于检查车辆制动卡钳以检测设置在制动卡钳的腔中的环形密封槽中的金属屑或异物的存在并由此检测制动卡钳中的零件缺陷的设备，包括：

具有透镜的照相机；

具有第一端和第二端的管道镜，所述第一端被可操作地设置在所述照相机附近，所述第二端具有设置在其中的反射镜，所述反射镜适于被引入所述制动卡钳在其密封槽区域中的腔中；以及

对所述管道镜提供光的光源，由此使所述反射镜通过操作向所述照相机反射要被检查的所述制动卡钳的腔中的密封槽的图像，并由此检测制动卡钳的腔中的密封槽中的金属屑或异物的存在进而检测制动卡钳中的零件缺陷。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述光源由所述管道镜承载。

3.如权利要求1所述的设备，其中由照相机拍摄的图像被过曝光以增强照相机检测所述制动卡钳的腔中的密封槽中的金属屑或异物的能力，由此检测制动卡钳中的零件缺陷的存在。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述照相机是基于CCD的图像传感器。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述透镜是具有可锁定的F光圈的固定焦距透镜。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述光源是由所述管道镜承载的LED环。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述照相机是基于CCD的图像传感器，所述透镜是具有可锁定的F光圈的固定焦距透镜，所述光源是由所述管道镜承载的LED环。

8.如权利要求1所述的设备，其中所述管道镜由高度抛光的丙烯酸材料制成。

9.如权利要求8所述的设备，其中所述反射镜是锥形反射镜，并形成为所述管道镜的一部分。

10.如权利要求1所述的设备，其中所述管道镜是多复合角度的管道镜。

11.一种用于检查制动卡钳以检测设置在制动卡钳的腔中的环形密封槽中的金属屑或异物的存在并由此检测制动卡钳中的零件缺陷的设备，包括：

照相机，具有透镜；

具有第一端和第二端的管道镜，所述第一端被可操作地设置在所述照相机的所述透镜附近，所述第二端具有设置在其中的反射镜，所述反射镜适于被引入所述制动卡钳在其密封槽区域中的腔中，由此检测零件缺陷的存在；以及

对所述管道镜提供光的光源，由此使所述反射镜通过操作向所述照相机反射要被检查的所述制动卡钳的腔中的密封槽的图像，并由此检测制动卡钳的腔的密封槽中的金属屑或异物的存在进而检测制动卡钳中的零件缺陷；以及

其中由照相机拍摄的图像被过曝光以增强照相机检测所述制动卡钳的腔的密封槽中的金属屑或异物的能力，由此检测制动卡钳中的零件缺陷的存在。

12.如权利要求11所述的设备，其中所述光源由所述管道镜承载。

13.如权利要求11所述的设备，其中所述照相机是基于CCD的图像传感器。

14.如权利要求11所述的设备，其中所述透镜是具有可锁定的F光圈的固定焦距透镜。

15.如权利要求11所述的设备，其中所述光源是由所述管道镜承载的LED环。

16.如权利要求11所述的设备，其中所述照相机是基于CCD的图像传感器，所述透镜是具有可锁定的F光圈的固定焦距透镜，所述光源是由所述管道镜承载的LED环。

17.如权利要求11所述的设备，其中所述管道镜由高度抛光的丙烯酸材料制成。

18.如权利要求17所述的设备，其中所述反射镜是锥形反射镜，并形成为所述管道镜的一部分。

19.如权利要求11所述的设备，其中所述管道镜是多复合角度的管道镜。

20.一种用于检查车辆制动卡钳以检测设置在制动卡钳的腔中的环形密封槽中的金属屑或异物的存在并由此检测零件缺陷的存在的方法，包括以下步骤：

(a)提供制动卡钳，所述制动卡钳具有要被检查的设置在所述制动卡钳的腔中的环形密封槽；

(b)提供一种视觉系统，其包括：

具有透镜的照相机，

具有第一端和第二端的管道镜，所述第一端被可操作地设置在照相机附近，所述第二端具有设置在其中的反射镜，以及

对所述管道镜提供光的光源，由此使所述反射镜通过操作

向照相机反射要被检查的所述制动卡钳的腔中设置的环形密封槽的图像；

(c)把管道镜引入所述制动卡钳的腔中；

(d)启动光源；

(e)操作照相机以拍摄所述制动卡钳的腔中设置的环形密封槽的图像；以及

(f)曝光照相机拍摄的图像以增强照相机检测所述制动卡钳的腔的密封槽中的金属屑或异物的存在的能力，由此检测制动卡钳中的零件缺陷的存在。

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