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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inspektion eines ringförmigen Gegenstandes
nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
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Ringförmige Gegenstände, insbesondere O-Ringe,
bestehen häufig
aus einem elastischen Material wie z. B. Gummi und werden z. B.
im Maschinenbau und in der Fahrzeugindustrie, hier vor allem in
der Automobil- und Luftfahrttechnik, hauptsächlich zu Dichtzwecken verwendet.
Die Querschnitte derartiger Gegenstände sind überwiegend kreisrund, können jedoch
auch andere Formen aufweisen. Insbesondere im Fall von Gegenständen, die
in für
die Sicherheit von Maschinen, Fahrzeugen od. dgl. relevanten Baugruppen
benötigt
werden, ist vor ihrem Einbau eine sorgfältige Kontrolle auf Fehler
vielfacher Art erforderlich, um Fehlfunktionen oder sogar Unfälle zu vermeiden.
Da bisher für
diese Zwecke vorgeschlagene Inspektionsvorrichtungen noch nicht ausreichend
sicher arbeiten und technisch vergleichsweise aufwendig sind, werden
derartige Inspektionen bisher meistens von Personen manuell durchgeführt, was
mit zeitraubenden Arbeiten verbunden ist und einen hohen Grad an
Aufmerksamkeit und Zuverlässigkeit
der Prüfpersonen
erfordert.
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Bei
einer bekannten Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung (
US-PS 4 634 273 ) enthält die Aufnahmeeinrichtung
für den
Gegenstand in Form eines O-Rings drei unterschiedliche, drehbare Halterungen,
auf bzw. in denen der Gegenstand nacheinander montiert werden muß, um unterschiedliche
Inspektionsarten zu ermöglichen.
Zu diesen gehört
einerseits eine Überprüfung darauf,
ob der Außen-
und Innendurchmesser und/oder die Dicke des Gegenstands in vorgewählten Toleranzbereichen
liegen. Andererseits kann nacheinander die innere und die äußere Mantelfläche des
Gegenstandes auf Oberflächenfehler
wie z. B. Risse, Blasen, Fließmarkierungen,
Fremdmaterialien, Porosität
od. dgl. überprüft werden.
Nachteilig dabei ist jedoch, daß der
Gegenstand mehrfach in eine Halterung eingelegt bzw. dieser wieder
entnommen werden muß und
jeder Halterung eine eigene, individuelle Abtasteinrichtung zugeordnet
ist, was die Bearbeitungszeiten und die Inspektionskosten wesentlich
vergrößert.
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Bei
einer anderen bekannten Inspektionsvorrichtung, die zum Prüfen von
Gegenständen
in Form von im Querschnitt unrunden Dichtringen dient (
US-PS 4 467 214 ), ist als Aufnahmeeinrichtung
eine einzige, drehbare Auflageplatte für den Gegenstand vorgesehen.
Zur Abtastung der äußeren Mantelfläche des
Gegenstandes dienen drei verschiedene, aus unterschiedlichen Richtungen
auf den Gegenstand gerichtete Sensoreinheiten, die unterschiedlichen
Oberflächenabschnitten
der äußeren Mantelfläche zugeordnet
sind. Vorteilhaft bei dieser Vorrichtung ist der Umstand, daß der Gegenstand
mit einer automatisch arbeitenden Zuführstation auf die Auflageplatte
aufgelegt und nach Beendigung der Inspektion auch wieder automatisch
von der Auflageplatte entfernt werden kann. Als wesentlicher Nachteil
wird dagegen empfunden, daß weder
die untere Auflagefläche
noch die innere Mantelfläche
des Gegenstandes auf Fehler überprüft werden
kann.
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Schließlich ist
eine Inspektionsvorrichtung bekannt (
DE 197 26 927 C1 ), mittels derer ein auf
einer nicht drehbar gelagerten Auflageplatte angeordneter O-Ring
mit Hilfe einer optischen Kamera untersucht wird. Nachteilig ist
hier, daß der
O-Ring stets nur von einer Breitseite her inspiziert werden kann und
daher, falls eine Überprüfung von
beiden Breitseiten her erwünscht
oder erforderlich ist, auf der Auflageplatte gewendet werden müßte.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung das
technische Problem zugrunde, die Vorrichtung der eingangs bezeichneten
Gattung so auszubilden, daß eine
sichere und genaue Inspektion des Gegenstandes von allen Seiten
her möglich
ist, ohne daß der
Gegenstand gewendet oder nacheinander in unterschiedliche Halterungen
eingelegt werden muß.
Bevorzugt soll die Vorrichtung auch ermöglichen, den Gegenstand auf Oberflächenrisse
zu untersuchen und eine Vielzahl von Gegenständen nacheinander durch die
Inspektionsvorrichtung laufen zu lassen, ohne daß manuelle Eingriffe erforderlich
sind.
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Zur
Lösung
dieses Problems dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische und perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Inspektion eines ringförmigen
Gegenstandes;
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2 eine
Seitenansicht der Vorrichtung nach 1;
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3 bis 5 in
perspektivischen Draufsichten eine Transporteinrichtung der Vorrichtung
unter Weglassung einer zugehörigen
Abtasteinrichtung, wobei 3 die Positionierung, 4 einen
ersten Anhebungsschritt und 5 die Dehnung
eines zu inspizierenden Gegenstandes innerhalb der Vorrichtung darstellt;
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6 in
einer der 1 ähnlichen, perspektivischen
Ansicht einen zweiten Anhebungsschritt des Gegenstands innerhalb
der Vorrichtung;
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7 in
einer der 1 ähnlichen, perspektivischen
Darstellung die Inspektion des Gegenstandes;
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8 eine
Vorderansicht der Vorrichtung während
der nach 7 erfolgenden Inspektion des Gegenstandes;
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9 und 10 schematische
Darstellungen von unterschiedlichen Ausrichtungen einer Sensoreinheit
der Abtasteinrichtung der Vorrichtung nach 1 bis 8;
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11 und 12 je
eine perspektivische Vorder- bzw. Rückansicht von Mitteln, die
innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
der Durchführung
der in 4 bis 6 dargestellten Verfahrensschritte
dienen;
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13 eine
Draufsicht auf die Mittel nach 12; und
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14 und 15 Einzelheiten
der 11 und, 12 in
einem vergrößerten Maßstab.
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1 und 2 zeigen
zunächst
allgemein eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Inspektion von Gegenständen 1,
die hier als O-Ringe mit kreisrunden Querschnitten dargestellt sind
und aus einem elastischen Material wie z. B. Gummi bestehen. Die Vorrichtung
enthält
ein von einem Gehäuse 2 umgebenes
Grundgestell, an dessen Oberseite zwei parallel zueinander angeordnete,
zweckmäßig endlose Transporthänder 3 angeordnet
sind. Zwischen den beiden Transportbändern 3 ist ein Spalt 4 vorgesehen,
dessen Breite kleiner ist, als den Außendurchmessern der zu prüfenden Gegenstände 1 entspricht.
Die Transportbänder 3 sind über beidseits des
Gehäuses 2 drehbar
gelagerte Rollen 5 geführt, von
denen wenigstens eine mittels eines nicht dargestellten Antriebs
kontinuierlich oder schrittweise in Umdrehungen versetzt werden
kann, um beide Transportbänder 3 in
Richtung eines Pfeils v mit derselben Geschwindigkeit zu bewegen.
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In
einem mittleren Teil der Transportbänder 3 und oberhalb
von diesen befindet sich eine Abtasteinrichtung 6, die
in noch zu beschreibender Weise wenigstens zwei optoelektronische
Sensoreinheiten enthält,
die vorzugsweise je ein Beleuchtungsmittel 7 und einen
Lichtempfänger 8 aufweisen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist ferner eine Aufnahmeeinrichtung für den Gegenstand 1 auf,
die im Ausführungsbeispiel
zwei Halteelemente 9a und 9b enthält. Die
Aufnahmeeinrichtung ist ebenfalls in einem mittleren Teil der Transportbänder 3 und
im wesentlichen unterhalb der Abtasteinrichtung 6 angebracht,
wie 2 zeigt. Die Halteelemente 9a, 9b sind
in Richtung des Pfeils v hintereinander im Bereich des Spalts 4 angeordnet
und z. B. als rotationssymmetrische Rollen bzw. Scheiben ausgebildet,
die glatte Mantelflächen
aufweisen oder nach Art von Riemenscheiben mit in die Mantelflächen eingearbeiteten
Umfangsnuten versehen sind, in die die Gegenstände 1 zumindest teilweise
eingelegt werden können.
Die Außendurchmesser
der Halteelemente 9a, 9b sind einerseits merklich
kleiner als die Innendurchmesser der Gegenstände 1, so daß beide
Halteelemente 9a, 9b entsprechend 1 und 2 von
innen her in die Gegenstände 1 eingeführt werden
können.
Andererseits sind die Außendurchmesser
der Halteelemente 9a, 9b aber auch zumindest um
so viel kleiner als die Breite des Spalts 4, daß sie bei
senkrecht zu den Transportbändern 3 angeordneten
Achsen durch den Spalt 4 bewegt werden können. Zu
diesem Zweck sind die Halteelemente 9a, 9b koaxial
an oberen Enden von zwei parallelen Wellen 10a, 10b befestigt,
die im Gehäuse 2 gelagert
und hier im wesentlichen vertikal angeordnet sind, während die
oberen, als Auflageflächen
für die
Gegenstände 1 dienenden
Oberseiten der oberen Trums der Transportbänder 3 zumindest im
Bereich der Halteelemente 9a, 9b im wesentlichen
horizontal liegen. Außerdem
sind die Wellen 10a, 10b senkrecht zu den Auflageflächen der
Transportbänder 3 und
senkrecht zur Richtung des Pfeils v auf und ab bewegbar im Gehäuse 2 gelagert,
wie ein Doppelpfeil w in 2 zeigt. Weiterhin kann wenigstens
eine Welle 10a, 10b auch in Transportrichtung
(Pfeil v) hin und her bewegt werden, wie in 2 durch
einen Doppelpfeil x angedeutet ist. Schließlich ist wenigstens eine der
Wellen, wie weiter unten erläutert
wird, drehbar im Gestell gelagert und so mit einem Antriebsmittel verbunden,
daß sie
auch in eine rotierende Bewegung versetzt werden kann.
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Die
beschriebene Vorrichtung wird im wesentlichen wie folgt betrieben:
Ein Gegenstand 1 wird in einer nicht näher gezeigten Ladestation 11 so
auf den Transportbändern 3 abgelegt,
daß er
mittig über dem
Spalt 4 zu liegen kommt. Bei eingeschaltetem Antrieb für die Rollen 5 wird
der Gegenstand 1 daher in Richtung des Pfeils v transportiert.
Auf seinem Weg zur Abtasteinrichtung 6 passiert er zunächst eine
Lichtschranke (3), die z. B. eine Lichtquelle 12 und
eine Fotozelle 14 enthält.
Wird ein von der Lichtquelle 12 auf die Fotozelle 14 gerichteter
Lichtstrahl 15 vom Gegenstand 1 unterbrochen, dann werden
die Transportbänder 3 nach
Ablauf einer vorgegebenen, in einem Speicher einer Steuervorrichtung gespeicherten
Zeitspanne angehalten, wobei diese Zeitspanne so gewählt ist,
daß sich
beim Anhalten der Transportbänder 3 der
betreffende Gegenstand 1, wie in 1 bis 5 durch
eine Position 1a angedeutet ist, genau oberhalb der Aufnahmeeinrichtung
befindet. Alternativ können
die Transportbänder 3 auch
nach einem vorgegebenen Drehwinkel für die Rollen 5 angehalten
werden. Auch andere geeignete Mittel zum Steuern des Antriebs für die Rollen 5 wie z.B.
Schrittwinkelvorgaben sind denkbar. Der Antrieb für die Rollen 5 besteht
zu diesem Zweck vorzugsweise aus einem Servomotor.
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Bei
der Zufuhr des Gegenstands 1 zur Aufnahmeeinrichtung sind
die Halteelemente 9a, 9b mit Hilfe der Wellen 10a, 10b in
eine aus 3 ersichtliche Außerbetriebsstellung
zurückgezogen,
in der sie sich unterhalb der Auflageflächen bzw. Unterseiten der oberen
Trums der Transportbänder 3 befinden oder
bündig
mit diesen abschließen.
In dieser Außerbetriebsstellung
weisen die Wellen 10a, 10b außerdem ihren kleinsten, in
Richtung des Pfeils v gemessenen Abstand auf.
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Sobald
der Gegenstand 1 die Position 1a einnimmt, werden
die Wellen 10a, 10b mittels zugeordneter Antriebe
in Richtung des Doppelpfeils w (2 und 4)
angehoben. Dabei ist der in Richtung des Pfeils v gemessene Abstand
der beiden Halteelemente 9a, 9b so klein gewählt, daß beide gleichzeitig,
wie 3 und 4 zeigen, von unten her in den
vom Gegenstand 1 umschlossenen Innenraum eingeführt werden
können.
Die Bewegung der Wellen 10a, 10b wird beendet,
sobald die Halteelemente 9a, 9b innerhalb des
Gegenstands 1 eine gewünschte
Lage erreicht haben, in der z. B. ihre Umfangsnuten in Höhe des Gegenstands 1 angeordnet sind.
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Nach
Abschluß dieses
ersten Anhebungsschrittes werden die Wellen 10a, 10b in
Richtung des Doppelpfeils x (2 und 5)
so bewegt, daß sich
ihr Abstand immer mehr vergrößert. Dadurch
legen sich ihre Mantelflächen
allmählich
von innen an die innere Mantelfläche
des Gegenstands 1 an, wodurch dieser, falls er aus einem
flexiblen Material besteht, allmählich
in eine flachovale, aus 5 ersichtliche Form gebracht
wird. Besteht der Gegenstand außerdem
aus einem elastisch dehnbahren Material wie z. B. Gummi, dann wird
der Abstand der beiden Halteelemente 9a, 9b vorzugsweise
etwas mehr vergrößert, als
dem Innenumfang des Gegenstands 1 entspricht, um ihn in
seiner Längs-
bzw. Umfangsrichtung etwas zu dehnen und dadurch etwa vorhandene
Risse besser sichtbar zu machen. Je nach dem Material, aus dem der
Gegenstand 1 besteht, wäre
es aber auch möglich,
ihn in seiner ursprünglichen,
kreisrunden Ringform oder ungedehnt in der aus 5 ersichtlichen
flachovalen Form zu belassen.
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Nach
Abschluß des
anhand der 5 beschriebenen Verfahrensschrittes
werden die beiden Wellen 10a, 10b und mit ihnen
die Halteelemente 9a, 9b einer zweiten, in dieselbe
Richtung erfolgenden Anhebung unterworfen (6). Diese
Maßnahme dient
dem Zweck, die Halteelemente 9a, 9b und mit ihnen
den Gegenstand 1 in eine oberhalb der Auflagefläche der
Transportbänder 3 liegende
Inspektionsstellung anzuheben, die aus 6 bis 8 ersichtlich
ist. In dieser Inspektionsstellung, die für den Gegenstand 1 in 6 und 8 mit
dem Bezugszeichen 1b bezeichnet ist, erfolgt die Untersuchung des
Gegenstands 1 mit Hilfe der Abtasteinrichtung 6. Der
besondere Vorteil dieser Maßnahme
liegt darin, daß die
Halteelemente 9a, 9b in der Inspektionsstellung
vom Gegenstand 1 nur teilweise umschlungen werden, d. h.
jeweils nicht von den Halteelementen 9a, 9b gehaltene
und geführte
Abschnitte des Gegenstands 1 völlig frei liegen und daher
rundum zugänglich
sind. Dies trifft z. B. für
einen in 5 und 6 schwarz dargestellten
Abschnitt des Gegenstands 1 zu, der in einer Prüfzone 16 angeordnet
ist und aus einem quer zur Längsrichtung 1 erstreckten
Umfangsabschnitt vorgewählter
Länge steht.
Im Bereich dieser Prüfzone 16 kann
in besondere eine innere Mantelfläche 17a (1 und 5)
des Gegenstands 1 untersucht werden, ohne daß die Untersuchung
von den Halteelementen 9a, 9b behindert wird.
Daher ist erfindungsgemäß wenigstens
eine Sensoreinheit der Abtasteinrichtung 6 so angeordnet und
so auf die Prüfzone 16 ausgerichtet,
daß sie
in dieser einen Abschnitt der inneren Mantelfläche 17a des Gegenstands
erfaßt.
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Die äußere Mantelfläche 17b (1 und 5)
kann im Prinzip an jeder beliebigen Stelle längs des Gegenstands 1 mit
Hilfe einer zweiten Sensoreinheit untersucht werden, da sie auch
im Bereich der Halteelemente 9a, 9b weitgehend
frei liegt. Erfindungsgemäß wird jedoch
vorgeschlagen, auch die äußere Mantelfläche 17b im
Bereich der Prüfzone 16 nach 6 abzutasten.
Um ein möglichst
vollständiges
und gleichförmiges
Bild von der Oberfläche
des Gegenstands 1 zu erhalten, wird die Abtasteinrichtung 6 daher
gemäß 7 und 8 insbesondere so
ausgebildet, daß sie
mehr als zwei Sensoreinheiten 7, 8 aufweist, die
um die Prüfzone 16 herum
angeordnet und in unterschiedlichen Richtungen auf die Prüfzone 16 ausgerichtet
sind. Mit besonderem Vorteil werden die Sensoreinheiten 7, 8 ringförmig um die
Prüfzone 16 herum
verteilt, so daß jeder
Sensoreinheit 7, 8 nur ein kleiner Teil der Prüfzone 16 zugeordnet
ist. Dies ist in 7 und 8 durch
eine entsprechende Anzahl von Lichtbündeln 18 angedeutet, die
im Bereich der Prüfzone 16 von
den inneren bzw. äußeren Mantelflächen des
Gegenstandes 1 reflektiert und von zugehörigen Lichtempfängern 8 aufgenommen
werden. Insbesondere 8 zeigt, daß dadurch einige Lichtbündel 18 oberhalb
und einige Lichtbündel 18 unterhalb
des Gegenstands 1 zu liegen kommen, was eine nahezu ideale
Rundum-Betrachtung und -Abtastung der Prüfzone 16 ermöglicht.
Die die reflektierenden Lichtbündel 18 erzeugenden
Lichtstrahlen sind dabei zur Vermeidung von Unklarheiten weggelassen.
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Um
eine vollständige
Abtastung des Gegenstands 1 in dessen Längsrichtung zu ermöglichen, wird
dieser bei in Inspektionsstellung angeordneten Halteelementen 9a, 9b schrittweise
oder kontinuierlich gedreht. Dadurch wird nacheinander jeweils ein anderer
Längenabschnitt
des Gegenstands 1 in den Bereich der Prüfzone 16 gebracht.
Die Drehung des Gegenstands 1 erfolgt dabei zweckmäßig dadurch, daß wenigstens
eine Welle 10a, 10b der Halteelemente 9a, 9b z.
B. in Richtung von Pfeilen z (7) gedreht
wird. Die andere Welle kann dabei lose mitdrehen oder auch im Stillstand verbleiben.
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Nach
Beendigung eines vollständigen
Inspektionszyklus werden die Wellen 10a, 10b und Halteelemente 9a, 9b zunächst entgegengesetzt zum
zweiten Anhebungsschritt (Pfeil w in 2 und 6)
wieder abgesenkt, bis die aus 5 ersichtliche
Stellung erreicht ist. Danach wird der Abstand der Wellen 10a, 10b soweit
reduziert, daß der
größte in Richtung
des Pfeils x gemessene Abstand der Halteelemente 9a, 9b kleiner
als der Innendurchmesser der Gegenstands 1 im entspannten
Zustand (4) ist. Anschließend werden
die Wellen 10a, 10b entgegengesetzt zum ersten
Anhebungsschritt noch weiter zurückgezogen,
bis die Halteelemente 9a, 9b entsprechend 3 auf
der im Vergleich zur Inspektionsstellung anderen Seite der Transportbänder 3 liegen
oder allenfalls bündig
mit deren Auflageflächen angeordnet
sind. Die Halteelemente 9a, 9b nehmen dann wieder
ihre Außerbetriebsstellung
ein, in der sie den Gegenstand 1 nicht erfassen, wodurch
dieser wieder auf den Transportbändern 3 zu
liegen kommt. Der untersuchte Gegenstand 1 kann daher jetzt durch
Einschalten des Antriebs für
die Transportbänder 3 in
Richtung des Pfeils v weiter transportiert und einer Entladestation 19 zugeführt werden,
während gleichzeitig
der nächste
zu prüfende
Gegenstand 1 in die Position 1a befördert wird.
Dabei ist es möglich, als
fehlerhaft erkannte Gegenstände 1 aus
dem Strom der übrigen
Gegenstände 1 auszusortieren,
indem z. B. pneumatische Ausstoßelemente,
Weichensysteme od. dgl. vorgesehen werden. Automatische Entladestationen
sind wie automatische Ladestationen im Prinzip z. B. aus der USA-Patentschrift
4 467 214 bekannt, die zur Vermeidung von Wiederholungen hiermit
durch Referenz zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht
wird.
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Ein
besonderer Vorteil der beschriebenen Vorrichtung besteht darin,
daß durch
Anwendung einer Vielzahl von Sensoreinheiten gleichzeitig eine Betrachtung
aus unterschiedlichen Blickwinkeln möglich ist. Dabei kann die Beleuchtungssituation durch
Ein- bzw. Ausschalten von Beleuchtungsmitteln 7 beliebig
eingestellt bzw. verändert
werden. Möglich
ist es auch, ein Beleuchtungsmittel 7 mehreren Lichtempfängern 8 zuzuordnen,
so daß sich
mehrere Sensoreinheiten ein Beleuchtungsmittel 7 teilen. Weiter
kann das einfallende Licht, wie in 9 und 10 durch
von den Beleuchtungsmitteln 7 ausgehende Lichtstrahlen 20, 21 angedeutet
ist, von schräg
bis nahezu senkrecht auf die Prüfzone 16 gerichtet
werden.
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9 zeigt
einen schräg
auf die Prüfzone 16 treffenden
Lichtstrahl 20, der z. B. einen Riß 22 in der Oberfläche des
Gegenstands 1 besonders kontrastreich abbildet. Da in die
Rißspalten
gemäß 9 nahezu
kein Licht einfällt,
werden diese sehr dunkel abgebildet, während intakte Oberflächenbereiche
aufgrund einer diffusen Reflektion des Lichts vergleichsweise hell
vom Lichtempfänger 8 wahrgenommen werden.
Eine besonders sichere Erkennung derartiger Risse 22 wird
ermöglicht,
wenn die Gegenstände 1,
wie beschrieben, mittels der Halteelemente 9a, 9b leicht
gedehnt und die Risse 22 dadurch künstlich vergrößert werden.
Dagegen zeigt 10 einen nahezu senkrecht auf
die Oberfläche
des Gegenstands 1 eintreffenden Lichtstrahl 21,
der mit dem reflektierten Lichtbündel 18 einen
wesentlich spitzeren Winkel als in 9 bildet.
Hierdurch lassen sich z. B. aus glänzendem Metall bestehende Fremdkörper 23 gut darstellen,
weil sie den Lichtstrahl 21 im wesentlichen total reflektieren
und besonders hell erscheinen. In beiden Fällen können die Lichtstrahlen 20, 21 außerdem so
breit gewählt
werden, daß sich
von verschiedenen Beleuchtungsmitteln 7 kommende Lichtstrahlen 20, 21 überlappen,
so daß mit
Sicherheit kein Oberflächenabschnitt
des Gegenstands 1 unbeleuchtet bleibt.
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Als
Lichtempfänger 8 werden
vorzugsweise Digitalkamers, CCD-Elemente od. dgl. verwendet, an die
bei Inspektionsvorrichtungen vergleichbarer Art an sich bekannte
Bildverarbeitungsrechner angeschlossen werden, wie sie z. B. auch
bei der Inspektion von Flaschen verwendet werden. Mit modernen Geräten dieser
Art können
die erhaltenen Bilder in Millisekunden verarbeitet und ausgewertet
werden. Die Inspektion eines kompletten O-Rings mit Hilfe von ca.
100 Bildern kann daher z. B. in weniger als einer Sekunde stattfinden.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel für die verschiedenen
Antriebe beschrieben, mittels derer die Wellen 10a, 10b bewegt
werden. Dabei wird der Einfachheit halber eine Anordnung beschrieben,
bei welcher nur die Welle 10a in Richtung des Pfeils z
zwangsweise angetrieben wird (7), während allein
die Welle 10b in Richtung des Pfeils x (5)
hin und her bewegt werden kann. In Richtung des Pfeils w sind dagegen
beide Wellen 10a, 10b hin und her bewegbar.
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Wie
insbesondere 11, 13 und 14 zeigen,
ist die Welle 10b zu diesem Zweck axial unverschiebbar,
aber vorzugsweise drehbar in einem Übertragungsschlitten 26 montiert.
Dieser Übertragungsschlitten 26 ist
in Richtung des Pfeils x zwar auf wenigstens einer Führungsstange 27 horizontal
bewegbar, in quer dazu verlaufenden Richtungen jedoch formschlüssig mit
der Führungsstange 27 gekoppelt.
Die Enden der Führungsstange 27 sind stationär in zwei
Endklötzen 28a und 28b eines
Vertikalschlittens 28 befestigt. Die beiden Endklötze 28a, 28b sind
ihrerseits auf vertikalen Führungsstangen 29a, 29b in
Richtung des Pfeils w vertikal verschiebbar gelagert, wobei die
Führungsstangen 29a, 29b stationär an einer
ebenfalls stationären
Grundplatte 30 befestigt und parallel zueinander angeordnet
sind. Außerdem
sind die beiden Endklötze 28a, 28b durch wenigstens
eine weitere Führungsstange 31 fest
miteinander verbunden, so daß eine
kompakte, als Ganzes vertikal bewegliche Baueinheit entsteht.
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Die
zweite Welle 10a ist, wie insbesondere 14 zeigt,
axial unverschiebbar, jedoch drehbar in dem Endklotz 28a des
Vertikalschlittens 28 gelagert. Das hat zur Folge, daß bei einer
Vertikalbewegung des Vertikalschlittens 28 längs der
Führungsstangen 29a, 29b einerseits
von den Endklötzen 28a, 28b die Führungsstange 27,
und mit ihr die Welle 10a und andererseits von der Führungsstange 27 der Übertragungsschlitten 26 und
mit ihm die die Welle 10b mitgenommen wird.
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Der Übertragungsschlitten 26 weist
an seiner Vorderseite gemäß 13 eine
im montierten Zustand vertikale Führungsnut 32 auf,
in der eine weitere Führungsstange 33 (12, 13 und 15) angeordnet
ist. Diese Führungsstange 33 ist
an der dem Übertragungsschlitten 26 zugewandten
Rückseite
eines Horizontalschlittens 34 (12 1 und 15)
befestigt, der parallel zum Pfeil x horizontal hin und her bewegt
werden kann. Zu diesem Zweck ist der Horizontalschlitten 34 auf
weiteren, horizontalen Führungsstangen 35 verschiebbar
gelagert, die stationär
ein Grundgestell der Vorrichtung oder an der Grundplatte 30 befestigt
sind. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß eine nur in horizontaler
Richtung mögliche
Verschiebung des Horizontalschlittens 34 eine entsprechende
Verschiebung der Führungsstange 33 und
damit gleichzeitig auch des Übertragungsschlittens 26 in
horizontaler Richtung zur Folge hat. Der Übertragungsschlitten 26 kann
jedoch, da er nach Art einer Nut/Feder-Verbindung 32, 33 mit
dem Horizontalschlitten 34 gekoppelt ist, gleichzeitig
auch vertikal bewegt werden, wenn er vom Vertikalschlitten 28 über die
Führungsstange 27 in
Richtung des Pfeils w mitgenommen wird. Der Übertragungsschlitten 26 überträgt daher
sowohl horizontale Bewegungen des Horizontalschlittens 34 als
auch vertikale Bewegungen des Vertikalschlittens 28 auf
die von ihm getragene Welle 10b und das an dieser montierte
Halteelement 9b, so daß beide
in derselben Weise wie die am Vertikalschlitten 28 montierte
Welle 10a und das Halteelement 9a angehoben bzw.
abgesenkt werden.
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Zum
Antrieb der Schlitten 28, 34 dienen zweckmäßig Antriebe 36 und 37 in
Form von Servomotoren, die beide an der Grundplatte 30 stationär befestigt
sind. Dabei dient der Antrieb 36 zum Drehen eines Kurbelarms 38 (11 und 14),
dessen eines Ende an einer horizontalen Ausgangswelle des Antriebs 36 befestigt
und dessen anderes Ende gelenkig mit einem Gleitstück 39 verbunden
ist, das auf der Führungsstange 31 in
x-Richtung hin- und herschiebbar und quer dazu formschlüssig mit
der Führungsstange 31 gekoppelt
ist. Ein Einschalten des Antriebs 36 hat daher zur Folge,
daß der
Kurbelarm 38 gedreht, das Gleitstück 39 in x-Richtung
verschoben und dadurch der Vertikalschlitten 28 und mit
ihm der Übertragungsschlitten 26 auf
den Führungsstangen 29a, 29b in
Richtung des Pfeils w verschoben wird. In entsprechender Weise dient
der Antrieb 37 zum Drehen eines Kurbelarms 40 (12 und 15),
dessen eines Ende an einer horizontalen Ausgangswelle des Antriebs 37 befestigt
und dessen anderes Ende gelenkig mit einem Gleitstück 41 verbunden
ist. Dieses Gleitstück 41 ist
auf einer am Horizontalschlitten 34 parallel zum Pfeil
w befestigten Führungsstange 42 auf
und ab verschiebbar gelagert und quer dazu formschlüssig mit
der Führungsstange 42 gekoppelt.
Ein Einschalten des Antriebs 37 hat daher zur Folge, daß der Kurbelarm 40 gedreht,
das Gleitstück 41 in
w-Richtung verschoben und dadurch der Horizontalschlitten 34 und
mit ihm der Übertragungsschlitten 26 auf
der Führungsstange 35 in
Richtung des Pfeils x verschoben wird.
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Damit
eine Vertikalbewegung der Welle 10a möglich ist, ohne daß ein zu
ihrer Drehung vorhandener Antrieb 43 in Form eines weiteren
Servomotors od. dgl. mit bewegt werden muß, wird zweckmäßig die
aus 14 ersichtliche Anordnung vorgesehen. Der fest
mit der Grundplatte 30 verbundene Antrieb 43 weist
eine vertikale Ausgangswelle 44 auf, die mit einer Hohlwelle 45 koaxial
und drehfest verbunden ist. Die Hohlwelle 45 besitzt einen
unrunden, z. B. quadratischen Innenquerschnitt, während die
Welle 10a zumindest in einem ausreichend langen, unteren Abschnitt 46 einen
entsprechend unrunden, z. B. quadratischen Außenquerschnitt besitzt und
mit diesem Abschnitt 46 in die Hohlwelle 45 ragt.
Dadurch ist die Welle 10a unabhängig davon, in welcher Höhenlage
sie sich aufgrund der Bewegungen des Vertikalschlittens 28 gerade
befindet, stets in Richtung des Pfeils z mit der Ausgangswelle des
Antriebs 43 drehfest verbunden. Das gilt insbesondere auch
für den
Fall, daß die
Welle 10a so weit angehoben ist, daß sich das Halteelement 9a in
der Inspektionssstellung nach 6 und 7 befindet,
in welcher die Welle 10a zum Transport des Gegenstands 1 kontinuierlich
oder schrittweise in z-Richtung gedreht werden muß. Die zweite
Welle 10b kann sich in diesem Fall in ihrem Drehlager auf
dem Übertragungsschlitten 26 frei
mitdrehen.
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Durch
gesteuertes Ein- und Ausschalten der Antriebe 36, 37 und 43 mit
Hilfe einer nicht dargestellten Steuervorrichtung ist es möglich, die
beiden Wellen 10a, 10b und Halteelemente 9a, 9b in
der oben beschriebenen Weise zu verschieben, um den Gegenstand 1 in
x-Richtung aufzunehmen und ggf. zu dehnen bzw. wieder freizugeben
und in die Inspektionsstellung anzuheben bzw. wieder auf den Transportbändern 3 abzulegen.
Gleichzeitig kann die Welle 10a in Umdrehungen versetzt
werden, um den Gegenstand 1 in der Inspektionsstellung
allmählich
zu drehen und dabei alle in Längsrichtung
aufeinander folgenden Abschnitte nacheinander durch die Prüfzone 16 zu
bewegen. Vorteilhaft ist bei der beschriebenen Anordnung vor allem,
daß die Antriebe 37 und 43 nicht
mit dem Vertikalschlitten 28 mitbewegt werden brauchen,
sondern wie der Antrieb 36 stationär angeordnet werden können.
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Die
Erfindung ist nicht auf die das beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt,
das auf vielfache Weise abgewandelt werden könnte. Dies gilt insbesondere
für den
Anwendungszweck der beschriebenen Vorrichtung, da die Gegenstände 1 auch
anders als die üblichen,
runde Querschnitte aufweisenden O-Ringe ausgebildet sein können. Weiterhin können die
Halteelemente 9a, 9b anders als beschrieben ausgebildet
sein und je nach Stabilität
der Gegenstände 1 auch
oder nur an deren äußeren Mantelflächen 17b angreifen,
wobei auch mehr als zwei Halteelemente und paarweise innen und außen angreifende
Halteelemente vorgesehen werden können und im Prinzip je ein
bewegliches Halteelement zum Spannen des Gegenstands 1 ausreicht.
Weiter ist klar, daß zusätzlich zu
der Lichtschranke 12, 14 weitere Sensoren vorgesehen
sein können,
um das Erreichen von gewünschten
Lagen der Gegenstände 1 anzuzeigen,
wenn diese Lagen nicht durch Steuerung der Antriebe 36, 37 und 43 automatisch
erreicht werden. Außerdem
dienen die in der Zeichnung verwendeten Pfeile v, w, x und z nur
zur Beschreibung des Ausführungsbeispiels,
d. h. es sind abweichend davon auch andere Bewegungs- und Drehrichtungen für die verschiedenen
Teile möglich.
Weiter können anstelle
der Antriebe 36, 37 und 43 auch andere
Antriebsmittel wie Linearmotoren, Schrittmotoren, pneumatische oder
hydraulische Zylinder/Kolben-Anordnungen od. dgl. vorgesehen werden.
Schließlich
versteht sich, daß die
verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und
dargestellten Kombinationen angewendet werden können.