DE102006024408A1 - Device for calculating a geometric characteristic of a spiral spring comprises a unit for receiving images to receive images of the spring at different height positions and a calculating unit for measuring the position of reference regions - Google Patents
Device for calculating a geometric characteristic of a spiral spring comprises a unit for receiving images to receive images of the spring at different height positions and a calculating unit for measuring the position of reference regions Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich Federn. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, um eine Spiralfeder zu vermessen, die von einer Wickelmaschine oder einer ähnlichen Maschine geformt wurde.The The present invention relates to the field of springs. In particular the present invention relates to a method and a device, to measure a coil spring, that of a winding machine or a similar one Machine was shaped.
Es ist bekannt, dass eine Spiralfeder aus Draht aus elastischem Material (typisch Federstahl) besteht, der spiralförmig aufgewickelt ist, so dass er eine Wicklung mit im Wesentlichen konzentrischen Windungen im Hinblick auf die Achse der Spirale bildet. Der Draht kann typischerweise einen runden, ovalen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Die Windungen können denselben Durchmesser (zylindrische Feder) oder einen unterschiedlichen Durchmesser haben.It It is known that a spiral spring of wire made of elastic material (typically spring steel), which is spirally wound, so that he has a winding with essentially concentric turns in the With respect to the axis of the spiral. The wire can typically have a round, oval or square cross-section. The Turns can the same diameter (cylindrical spring) or a different diameter to have.
In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnet der Begriff „Feder" der Einfachheit halber eine Spiralfeder des soeben beschriebenen Typs.In In the following description, the term "spring" refers to simplicity half a coil spring of the type just described.
Eine Druckstahlfeder ist in der Lage, Drucklasten zu tragen. Da die Drucklasten an den Endwindungen ansetzen, ist es notwendig, dass die beiden Endwindungen zur Achse der Spirale senkrechte Ebenen bilden, damit eine Feder korrekt funktioniert.A Pressure steel spring is able to bear pressure loads. Because the printing loads attach to the end turns, it is necessary that the two end turns to the axis of the spiral form vertical planes, thus a spring works correctly.
Zu diesem Zweck wird der Teil des Drahtes der jede der beiden Endwindungen bildet, gewöhnlich so aufgewickelt, dass jede Endwindung einen Abstand von der ihr benachbarten Windung einnimmt, der entlang des Umfanges der Windung variiert; dieser Abstand verringert sich, wenn man sich dem Ende das Drahtes nähert, und wird im Wesentlichen null, wenn der Draht endet. Für Präzisionsanwendungen werden die beiden Endwindungen gewöhnlich geschliffen, das heißt so geebnet, dass ihre zur Außenseite der Feder gewandte Seite so weit wie möglich eben und zur Spiralachse senkrecht ist. Je ausgeprägter die senkrechte Lage ist, desto besser ist die Qualität der Feder.To For this purpose, the part of the wire becomes the each of the two end turns forms, usually wrapped so that each end turn a distance from her adjacent turn takes place along the circumference of the turn varies; this distance decreases as you approach the end the wire is approaching, and becomes essentially zero when the wire ends. For precision applications the two end turns are usually ground, that is, flattened, that's to the outside the spring-facing side as far as possible flat and the spiral axis is vertical. The more pronounced The vertical position is, the better the quality of the spring.
Daher ist es notwendig, bei einer geschliffenen Feder eine Reihe an Messungen durchzuführen, um ihre Qualität zu beurteilen. Unter diesen Messungen gibt zum Beispiel die Messung des Wertes der nicht senkrechten Lage (e1) und die Messung des Wertes der nicht parallelen Lage (e2), welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Abbildungen definiert werden.Therefore It is necessary to take a series of measurements on a ground spring to perform their quality to judge. Among these measurements, for example, is the measurement the value of the non-vertical position (e1) and the measurement of the value the non-parallel position (e2), which is referred to below be defined on the pictures.
Die Anmeldende hat jedoch beobachtet, dass die Werte e1 und e2 ebenso wie der Durchmesser, die Teilung und die Länge eine zweidimensionale Beschreibung einer Feder liefern. Daher hat die Anmeldende beobachtet, dass diese Messungen nur eine teilweise und unvollständige Beschreibung der Feder ermöglichen.The Applicant has observed, however, that the values e1 and e2 are the same like the diameter, the division and the length a two-dimensional description deliver a spring. Therefore, the applicant has observed that this Measurements only a partial and incomplete description of the spring enable.
Außerdem hat die Anmeldende beobachtet, dass bei geschliffenen Federn eine Charakterisierung der Feder von Nutzen wäre, bevor sie geschliffen wird. Dies würde vorteilhafterweise ermöglichen, die Aufwickelphase des Drahtes zur Bildung der Endwindungen und die Schleifphase getrennt zu optimieren. Außerdem würde dies vorteilhafterweise ermöglichen, vor dem Schleifen Federn mit solchen Eigenschaften zu bestimmen, die nach dem Schleifen zu geschliffenen Federn mit den gewünschten Eigenschaften werden.Besides, has the applicant observes that with ground feathers a characterization the feather would be of use before it is sanded. This would advantageously allow the Winding phase of the wire to form the end turns and the Optimize grinding phase separately. In addition, this would be advantageous enable, to determine springs with such properties before grinding the after grinding to ground springs with the desired Become properties.
Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu bieten, um zumindest ein geometrisches Merkmal einer Feder zu berechnen, das ermöglicht, dreidimensionale Messungen einer Feder zu liefern und sie im Wesentlichen vollständig zu beschreiben.Therefore It is an object of the present invention to provide a method and to provide a device for at least one geometric feature to calculate a spring, which allows three-dimensional measurements to deliver a spring and essentially complete it describe.
Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu bieten, um zumindest ein geometrisches Merkmal einer Feder zu berechnen, das ermöglicht, zweckdienliche Messungen zu erhalten, um die einzelnen Phasen des Schleifverfahrens zu optimieren.One Another object is a method and an apparatus to provide at least one geometric feature of a spring calculate that allows To obtain appropriate measurements to the individual phases of the Optimize grinding process.
Dieses und andere Ziele werden durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und ein Verfahren nach Patentanspruch 9 erreicht. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den jeweiligen Patentansprüchen dargestellt. Sämtliche Patentansprüche sind als integrierender Teil der vorliegenden Beschreibung zu betrachten.This and other objects are achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 9 achieved. Further advantageous Features are shown in the respective claims. All claims are to be considered as an integral part of the present specification.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung geboten, um zumindest ein geometrisches Merkmal einer Spiralfeder zu berechnen, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine Einrichtung zur Aufnahme von Bildern, um ein erstes Bild der Feder in der Höhe einer ersten Winkelposition und zumindest ein zweites Bild der Feder in der Höhe von mindestens einer zweiten Winkelposition aufzunehmen; und einen Rechner, um Folgendes durchzuführen: beim ersten Bild die Position eines ersten Referenzbereichs einer Windung zu messen; bei zumindest einem zweiten Bild die Position von zumindest einem zweiten Referenzbereich der Windung zu messen; aus den Positionen des ersten und von mindestens einem zweiten Referenzbereich zumindest ein geometrisches Merkmal der Feder bei Veränderung der Winkelposition zu berechnen.According to one The first aspect of the invention provides a device to at least to calculate a geometric feature of a coil spring, wherein the device comprises: means for receiving from pictures, to a first picture of the spring in the height of one first angular position and at least a second image of the spring in the height to receive at least a second angular position; and one Calculator to do the following: in the first image, the position of a first reference region of a Measure turn; at least a second picture the position measure at least a second reference range of the winding; from the positions of the first and at least a second reference range at least one geometric feature of the spring in change to calculate the angular position.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren geboten, um zumindest ein geometrisches Merkmal einer Spiralfeder zu berechnen, welche folgende Phasen umfasst: Aufnahme eines ersten Bildes der Feder in der Höhe einer ersten Winkelposition; Aufnahme von mindestens einem zweiten Bild der Feder in der Höhe von zumindest einer zweiten Winkelposition; Messung der Position eines ersten Referenzbereichs einer ersten Windung beim ersten Bild; Messung der Position von mindestens einem zweiten Referenzbereich der ersten Windung bei mindestens einem zweiten Bild; Berechnung von mindestens einem geometrischen Merkmal der Feder bei Veränderung der Winkelposition aus den Positionen des ersten und von mindestens einem zweiten Referenzbereich der ersten Windung.According to a second aspect, a method is provided to at least one geometric Calculating a characteristic of a coil spring comprising the following phases: taking a first image of the spring at the height of a first angular position; Receiving at least a second image of the spring at the height of at least a second angular position; Measuring the position of a first reference region of a first turn on the first image; Measuring the position of at least one second reference region of the first turn in at least one second image; Calculation of at least one geometric feature of the spring when changing the angular position from the positions of the first and at least one second reference region of the first turn.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich, die als Beispiel dient, aber nicht erschöpfend ist und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen zu lesen ist, wobeiFurther Features and advantages of the present invention will become apparent from the following description, which serves as an example, but not exhaustive is to be read and with reference to the accompanying drawings is, where
Unter
Bezugnahme auf
Der
Illuminator
Die
Kamera
Vorzugsweise
können
die Kamera und der Drehteller in vertikaler Richtung in Bezug aufeinander
verschoben werden (nicht in
Vorzugsweise
ist der Träger
Gemäß der Erfindung
wird eine zu vermessende Feder S auf den Drehteller
Zu
Beginn befindet sich die Feder in einer vorbestimmten Position (erster
Winkel, θ=0).
Diese Position ist beispielsweise jene, bei der das Ende E des Drahtes,
der die obere Endwindung bildet, senkrecht zur Achse z (
Gemäß der Erfindung
wird die Feder S von den vom Illuminator
Der
Drehteller
Die
Feder S von
Wie
in
Außerdem sind eine unterbrochene Linie t1-t2-t3-t4 gezogen, von der jeder Abschnitt zu einem entsprechenden Paar. von benachbarten Windungen an der rechte Seite tangential ist, und eine Linie t5, die oben zur Ebene der oberen Endwindung tangential ist.Besides, they are a broken line t1-t2-t3-t4 pulled from each section to a corresponding pair. from adjacent turns at the right side is tangential, and a line t5, the top to the plane the upper end turn is tangential.
Laut
der vorliegenden Erfindung wird die Länge E1 des Segments berechnet,
das die Linien y' und
y " auf der Linie
x abtrennen, wie in
Schließlich wir die Länge L der Feder berechnet, die als Distanz zwischen den Linien x und x' definiert wird.Finally we the length L of the spring is calculated as the distance between the lines x and x 'is defined.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird schließlich ein Markierer geschaffen. Vorzugsweise entspricht der Markierer in Form und Abmessung dem Querschnitt des Drahtes, der hier im Wesentlichen kreisförmig angenommen wird.According to the present Invention finally becomes created a marker. Preferably, the marker corresponds in shape and dimension the cross section of the wire, here essentially circular Is accepted.
Dann
wird auf der Höhe
jedes Endbereiches jeder auf dem Bild der Feder S sichtbaren Windung ein
jeweiliger Markierer darübergelegt,
wie in
Von jedem Markierer m1, m2, m3 und m4 wird ein entsprechendes Segment D1, D2, D3 und D4 gezogen, das im Hinblick auf den Abschnitt t1, t2, t3 und t4 senkrecht ist. Laut der vorliegenden Erfindung wird der Durchmesser jeder Windung als Länge jedes Segments D1, D2, D3 und D4 berechnet.From each marker m1, m2, m3 and m4 becomes a corresponding segment D1, D2, D3 and D4, which, with regard to the section t1, t2, t3 and t4 is vertical. According to the present invention is the diameter of each turn as the length of each segment D1, D2, D3 and D4 calculated.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Markierer m'0, m'1, m'2, m'3 und m'4 jeweils über die Bereiche des rechten Endes der oberen Endwindung und der ersten, zweiten, dritten und vierten Windung der Feder S gelegt. Dann werden die Höhen der Markierer m'0, m'1, m'2, m'3 und m'4 erfasst. Der Vorteil dieser Vorgangsweise wird nachfolgend erklärt.at a preferred embodiment of the invention are the markers m'0, m'1, m'2, m'3 and m'4 each over the Areas of the right end of the upper end turn and the first, second, third and fourth turn of the spring S placed. Then be the heights the marker m'0, m'1, m'2, m'3 and m'4 detected. The advantage This procedure will be explained below.
Die
Abmessungen im Hinblick auf das in
Wie
bereits erwähnt,
wird erfindungsgemäß ein Bild
der Feder für
jeden Drehwinkel θ des
Drehtellers
Die
Der
Wert e1 der nicht senkrechten Lage wird als Maximallänge E1 unter
allen erhalten, welche den verschiedenen Rotationswinkeln θ entsprechen
(in
Auf
jedem der Bilder, die in
Im
Besonderen gibt es in
Es
ist zu beobachten, dass, obwohl der Drehteller
Gemäß der Erfindung können die Werte der Winkel θ gewählt werden, indem 180° in eine ganze Zahl M>=2 von Winkeln geteilt werden.According to the invention can the values of the angles θ are chosen by 180 ° in an integer M> = 2 be shared by angles.
Wie bereits angedeutet, wird für jeden Markierer die Höhe im Hinblick auf das Koordinatensystem x, y gemessen. Die für jeden Markierer und für jedes Bild gemessenen Daten können zum Beispiel in einer Tabelle geordnet werden. Die Daten können dann genützt werden, um diverse Arten von Diagrammen zu erstellen.As already indicated, is for every marker the height with respect to the coordinate system x, y measured. The one for everyone Marker and for every picture can be measured data for example, be arranged in a table. The data can then availed to create various types of charts.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Markierer mit der größten Höhe bestimmt. Im beschriebenen Beispiel ist dieser Markierer der Markierer m10, welcher dem Bereich des linken Endes der oberen Endwindung unter einem Winkel von θ=0° betrachtet entspricht. Die Höhe des Markierers m10 wird in ein Diagramm der Höhe (das heißt auf der y-Ordinate) in Abhängigkeit vom Winkel θ übertragen.According to the present Invention, the marker is determined with the greatest height. In the described For example, this marker is the marker m10, which is the area of the left end of the upper end turn at an angle of θ = 0 ° equivalent. The height of the marker m10 is in a diagram of the height (that is, on the y-ordinate) depending on transmitted from the angle θ.
In
der anschließenden
Phase wird von allen Markierern der Abbildungen von
Anschließend wird
unter allen Markierern der
Anschließend wird
unter allen Markierern der
Sobald
der Markierer m60 erfindungsgemäß bestimmt
ist, wird erneut unter allen Markierern von
Daher beschreibt die Kurve, welche die Höhen der Markierer m10, m20, m30, m40, m50, m60 und m'10 umfasst, die Höhe der oberen Endwindung der Feder S unter verschiedenen Winkeln von 0° bis 180° betrachtet.Therefore describes the curve showing the heights of the markers m10, m20, m30, m40, m50, m60 and m'10 includes, the height the upper end turn of the spring S at different angles of 0 ° to 180 ° considered.
Das oben genannte Verfahren wird wiederholt, bis alle Markierer ausgewählt und in das Diagramm übertragen sind. Jeder Punkt des Diagramms stellt einen jeweiligen Wicklungspunkt der Feder S dar, dessen Position im dreidimensionalen Raum durch seine Höhe und durch seine Winkelposition im Hinblick auf den Referenzwinkel θ=0° bestimmt wird.The The above procedure is repeated until all markers are selected and transferred to the diagram are. Each point of the diagram represents a respective winding point the spring S, whose position in three-dimensional space through his height and determined by its angular position with respect to the reference angle θ = 0 ° becomes.
Das
Diagramm von
Aus
diesem Diagramm können
Informationen entnommen werden, darunter auch die Teilung der Feder.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Teilung der Feder als die Distanz zwischen den Zentren
von zwei Markierern definiert, welche Bereichen des rechten Endes
oder Bereichen des linken Endes von zwei benachbarten Windungen,
die keine Endwindungen sind, entspricht. Die Teilung P der im Diagramm
von
Außerdem ist
das Diagramm in
In
Dieses Diagramm ermöglicht daher vorteilhafterweise, vor dem Schleifen geeignete Informationen zu erhalten, um die Phase der Bildung der Endwindungen von danach erzeugten Federn zu optimieren.This Chart allows therefore, advantageously, before grinding appropriate information to get to the phase of formation of the end turns of afterwards optimize generated springs.
Laut
der vorliegenden Erfindung ist es zwecks Erhalt der Höhe der unteren
Endwindung in Abhängigkeit
vom Winkel vorzuziehen, die Feder auf dem Drehteller umzudrehen
und das beschriebene Verfahren gemäß
Zusätzlich zum
Diagramm in
Beispielsweise ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, für eine geschliffene oder ungeschliffene Feder die Teilung der Endwindung festzustellen. Die Teilung der Endwindung wird laut der vorliegenden Erfindung als Abstand zwischen dem Zentrum des Markierers eines Endbereichs (rechts oder links) der Endwindung und dem Zentrum des Markierers eines Endbereichs (rechts oder links) der ersten Windung definiert. Beide Endbereiche sind rechte Endbereiche oder linke Endbereiche.For example It is possible according to the present invention, for a ground or unpolished Spring to determine the pitch of the end turn. The division of End turn is according to the present invention as a distance between the center of the marker of an end region (right or left) the end turn and the center of the marker of an end region (right or left) of the first turn defined. Both end areas are right end regions or left end regions.
Die Teilungen der Endwindung sind auch für die Markierer der rechten Endbereiche berechnet; auf diese Weise erhält man eine Charakterisierung der Teilung in Abhängigkeit vom Winkel auch für Winkel zwischen 180° und 360°, wie vorhin erläutert.The Divisions of the end turn are also for the markers of the right Calculated end ranges; in this way one obtains a characterization of the Division in dependence from the angle also for Angle between 180 ° and 360 °, like explained earlier.
Die
Daten im Hinblick auf die Teilung der Endwindung können zum
Beispiel in einer Tabelle gespeichert werden. Außerdem können diese Daten laut Erfindung
verwendet werden, um ein Diagramm der Teilung der oberen Endwindung
in Abhängigkeit vom
Winkel θ zu
erhalten, wie in
Um
dieses Diagramm zu erstellen, werden die Teilungen p1, p2, ... p6,
p'1, p'2, ... p'6 in der gleichen
Reihenfolge wie die Markierer der oberen Endwindung im Diagramm
von
Aus
diesem Diagramm kann man außerdem auch
das Diagramm der Weite der oberen Endwindung erhalten. Die Weite
der oberen Endwindung ist als Differenz zwischen der Teilung der
oberen Endwindung und dem Durchmesser des Drahtes definiert. Daher
ist die Kurve der Weite der oberen Endwindung, die im Diagramm von
Das
Diagramm von
Auch
in diesem Fall ist es, wie bereits erwähnt, besser, die Feder auf
dem Drehteller
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung erlauben die aufgenommenen Bilder, die in
Die
Um die Dicke des Drahtes zu berechnen, werden vorzugsweise zwei waagrechte Linien gezogen; eine Linie ist oben tangential zum Endbereich der Endwindung in der Höhe der horizontalen Position der Mitte des Markierers; die andere ist unten zum Markierer tangential (siehe s1, s'1, s2, s'2, s3, s'3, s4, s5 und s6). Im Fall der Endbereiche, die den nicht geschliffenen Drahtteilen entsprechen, sind die beiden waagrechten Linien vorzugsweise jeweils oben und unten zum Markierer tangential (siehe s'4, s'5, s'6).Around to calculate the thickness of the wire, preferably two horizontal Lines drawn; a line is tangent to the end of the top End turn in height the horizontal position of the center of the marker; the other one is down to the marker tangent (see s1, s'1, s2, s'2, s3, s'3, s4, s5 and s6). In the case of the end regions, which correspond to the non-ground wire parts are the two horizontal Lines preferably tangentially at the top and bottom of the marker (see s'4, s'5, s'6).
Die
Daten zur Dicke des Drahtes der oberen Endwindung können vom
Rechner
Eine
vorteilhafte Implementierung der Erfindung ermöglicht außerdem, von der Tabelle ausgehend
ein Diagramm hinsichtlich der Dicke des Drahtes der oberen Endwindung
bei Änderung
des Winkels
Die
Werte der Dicken sind in derselben Reihenfolge wie die der Markierer
im Diagramm von
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITMI05A001411 | 2005-07-22 | ||
ITMI20051411 ITMI20051411A1 (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | EQUIPMENT AND METHOD FOR CALCULATING GEOMETRIC CHARACTERISTICS OF A HELICAL SPRING |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102006024408A1 true DE102006024408A1 (en) | 2007-01-25 |
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ID=37575838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200610024408 Withdrawn DE102006024408A1 (en) | 2005-07-22 | 2006-05-24 | Device for calculating a geometric characteristic of a spiral spring comprises a unit for receiving images to receive images of the spring at different height positions and a calculating unit for measuring the position of reference regions |
Country Status (2)
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---|---|
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IT (1) | ITMI20051411A1 (en) |
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2006
- 2006-05-24 DE DE200610024408 patent/DE102006024408A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20111201 |