DE102011119350A1

DE102011119350A1 - System zur Prüfung von Merkmalen an Prüfobjekten und Verfahren zum Betreiben eines Systems

Info

Publication number: DE102011119350A1
Application number: DE102011119350A
Authority: DE
Inventors: Dirk Eichin; Reiner Watzlawik
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2031-11-26
Also published as: DE102011119350B4

Abstract

System zur Prüfung von Merkmalen an Prüfobjekten, insbesondere an aufeinander folgend hergestellten Prüfobjekten, insbesondere Produkten, insbesondere Getriebemotoren, und Verfahren zum Betreiben eines Systems, wobei ein Rechner einen Prüfablauf aus dem jeweiligen Prüfobjekt zugeordneten Daten erzeugt, wobei die Daten den zu prüfenden Merkmalen des Prüfobjekts entsprechen, wobei eine Maschine zur Positionierung und räumlichen Ausrichtung eines Bilderfassungsmittels und/oder eines Sensors des Systems eine Erfassung, insbesondere eine optische, elektrische, magnetische oder akustische Erfassung, des Wertes mindestens einer physikalischen Größe ausführt mittels des entsprechend dem Prüfablauf positioniert und ausgerichteten Sensors beziehungsweise Bilderfassungsmittels

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Prüfung von Merkmalen an Prüfobjekten und ein Verfahren zum Betreiben eines Systems.
Bei Verzahnungs-Messmaschinen ist allgemein bekannt, dass die Verzahnungsdaten des zu prüfenden Verzahnungsteils in den Rechner der Messmaschine eingegeben werden und davon abhängig die Messmaschine gesteuert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine leistungsfähige und wenig aufwendige Prüfung von Prüfobjekten weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren bei den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System sind, dass das System zur Prüfung von Merkmalen an Prüfobjekten, insbesondere an aufeinander folgend hergestellten Prüfobjekten, insbesondere Produkten, insbesondere Getriebemotoren, vorgesehen ist,
wobei ein Rechner einen Prüfablauf erzeugt aus dem jeweiligen Prüfobjekt zugeordneten Daten, wobei die Daten den zu prüfenden Merkmalen des Prüfobjekts entsprechen,
wobei eine Maschine zur Positionierung und räumlichen Ausrichtung eines Bilderfassungsmittels und/oder eines Sensors des Systems eine Erfassung, insbesondere eine optische, elektrische, magnetische oder akustische Erfassung, des Wertes mindestens einer physikalischen Größe ausführt mittels des entsprechend dem Prüfablauf positioniert und ausgerichteten Sensors beziehungsweise Bilderfassungsmittels.
Von Vorteil ist dabei, dass ein schnelles Anpassen des Prüfablaufs ermöglicht ist. Wenn also das Prüfobjekt eine Variante aus einer Baureihe ist, welche eine hohe Varianz bei gleichzeitig geringer Teilezahl im zur Baureihe gehörigen Baukasten ist und somit die von der Fertigungsanlage nacheinander erzeugten Prüfobjekte nicht identisch sondern hoch variabel sind, ist mittels des Systems eine besonders einfache und schnelle Anpassung der Prüfung und des Prüfablaufs ausführbar. Somit ist eine vollautomatische Anpassung der Prüfung eines komplexen Prüfobjekts mit einem Multisensor, insbesondere umfassend optischer und akustischer Sensor, ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Prüfobjekt nach einem Baukastenprinzip hergestellt und die Merkmale oder entsprechende Informationen sind die dem jeweiligen Prüfobjekt zugeordneten Daten. Von Vorteil ist dabei, dass bei Herstellung die Positionen an der Oberfläche des zu fertigenden Prüfobjekts bekannt sind und somit aus den das Prüfobjekt als Variante der Baureihe kennzeichnenden Daten die Positionen für die Prüfung bestimmbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung führt eine Fördereinrichtung das jeweilige Prüfobjekt heran an die Maschine. Von Vorteil ist dabei, dass nacheinander Prüfobjekte in die Prüfzelle, also den Raumbereich für die Prüfung, hineinförderbar und herausförderbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung positioniert zur Prüfung eines Merkmals die Maschine das Bilderfassungsmittel und den Sensor entsprechend und richtet aus,
insbesondere so dass der Sensor und das Bilderfassungsmittel an eine derartige Position bringbar sind, dass die Erfassung des Wertes der physikalischen Größe mit einem guten Signal-Rausch-Verhältnis erfassbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine hochgenaue Prüfung und/oder wenig fehleranfällige Prüfung ermöglicht ist. Insbesondere sind die Positionen relativ zum Prüfobjekt bestimmt, welches innerhalb der Prüfzelle nicht stets am gleichen Ort zur Verfügung steht. Mittels der Bilderfassungsmittel ist auch eine Erfassung der Positionen relativ zum Prüfobjekt ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung übermittelt ein Konfigurationsrechnersystem einer Fertigungsanlage einen Auftrag zur Fertigung des Prüfobjekts, so dass durch diese Fertigungsanlage dann das Prüfobjekt gefertigt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Fertigung samt Prüfung voll automatisiert ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung übermittelt das Konfigurationsrechnersystem dem Rechner Daten, welche den zu prüfenden Merkmalen des Prüfobjekts entsprechen, insbesondere den räumlichen Positionen und Ausrichtungen des Sensors, an welche dieser für die Prüfung des jeweiligen Merkmals positioniert werden muss. Von Vorteil ist dabei, dass eine Erfassung der Werte der physikalischen Größe mit einem guten Signal-Rausch-Verhältnis ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Prüfobjekt auf einer Grundplatte angeordnet, die von der Fördereinrichtung transportiert wird,
insbesondere wobei die Fördereinrichtung ein Förderband ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Fördern und auch Betreiben des Prüfobjekts auf einer stabilen, insbesondere schwingungsstarren, Platte ausführbar ist.
Wichtige Merkmale des Verfahrens zum Betreiben eines Systems zur Prüfung von Merkmalen an Prüfobjekten, insbesondere an aufeinander folgend hergestellten Prüfobjekten, insbesondere Produkten, insbesondere Getriebemotoren, sind, dass

– von einem eine Maschine steuernden Rechner ein Prüfablauf bestimmt wird gemäß den von einem Konfigurationsrechnersystem erhaltenen Daten,
– ein Bilderfassungsmittel von der Maschine auf eine Position und räumliche Ausrichtung gebracht wird, so dass die Prüfung eines Merkmals des Prüfobjekts ausführbar ist,
– ein Sensor, insbesondere ein mit dem Bilderfassungsmittel verbundener Sensor, in Kontakt gebracht wird an einer durch das Bilderfassungsmittel bestimmten Position des Prüfobjekts.

Von Vorteil ist dabei, dass eine automatisierte Prüfung auch bei einem Prüfobjekt, das nach einem Baukastenprinzip hergestellt ist, ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird mittels des Sensors der bei Betreiben, insbesondere bei Drehbewegung einer Welle des Prüfobjekts, entstehende Körperschall erfasst und vom Rechner ausgewertet. Von Vorteil ist dabei, dass sogar die bei der Drehbewegung entstehenden Geräusche erfassbar und auswertbar sind. Insbesondere ist somit eine Kontrolle auf Lagerschäden oder dergleichen ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Prüfablauf aus den vom Konfigurationsrechnersystem erhaltenen Daten derart ermittelt, dass die am Prüfobjekt zu prüfenden Merkmale prüfbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein schnelles Anpassen des Prüfablaufs bei hoch varianten Baureihen ermöglicht ist. Insbesopndere ist ein vollautomatisches Erstellen des Prüfablaufs, insbesondere ein vollautomatisches Parametrieren des Prüfablaufs, durch die vom Konfigurationsrechnersystem übermittelten Daten ermöglicht.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand einer Abbildung näher erläutert:
In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel schematisch skizziert.
Hierbei ist ein mehrachsig betriebenes Prüfsystem realisiert, so dass ein Sensor 8 zur Erfassung des Wertes einer physikalischen Größe an eine Raumposition transportierbar ist und auch die räumliche Ausrichtung des Sensors 8 steuerbar ist Somit ist der Sensor innerhalb des Positionierbereichs und Stellbereichs an beliebige Positionen mit beliebigen Orientierungen transportierbar.
Die Maschine zur Positionierung weist also eine Maschinenachse 1 auf zur linearen Verschiebung in einer ersten Richtung, insbesondere X-Achse, und eine Maschinenachse 2, zur linearen Verschiebung in einer zweiten, vorzugsweise darauf senkrechten Richtung, insbesondere Y-Achse, und auch eine Maschinenachse 3 zur linearen Verschiebung in einer dritten, vorzugsweise auf der ersten und zweiten senkrecht stehenden Richtung, insbesondere Z-Achse.
Außerdem weist die Maschine zur Ausrichtung des Sensors 8 eine Maschinenachse 4 zur Drehung des Sensors um eine erste Drehachse, insbesondere A-Achse, und eine weitere Maschinenachse 5 zur Drehung um eine auf der ersten Drehachse vorzugsweise senkrechten Achse, insbesondere B-Achse, auf.
Jeder der genannten Maschinenachsen ist ein vorzugsweise elektrischer Achsantrieb, beispielsweise Elektromotor, zugeordnet.
Am Sensor 8, insbesondere auf der Rückseite des Sensors 8, ist ein Bilderfassungsmittel 6, insbesondere Kamera mit Objektiv, angeordnet und mit diesem auch ein steuerbares Leuchtmittel 7.
Somit ist mittels einer Fördereinrichtung 9 ein auf einer Grundplatte 10 angeordnetes Prüfobjekt 11 in einen Raumbereich bringbar, so dass der Sensor 8 beziehungsweise das mit dem Sensor 8 verbundene Bilderfassungsmittel 6 und/oder das Leuchtmittel 7 nahe oder sogar in Berührung mit dem Prüfobjekt sind.
Die Fördereinrichtung 9 ist beispielsweise als Fließband ausgeführt oder als Rollenbahn.
Die Sensorsignale des Sensors 8 werden einem Rechner 12 zugeführt, der auch die Steuerung der Maschine ausführt. Auch die Signale des Bilderfassungsmittels 6 werden dem Rechner 12 zugeführt.
Somit ist es mittels des Rechners 12 ermöglicht abhängig von den Signalen des Bilderfassungsmittels 6 und des Sensors 8 die Achsantriebe (1, 2, 3, 4, 5) der Maschine zu steuern.
Der Rechner 12 ist über eine weitere Kommunikationsschnittstelle 15 mit einem Konfigurationsrechnersystem 13 verbunden, so dass geometrische Daten des Prüfobjekts 11 an den Rechner 12 übermittelbar sind und dieser abhängig von den geometrischen Daten die Positionierung des Sensors 8 oder des Bilderfassungsmittels 6 ausführbar macht.
Somit sind optisch erkennbare Merkmale des Prüfobjekts 11 mittels des Bilderfassungsmittels 6 überprüfbar.
Hierzu wird von dem Konfigurationsrechnersystem 13 nach den eingegebenen Daten, beispielsweise von einem Kunden gewünschten Daten ein Fertigungsauftrag erstellt und an eine Fertigungsanlage gesendet. Diese Fertigungsanlage produziert daraufhin das gewünschte Produkt. Von der Fördereinrichtung wird dann das Produkt zur Maschine, also in die Prüfzelle, gebracht und als Prüfobjekt behandelt, beispielsweise zur Qualitätsüberprüfung.
Somit werden von dem Konfigurationsrechnersystem 13 an den Rechner 12 Identifikationsdaten des Prüfobjekts 11 übermittelt, der daraus einen zugehörigen Prüfablauf bestimmt.
In Weiterbildung ist auch ein Ablesen einer Identifikationsinformation mittels des Bilderfassungsmittels 6 ausführbar, so dass abhängig vom jeweiligen Prüfobjekt der Prüfablauf erzeugbar ist vom Rechner 12.
Statt der genannten Identifikationsinformation genügt auch eine derart eingeschränkte Information, dass der Prüfablauf erzeugbar ist.
Beispielsweise ist das Prüfobjekt ein aus Teilen eines Baukastens zusammengebauter Getriebemotor, der verschiedene zu überprüfende Merkmale aufweist.
Als erstes beispielhaftes Merkmal wird hier eine Ölablassschraube erwähnt. Dabei ist eine Ölablassschraube an mehreren verschiedenen Positionen des Getriebes des Getriebemotors anbringbar. Je nach Fertigungsauftrag ist also ein entsprechender Prüfablauf vom Rechner 12 zu generieren, so dass von dem Bilderfassungsmittel überprüfbar ist, ob die Ölablassschraube an der vom Kunden gewünschten Position sich befindet.
Ein weiteres Merkmal ist beispielsweise die Position und Richtung einer aus dem Getriebe des Getriebemotors herausragenden Welle.
Ein weiteres Merkmal ist beispielsweise die Farbe der Lackierung des Prüfobjekts.
Ein weiteres Merkmal ist beispielsweise die Position eines Lagerdeckels.
Mittels des als Schallsensor, insbesondere Körperschallsensor, ausgeführten Sensors 8 ist bei laufendem Getriebemotor eine Überprüfung auf die Funktion der inneren, nicht sichtbaren Teile, des Getriebemotors ausführbar. Insbesondere sind also die Funktion der Lager und Verzahnungsteile überprüfbar, indem während der Erfassung der Schallsignale der Getriebemotor betrieben wird.
Es sind also optische und/oder akustische Überprüfungen ausführbar.
Das das Prüfobjekt nach dem Baukastenprinzip hergestellt werden kann, kann jedes hergestellte vom dem ihm nachfolgenden Produkt unterschiedlich sein. Auf der Fördereinrichtung folgen also unterschiedliche Produkte aufeinander.
Mittels der Maschine ist eine entsprechend an die jeweiligen Merkmale angepasste Prüfung, insbesondere Prüfablauf, schnell ausführbar.
Das Leuchtmittel 7 wird entsprechend den Merkmalen des jeweiligen Prüfobjekt angesteuert.
Bezugszeichenliste

1: Maschinenachse, insbesondere X-Achse
2: Maschinenachse, insbesondere Y-Achse
3: Maschinenachse, insbesondere Z-Achse
4: Maschinenachse, insbesondere A-Achse
5: Maschinenachse, insbesondere B-Achse
6: Bilderfassungsmittel, insbesondere Kamer mit Objektiv
7: Leuchtmittel
8: Sensor zur Erfassung des Wertes einer physikalischen Größe, insbesondere Körperschallsensor
9: Fördereinrichtung
10: Grundplatte
11: Prüfobjekt
12: Rechner
13: Konfigurationsrechnersystem
14: Kommunikationsschnittstelle
15: Kommunikationsschnittstelle

Claims

System zur Prüfung von Merkmalen an Prüfobjekten, insbesondere an aufeinander folgend hergestellten Prüfobjekten, insbesondere Produkten, insbesondere Getriebemotoren, wobei ein Rechner einen Prüfablauf erzeugt aus dem jeweiligen Prüfobjekt zugeordneten Daten, wobei die Daten den zu prüfenden Merkmalen des Prüfobjekts entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Maschine zur Positionierung und räumlichen Ausrichtung eines Bilderfassungsmittels und/oder eines Sensors des Systems eine Erfassung, insbesondere eine optische, elektrische, magnetische oder akustische Erfassung, des Wertes mindestens einer physikalischen Große ausführt mittels des entsprechend dem Prüfablauf positionierten und ausgerichteten Sensors beziehungsweise Bilderfassungsmittels.
System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfobjekt nach einem Baukastenprinzip hergestellt ist und die Merkmale oder entsprechende Informationen die dem jeweiligen Prüfobjekt zugeordneten Daten sind.
System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung das jeweilige Prüfobjekt heranführt an die Maschine.
System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Prüfung eines Merkmals die Maschine das Bilderfassungsmittels und den Sensor entsprechend positioniert und ausrichtet, insbesondere so dass der Sensor und das Bilderfassungsmittel an eine derartige Position bringbar sind, dass die Erfassung des Wertes der physikalischen Größe mit einem guten Signal-Rausch-Verhältnis erfassbar ist.
System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Konfigurationsrechnersystem einer Fertigungsanlage einen Auftrag zur Fertigung des Prüfobjekts übermittelt, so dass durch diese Fertigungsanlage dann das Prüfobjekt gefertigt wird.
System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konfigurationsrechnersystem dem Rechner Daten übermittelt, welche den zu prüfenden Merkmalen des Prüfobjekts entsprechen, insbesondere den räumlichen Positionen und Ausrichtungen des Sensors, an welche dieser für die Prüfung des jeweiligen Merkmals positioniert werden muss.
System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfobjekt auf einer Grundplatte angeordnet ist, die von der Fördereinrichtung transportiert wird, insbesondere wobei die Fördereinrichtung ein Förderband ist.
Verfahren zum Betreiben eines Systems, insbesondere nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, zur Prüfung von Merkmalen an Prüfobjekten, insbesondere an aufeinander folgend hergestellten Prüfobjekten, insbesondere Produkten, insbesondere Getriebemotoren, dadurch gekennzeichnet, dass – von einem eine Maschine steuernden Rechner ein Prüfablauf bestimmt wird gemäß den von einem Konfigurationsrechnersystem erhaltenen Daten, – ein Bilderfassungsmittel von der Maschine auf eine Position und räumliche Ausrichtung gebracht wird, so dass die Prüfung eines Merkmals des Prüfobjekts ausführbar ist, – ein Sensor, insbesondere ein mit dem Bilderfassungsmittel verbundener Sensor, in Kontakt gebracht wird an einer gemäß dem aufgrund der vom Konfigurationsrechnersystem erhaltenen Daten automatisch pararmetrierten Prüfablauf bestimmten und/oder mittels dem Bilderfassungsmittel bestimmten Position des Prüfobjekts.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Sensors der bei Betreiben, insbesondere bei Drehbewegung einer Welle des Prüfobjekts, entstehende Körperschall erfasst und vom Rechner ausgewertet wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfablauf aus den vom Konfigurationsrechnersystem erhaltenen Daten derart ermittelt wird, dass die am Prüfobjekt zu prüfenden Merkmale prüfbar sind.