DE102015210347A1

DE102015210347A1 - Test system for non-contact optical testing of rotating moving workpieces

Info

Publication number: DE102015210347A1
Application number: DE102015210347.1A
Authority: DE
Inventors: Karsten Reinhardt; Mike Breitschaft
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2016-12-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prüfanlage (100) zur berührungslosen optischen Prüfung rotierend bewegter Werkstücke (1), wobei ein Sensormittel (10) vorgesehen ist, mit dem wenigstens eine Zahnstruktur (11) des Werkstückes (1) mit mehreren Zähnen (12) prüfbar ist. Erfindungsgemäß ist weist die Prüfanlage (100) wenigstens die folgenden Merkmale auf: – eine speicherprogrammierbare Steuerung (13), – eine Schrittmotoreinheit (14), mit der das Werkstück (1) in diskreten Winkelschritten um eine Drehachse (15) verdrehbar ist und – eine Anzeige- und Bedieneinheit (16), die mit der speicherprogrammierbaren Steuerung (13) verbunden ist und über die die Prüfanlage (100) durch einen Bediener steuerbar ist.The invention relates to a test system (100) for the non-contact optical testing of rotating workpieces (1), wherein a sensor means (10) is provided, with which at least one tooth structure (11) of the workpiece (1) with a plurality of teeth (12) can be tested. According to the invention, the test system (100) has at least the following features: - a programmable logic controller (13), - a stepping motor unit (14) with which the workpiece (1) can be rotated in discrete angular steps about a rotation axis (15) and - a Display and control unit (16) which is connected to the programmable logic controller (13) and over which the test system (100) is controlled by an operator.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfanlage zur berührungslosen optischen Prüfung rotierend bewegter Werkstücke, wobei ein Sensormittel vorgesehen ist, mit dem wenigstens eine Zahnstruktur des Werkstückes mit mehreren Zähnen prüfbar ist. The present invention relates to a test system for non-contact optical testing of rotating moving workpieces, wherein a sensor means is provided, with which at least one tooth structure of the workpiece with a plurality of teeth can be tested.

Werkstücke wie beispielsweise Schalträder oder Schiebemuffen, jedoch auch Zahnräder, Verzahnungselemente zur Verbindung von Getriebeteilen und dergleichen müssen abhängig vom vorangegangenen Fertigungsverfahren einer Prüfung unterzogen werden, um insbesondere in der Automobilindustrie, speziell in der Getriebefertigung, möglichst fehlerfrei weiteren Produktionsschritten zugeführt zu werden. Dafür vorgesehene Prüfanlagen sind zur berührungslosen optischen Prüfung rotierend bewegter Werkstücke bekannt. Die Prüfanlagen sind dabei zumeist integriert in einem Produktionsprozess angeordnet und sortieren geprüfte Werkstücke in verschiedene Kategorien ein, beispielsweise Werkstücke, die fehlerfrei sind und dem weiteren Produktionsverlauf zugeführt werden und Werkstücke, die als Ausschuss gelten oder zur Nacharbeit aus den Produktionsprozess herausgeführt werden. Workpieces such as switching wheels or sliding sleeves, but also gears, gear elements for connection of gear parts and the like must be subjected to a test depending on the previous manufacturing process, especially in the automotive industry, especially in the gearbox manufacturing, to be fed error-free further production steps. Foreseen testing facilities are known for non-contact optical testing of rotating moving workpieces. The test systems are usually arranged integrated in a production process and sort tested workpieces in various categories, such as workpieces that are error-free and are fed to the further production process and workpieces that are considered scrap or are led out for reworking from the production process.

Dabei können beispielsweise Schalträder verschiedene Merkmale aufweisen, wie beispielsweise die Abdachung, die Geometrie der Abdachung, eine Asymmetrie, ein Dachwinkel, eine Nockentaschenlage, Stegbreiten, Flankenwinkel, Plattenbrüche oder beispielsweise Dachfirstlagen. Schiebemuffen weisen beispielsweise Merkmale auf, wie Abdachungen, Symmetrien der Abdachung, Asymmetrien, Dachwinkel, Dachwinkelsymmetrien, Stegbreiten, Flankenwinkel, Plattenbrüche, Dachfirstlagen, Einstiche, Haltetaschen, Sperrstücknuten und dergleichen. Die Prüfanlage prüft damit nicht ausschließlich nur die Zahnstrukturen mit mehreren Zähnen, jedoch nachfolgend wird die Prüfanlage beispielhaft an der Prüfung von Zahnstrukturen der Werkstücke mit mehreren Zähnen dargestellt. In this case, for example, switching gears have different characteristics, such as the incline, the geometry of the slope, an asymmetry, a roof angle, a cam pocket position, web widths, flank angle, plate fractures or Dachfirstlagen example. Sliding sleeves have, for example, features such as slopes, symmetries of the slope, asymmetries, roof angles, roof angle symmetries, web widths, flank angles, plate fractures, Dachfirstlagen, punctures, retaining pockets, Sperrstücknuten and the like. The test system does not exclusively test the tooth structures with several teeth, but below the test system is shown as an example for the examination of tooth structures of the workpieces with multiple teeth.

Beispielsweise ist mit der DE 10 2006 007 933 A1 eine Prüfanlage zur berührungslosen optischen Prüfung von rotierend bewegten Werkstücken bekannt geworden, und die Werkstücke werden in eine Rotationsbewegung versetzt, die gleichförmig um eine Drehachse stattfindet. Eine Kamera bildet dabei ein Sensormittel, mit dem die Konturen der Zahnstruktur aufgenommen werden. Durch die kontinuierliche Drehbewegung erfolgt mit dem Sensormittel eine ebenso kontinuierliche Erfassung der Kontur, die zeilenweise abgetastet wird und ebenso zeilenweise muss eine Bildübertragung vom Kamerakontroller an einen Computer erfolgen. Folglich weist der Datensatz eine Länge auf, die beispielsweise der Dauer einer Volldrehung des Werkstückes entspricht. Dabei ist die Drehgeschwindigkeit des Werkstückes um die Drehachse dadurch begrenzt, dass die Zeilenfrequenz der Abtastung begrenzt ist und für die Erfassung der Zahnkontur eine hinreichend hohe Auflösung erforderlich ist. Schließlich werden die mit dem Sensormittel erfassten Daten an einen Computer übertragen, mit dem die Auswertung stattfinden kann. For example, with the DE 10 2006 007 933 A1 a test system for non-contact optical testing of rotating moving workpieces has become known, and the workpieces are placed in a rotational movement, which takes place uniformly about a rotation axis. A camera forms a sensor means with which the contours of the tooth structure are recorded. As a result of the continuous rotary movement, the sensor means also carries out continuous detection of the contour, which is scanned line-by-line, and line-by-line image transfer from the camera controller to a computer is also required. Consequently, the data record has a length that corresponds, for example, to the duration of a full rotation of the workpiece. In this case, the rotational speed of the workpiece about the axis of rotation is limited by the fact that the line frequency of the scanning is limited and for the detection of the tooth contour a sufficiently high resolution is required. Finally, the data acquired by the sensor means is transmitted to a computer, with which the evaluation can take place.

Des Weiteren ist eine Prüfung bekannt, bei der ebenfalls bei einer rotierenden Bewegung mit Flächenkameras die Bildinformationen an ein PC-System übertragen und ausgewertet werden. Rotation des Bauteils und Auswertung der Sensoren werden PC gesteuert. Furthermore, a test is known in which the image information is also transmitted to a PC system and evaluated during a rotating movement with surface cameras. Rotation of the component and evaluation of the sensors are controlled by PC.

Hierdurch ergeben sich lange Prüfzeiten, beispielsweise kann ein Zahnrad mit 42 Zähnen eine Prüfzeit von bis zu 19 Sekunden hervorrufen. Eine Schiebemuffe, die beispielsweise 54 Zähne aufweist, benötigt eine Prüfzeit von 35 Sekunden. This results in long test times, for example, a gear with 42 teeth can cause a test time of up to 19 seconds. A sliding sleeve, for example, has 54 teeth, requires a test time of 35 seconds.

Nachteilhafterweise ergeben sich sehr lange Prüfzeiten mit den herkömmlichen Anlagen, wobei der Personal Computer die zentrale Steuereinheit für die Prüfanlage bildet, und wobei die Erhöhung der Prüfgeschwindigkeit für die einzelnen Werkstücke nicht durch eine Modernisierung des Personal Computers erreicht werden kann, da die weiteren Anlagenteile die Erhöhung der Geschwindigkeit nicht zulassen. Disadvantageously, there are very long test times with the conventional systems, the personal computer forms the central control unit for the test system, and wherein the increase in the test speed for the individual workpieces can not be achieved by modernizing the personal computer, since the other parts of the system increase the do not allow the speed.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Prüfanlage zur berührungslosen optischen Prüfung rotierend bewegter Werkstücke, die kürzere Prüfzeiten für die Werkstücke ermöglicht. Insbesondere soll die Prüfanlage dabei eine 100-%-Prüfung der Werkstücke ermöglichen. The object of the invention is the development of a test system for non-contact optical testing of rotating moving workpieces, which allows shorter test times for the workpieces. In particular, the test facility should enable a 100% inspection of the workpieces.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Prüfanlage zur berührungslosen optischen Prüfung rotierend bewegter Werkstücke gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 8 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved on the basis of a test system for non-contact optical testing of rotating workpieces according to the preamble of claim 1 and starting from a method according to the preamble of claim 8 with the respective characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Prüfanlage eine speicherprogrammierbare Steuerung aufweist, weiterhin eine Schrittmotoreinheit aufweist, mit der das Werkstück in diskreten Winkelschritten um eine Drehachse verdrehbar ist und dass eine Anzeige- und Bedieneinheit vorgesehen ist, die mit der speicherprogrammierbaren Steuerung verbunden ist und über die die Prüfanlage durch einen Bediener steuerbar ist. According to the invention it is provided that the test system has a programmable logic controller, further comprising a stepper motor unit with which the workpiece is rotated in discrete angular increments about an axis of rotation and that a display and control unit is provided, which is connected to the programmable logic controller and on the Test system is controlled by an operator.

Kern der Erfindung ist die neuartige Architektur zum Aufbau der Prüfanlage, basierend auf einer speicherprogrammierbaren Steuerung, kurz SPS, und es ist eine Anzeige- und Bedieneinheit vorgesehen, die nicht zwingend als Personal Computer ausgeführt sein muss. Insbesondere kann die Anzeige- und Bedieneinheit baueinheitlich mit der speicherprogrammierbaren Steuerung ausgeführt sein. Die Schrittmotoreinheit zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass diese das Werkstück in diskreten Winkelschritten um die Drehachse verdrehen kann, sodass das Werkstück nicht mehr eine kontinuierliche, gleichmäßige Drehung um die Hochachse ausführt. Dadurch kann für jeden eingestellten Winkelschritt das Sensormittel ein Prüfbild und damit einen diskreten Prüfdatensatz erstellen, wodurch wesentlich weniger Zeit in Anspruch genommen wird, als wenn das Werkstück kontinuierlich dreht. Wird mit herkömmlichen Anlagen, beispielweise ein Zahn eines Werkstückes erfasst, so muss das Sensormittel so lange eingeschaltet bleiben, bis die Zahnkontur von dem Beginn des Zahns bis zum Ende des Zahns erfasst und mit dem Sensormittel zeilenförmig abgetastet wurde, und diese kontinuierliche Erfassung setzt sich beim nachfolgenden Zahn nahtlos fort. Hingegen kann mit der erfindungsgemäßen schrittweisen Verdrehung des Werkstückes jeder einzelne Zahn in den Erfassungsbereich des Sensormittels taktweise eingedreht werden, und das Sensormittel kann in sehr kurzer Zeit die Zahnkontur erfassen und als Datensatz ausgeben. The core of the invention is the novel architecture for the construction of the test system, based on a Programmable logic controller, short PLC, and it is a display and control unit provided that does not necessarily have to be designed as a personal computer. In particular, the display and operating unit can be constructed in the same unit with the programmable logic controller. The stepper motor unit is characterized in particular by the fact that it can rotate the workpiece in discrete angular steps about the axis of rotation, so that the workpiece no longer performs a continuous, uniform rotation about the vertical axis. As a result, for each set angle step, the sensor means can create a test image and thus a discrete test data set, which takes much less time than when the workpiece rotates continuously. If conventional equipment, for example a tooth of a workpiece is detected, then the sensor means must remain switched on until the tooth contour has been detected from the start of the tooth to the end of the tooth and has been scanned line by line with the sensor means, and this continuous detection is established during Subsequent tooth continues seamlessly. By contrast, with the stepwise rotation of the workpiece according to the invention, each individual tooth can be intermittently inserted into the detection area of the sensor means, and the sensor means can detect the tooth contour in a very short time and output it as a data set.

Über die Anzeige- und Bedieneinheit, die mit der speicherprogrammierbaren Steuerung verbunden ist, kann der Bediener die Grunddaten des Werkstückes in die speicherprogrammierbare Steuerung einlesen oder es können Datenträger an den Werkstücken vorgesehen sein, die ausgelesen werden und die an die speicherprogrammierbare Steuerung übermittelt werden. The display and operating unit, which is connected to the programmable logic controller, the operator can read the basic data of the workpiece in the programmable logic controller or it can be provided on the workpieces data carriers that are read out and transmitted to the programmable logic controller.

Beispielsweise benötigt die Prüfanlage mit dem erfindungsgemäßen Aufbau für die Prüfung eines Zahnrades mit 42 Zähnen nur noch etwa 6,5 Sekunden, eine Schiebemuffe mit 54 Zähnen benötigt beispielsweise eine Prüfzeit von 12 bis 13 Sekunden. Im Vergleich zu den Prüfzeiten, die mit herkömmlichen Anlagen benötigt werden, beträgt diese etwa nur noch ein Drittel der ursprünglichen Prüfzeit. For example, the test system with the inventive design for testing a gear with 42 teeth requires only about 6.5 seconds, a sliding sleeve with 54 teeth, for example, requires a test time of 12 to 13 seconds. Compared to the test times required with conventional systems, this is only about one third of the original test time.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Prüfanlage weist das Sensormittel einen Kamerakontroller und wenigstens eine Kamera auf, wobei der Kamerakontroller mit der speicherprogrammierbaren Steuerung wechselwirkend verbunden ist. Weiterhin kann die Schrittmotoreinheit mit der speicherprogrammierbaren Steuerung wechselwirkend verbunden und mit dieser steuerbar sein. According to an advantageous embodiment of the test system according to the invention, the sensor means comprises a camera controller and at least one camera, wherein the camera controller is interactively connected to the programmable logic controller. Furthermore, the stepping motor unit can be interactively connected to the programmable logic controller and controllable with this.

Die Zähne der Zahnstruktur weisen gewöhnlich eine zueinander gleiche Zahnperiode auf, und die Schrittmotoreinheit ist vorteilhafterweise dazu ausgebildet und insbesondere dazu programmierbar, das Werkstück um die Drehachse in diskreten Winkelschritten zu verdrehen, die der Zahnperiode der Zahnstruktur entspricht. Weist ein Schaltrad beispielsweise 42 Zähne auf, so verdreht die Schrittmotoreinheit das Werkstück 42 mal, bis die Prüfung des Werkstückes abgeschlossen ist. Durch das Sensormittel, insbesondere durch den Kamerakontroller, werden beispielsweise 42 Datensätze bereitgestellt, die jeweils ausgewertet werden können, wobei es alternativ auch denkbar ist, einen gesammelten Datensatz über die Prüfung aller Zähne bereitzustellen. Die Auswertung erfolgt dabei mit der speicherprogrammierbaren Steuerung insbesondere in Verbindung mit dem Kamerakontroller. Dabei kann die speicherprogrammierbare Steuerung auch den Kamerakontroller ansteuern, insbesondere über einen Bildverarbeitungsalgorithmus, um abhängig von einer Referenzierung die gewünschte Kontur der einzelnen Zähne der Zahnstruktur zu erfassen. The teeth of the tooth structure usually have a tooth period equal to each other, and the stepping motor unit is advantageously designed and in particular programmable to rotate the workpiece about the axis of rotation in discrete angular steps corresponding to the tooth period of the tooth structure. For example, if a ratchet wheel has 42 teeth, the stepper motor unit rotates the workpiece 42 times until the workpiece is inspected. By the sensor means, in particular by the camera controller, 42 data sets are provided, for example, which can be evaluated in each case, it being alternatively also conceivable to provide a collected data set on the examination of all teeth. The evaluation is carried out with the programmable logic controller, in particular in conjunction with the camera controller. In this case, the programmable logic controller can also control the camera controller, in particular via an image processing algorithm, in order to detect the desired contour of the individual teeth of the tooth structure as a function of a referencing.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Sensormittel zur Erkennung von Farben ausgebildet ist. Damit kann das Sensormittel, insbesondere die Kamera, neben der eigentlichen Körperkontur des Werkstückes weitere Eigenschaften prüfen, beispielsweise Oberflächeneigenschaften. Im Vordergrund steht jedoch der Kamerakontroller mit der Eigenschaft, Konturen des Werkstücks zu erkennen, insbesondere Konturen der Zahnstruktur. Weitere Konturen können dabei jedoch auch Abdachungen, Symmetrien der Abdachungen, Asymmetrien, Dachwinkel, Dachwinkelsymmetrien, Stegbreiten, Flankenwinkel, Plattenbrüche, Dachfirstlagen, Einstiche, Haltetaschen, Sperrstücknuten und dergleichen sein, wie diese beispielsweise bei einer Schiebemuffe vorkommen. It is particularly advantageous if the sensor means is designed to detect colors. Thus, the sensor means, in particular the camera, in addition to the actual body contour of the workpiece to examine other properties, such as surface properties. In the foreground, however, is the camera controller with the property to recognize contours of the workpiece, in particular contours of the tooth structure. However, other contours can also be inclinations, symmetries of the inclines, asymmetries, roof angles, roof angle symmetries, web widths, flank angles, plate fractures, Dachfirstlagen, punctures, retaining pockets, Sperrstücknuten and the like, as they occur for example in a sliding sleeve.

Die Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zur berührungslosen optischen Prüfung rotierend bewegter Werkstücke mit einer Prüfanlage, wobei die Prüfanlage ein Sensormittel aufweist, mit dem wenigstens eine Zahnstruktur des Werkstückes mit mehreren Zähnen geprüft wird, und es ist vorgesehen, dass die Prüfanlage eine Schrittmotoreinheit aufweist, mit der das Werkstück um eine Drehachse verdreht wird, wobei die Verdrehung des Werkstückes mit diskreten Winkelschritten vorgenommen wird, und wobei die diskreten Winkelschritte einer Zahnperiode der Zahnstruktur entsprechen. Insbesondere sieht das Verfahren vor, dass die Verdrehung des Werkstückes in einer Anzahl von Winkelschritten erfolgt, die der Anzahl von Zähnen der Zahnstruktur entspricht. The invention is also directed to a method for non-contact optical testing of rotating moving workpieces with a test system, wherein the test system comprises a sensor means with which at least one tooth structure of the workpiece is tested with a plurality of teeth, and it is provided that the test system comprises a stepping motor unit with which the workpiece is rotated about an axis of rotation, wherein the rotation of the workpiece is made with discrete angular steps, and wherein the discrete angular steps correspond to a tooth period of the tooth structure. In particular, the method provides that the rotation of the workpiece takes place in a number of angular steps, which corresponds to the number of teeth of the tooth structure.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterführung des Verfahrens erfolgt eine Referenzierung der Prüfanlage, insbesondere des Sensormittels, und wobei auf die Referenzierung folgend wenigstens die folgenden Schritte vorgesehen sind: Erfassung eines Zahns der Zahnstruktur mit dem Sensormittel, Auswertung des Zahns mit der speicherprogrammierbaren Steuerung, Einleiten einer Drehung des Werkstückes mit einem Winkelschritt entsprechend der Zahnperiode zur Auswertung eines nächsten Zahnes, und es erfolgt eine Wiederholung der vorgenannten Schritte, bis alle Zähne der Zahnstruktur mit dem Sensormittel erfasst und geprüft sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Sensormittel für jeden einzelnen Zahn jeweils unmittelbar die erfassten Prüfdaten an die speicherprogrammierbare Steuerung übersendet, sodass die Auswertung der Prüfdaten durch die speicherprogrammierbare Steuerung zeitgleich stattfinden kann mit der Erfassung der Daten durch das Sensormittel. According to an advantageous continuation of the method, a referencing of the test system, in particular of the sensor means, and wherein following the referencing at least the following Steps are provided: Detecting a tooth of the tooth structure with the sensor means, evaluation of the tooth with the programmable logic controller, initiating a rotation of the workpiece with an angular step corresponding to the tooth period for evaluation of a next tooth, and there is a repetition of the above steps until all the teeth the tooth structure are detected and tested with the sensor means. Furthermore, it is advantageous if the sensor means for each individual tooth directly sends the acquired test data to the programmable logic controller, so that the evaluation of the test data by the programmable logic controller can take place at the same time with the detection of the data by the sensor means.

Schließlich ist es günstig, wenn die Prüfanlage in ein peripheres Anlagennetz integriert ist, insbesondere in einer Fertigungs- oder Montagelinie. Dabei wird die Prüfanlage beispielsweise mittels des peripheren Anlagennetzes angesteuert. Das periphere Anlagennetz kann beispielsweise eine Fertigungs- oder Montagelinie sein, und die Prüfung der Werkstücke durch die Prüfanlage erfolgt als Inline-Messung aller gefertigten oder montierten Werkstücke, sodass mit der Prüfanlage ohne größeren Zeitverlust eine 100%-Kontrolle der Werkstücke erfolgen kann. Finally, it is advantageous if the test system is integrated in a peripheral system network, in particular in a production or assembly line. The test system is controlled for example by means of the peripheral system network. For example, the peripheral plant network may be a manufacturing or assembly line, and the testing of the workpieces by the inspection facility is done in-line with all manufactured or assembled workpieces so that 100% inspection of the workpieces can be made with the inspection facility without significant loss of time.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt: Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. It shows:

1 eine diagrammartige Darstellung der Komponenten der Prüfanlage gemäß der Erfindung und 1 a diagrammatic representation of the components of the test system according to the invention and

2 eine beispielhafte Darstellung eines Werkstückes anhand einer Schiebemuffe, und es ist eine Kamera gezeigt, mit der die Zahnstruktur der Schiebemuffe aufgenommen wird. 2 an exemplary representation of a workpiece based on a sliding sleeve, and it is shown a camera with which the tooth structure of the sliding sleeve is received.

1 zeigt eine diagrammartige Ansicht einer Prüfanlage 100 mit den Merkmalen der Erfindung. Die Prüfanlage 100 dient zur berührungslosen optischen Prüfung rotierend bewegter Werkstücke, und als zentrales Element weist die Prüfanlage 100 wenigstens ein Sensormittel 10 auf, mit dem wenigstens eine Zahnstruktur des Werkstückes prüfbar ist. Die Prüfanlage 100 umfasst erfindungsgemäß eine speicherprogrammierbare Steuerung 13, kurz SPS. Durch einen Doppelpfeil ist eine wechselwirkende Verbindung zwischen der speicherprogrammierbaren Steuerung 13 und dem Sensormittel 10 dargestellt. Das Sensormittel 10 weist einen Kamerakontroller 17 und eine Kamera 18 auf, wobei die wechselwirkende Verbindung zwischen dem Kamerakontroller 17 und der speicherprogrammierbaren Steuerung 13 vorherrscht. 1 shows a diagrammatic view of a test facility 100 with the features of the invention. The test system 100 serves for the non-contact optical inspection of rotating moving workpieces, and as a central element, the test system 100 at least one sensor means 10 on, with the at least one tooth structure of the workpiece is testable. The test system 100 according to the invention comprises a programmable logic controller 13 , short PLC. A double arrow is an interactive connection between the programmable logic controller 13 and the sensor means 10 shown. The sensor means 10 has a camera controller 17 and a camera 18 on, with the interactive connection between the camera controller 17 and the programmable logic controller 13 prevails.

Die Prüfanlage 100 umfasst weiterhin eine Schrittmotoreinheit 14, die zur Verdrehung des Werkstücks in diskreten Winkelschritten ausgebildet ist. Die Schrittmotoreinheit 14 ist ebenfalls mit der speicherprogrammierbaren Steuerung 13 wechselwirkend verbunden, wie durch einen weiteren Doppelpfeil angedeutet. The test system 100 further comprises a stepper motor unit 14 , which is designed to rotate the workpiece in discrete angular increments. The stepper motor unit 14 is also with the programmable logic controller 13 interactively connected, as indicated by another double arrow.

Die Prüfanlage 100 weist weiterhin eine Anzeige- und Bedieneinheit 16 auf, die beispielsweise einen berührungssensitiven Bildschirm umfassen kann. Die Anzeige- und Bedieneinheit 16 ist mit der speicherprogrammierbaren Steuerung 13 wechselwirkend verbunden, wie durch einen weiteren Doppelpfeil angedeutet. Über die Anzeige- und Bedieneinheit 16 kann die speicherprogrammierbare Steuerung 13 bedient und insbesondere programmiert werden, beispielsweise welche Werkstücke geprüft werden und welcher Prüfalgorithmus ausgeführt werden soll. Daraufhin kann die speicherprogrammierbare Steuerung 13 mit dem Sensormittel 10 kommunizieren, und durch eine Bilderfassung mit der Kamera 18 kann ein erstes Werkstück erfasst werden, woraufhin der Prüfvorgang gestartet wird. Der Start des Prüfvorgangs setzt die Schrittmotoreinheit 14 in Gang, sodass diese das Werkstück mit einer entsprechenden Häufigkeit in diskreten Winkelschritten verdreht. Insbesondere kann die speicherprogrammierbare Steuerung 13 eine Interaktion erzeugen zwischen dem Sensormittel 10 und der Schrittmotoreinheit 14, und beispielsweise kann durch das Sensormittel 10 für jeden einzelnen Zahn am Werkstück eine abgeschlossene Prüfsequenz übermittelt werden, woraufhin über die speicherprogrammierbare Steuerung 13 die Schrittmotoreinheit 14 angesteuert wird, um das Werkstück um ein entsprechendes Winkelsegment weiterzudrehen. The test system 100 also has a display and control unit 16 which may include, for example, a touch-sensitive screen. The display and control unit 16 is with the programmable logic controller 13 interactively connected, as indicated by another double arrow. About the display and control unit 16 can the programmable logic controller 13 be operated and in particular programmed, for example, which workpieces are checked and which test algorithm to be executed. Then the programmable logic controller 13 with the sensor means 10 communicate, and through an image capture with the camera 18 a first workpiece can be detected, whereupon the testing process is started. The start of the test procedure sets the stepping motor unit 14 in motion, so that it rotates the workpiece with a corresponding frequency in discrete angular increments. In particular, the programmable logic controller 13 create an interaction between the sensor means 10 and the stepper motor unit 14 , and for example, by the sensor means 10 For each individual tooth on the workpiece a completed test sequence are transmitted, whereupon via the programmable logic controller 13 the stepper motor unit 14 is driven to continue to turn the workpiece by a corresponding angle segment.

Die Darstellung zeigt weiterhin symbolisch ein peripheres Anlagennetz 19, das die Betriebsumgebung der Prüfanlage 100 darstellt. Die Prüfanlage 100 kann dabei als Inline-Messanlage im peripheren Anlagennetz 19 eingebunden sein, was durch einen weiteren Doppelpfeil angedeutet ist. The illustration also symbolically shows a peripheral network 19 that the operating environment of the test facility 100 represents. The test system 100 can be used as an inline measuring system in the peripheral plant network 19 be involved, which is indicated by another double arrow.

Zusammenfassend kann damit das Prüfverfahren wie folgt ausgeführt werden: zunächst erfolgt eine Referenzierung der Prüfanlage 100, insbesondere des Sensormittels 10, worauf die folgenden Schritte folgen: a) Erfassung eines Zahns 12 der Zahnstruktur 11 mit dem Sensormittel 10, b) Auswertung des Zahns 12 mit der speicherprogrammierbaren Steuerung 13, c) Einleiten einer Drehung des Werkstückes 1 mit einem Winkelschritt entsprechend der Zahnperiode P zur Auswertung eine nächsten Zahnes 12 und c) Wiederholung der Schritte a) bis c), bis alle Zähne 12 der Zahnstruktur 11 mit dem Sensormittel 10 erfasst und geprüft sind. In summary, the test procedure can thus be carried out as follows: first, the test facility is referenced 100 , in particular the sensor means 10 , followed by the following steps: a) detection of a tooth 12 the tooth structure 11 with the sensor means 10 , b) Evaluation of the tooth 12 with the programmable logic controller 13 , c) initiating a rotation of the workpiece 1 with an angular step corresponding to the tooth period P for evaluation of a next tooth 12 and c) repeating steps a) through c) until all teeth 12 the tooth structure 11 with the sensor means 10 are recorded and checked.

2 zeigt beispielhaft eine Schiebemuffe als Werkstück 1 mit einer Zahnstruktur 11, und die Zahnstruktur 11 weist eine Vielzahl von außenseitig an der Schiebemuffe angeordneten Zähnen 12 auf. Die ringartig ausgeführte Schiebemuffe ist um eine Drehachse 15 drehbar aufgenommen, beispielsweise in der Schrittmotoreinheit 14 oder die Schrittmotoreinheit 14 wirkt derart mit dem Werkstück 1 zusammen, dass dieses um die Drehachse 15 verdreht werden kann. 2 shows an example of a sliding sleeve as a workpiece 1 with a tooth structure 11 , and the tooth structure 11 has a plurality of externally arranged on the sliding sleeve teeth 12 on. The ring-like sliding sleeve is about a rotation axis 15 rotatably received, for example in the stepper motor unit 14 or the stepper motor unit 14 acts like this with the workpiece 1 together, that this around the rotation axis 15 can be twisted.

Die Darstellung zeigt weiterhin in vereinfachter Weise eine Kamera 18, die Bestandteil des Sensormittels 10 ist. Die Kamera ist mit einem Pfeil dargestellt, wodurch beispielhaft gezeigt ist, dass die Kamera einen diskreten Zahn 12 der Zähnestruktur 11 erfasst. Hat die Kamera 18 die Kontur, beispielsweise jedoch auch die Oberfläche oder weitere Eigenschaften, des Zahns 12 erfasst, so kann das Werkstück 1 um eine Zahnperiode P weitergedreht werden, um mit der Kamera 18 einen benachbarten, nächsten Zahn 12 zu erfassen. Die Prüfung des Werkstückes 1 ist beendet, wenn alle sich am Werkstück 1 befindenden Zähne 12 in diskreten Schritten geprüft wurden, sodass schließlich entschieden werden kann, ob es sich um ein Gutteil oder um ein Ausschussteil handelt. The illustration also shows a simplified way a camera 18 , which is part of the sensor means 10 is. The camera is shown with an arrow, showing by way of example that the camera is a discrete tooth 12 the tooth structure 11 detected. Has the camera 18 the contour, but for example, the surface or other properties of the tooth 12 recorded, so can the workpiece 1 to be further rotated by one tooth period P to the camera 18 an adjacent, next tooth 12 capture. The examination of the workpiece 1 is finished when everyone is on the workpiece 1 located teeth 12 in discrete steps, so that it can finally be decided whether it is a good part or a scrap part.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene vorteilhafte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich andersgearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. The invention is not limited in its execution to the above-mentioned advantageous embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different versions. All features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including design details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100 100: Prüfanlage testing system
1 1: Werkstück workpiece
10 10: Sensormittel sensor means
11 11: Zahnstruktur tooth structure
12 12: Zahn tooth
13 13: speicherprogrammierbare Steuerung programmable logic controller
14 14: Schrittmotoreinheit Stepping motor unit
15 15: Drehachse axis of rotation
16 16: Anzeige- und Bedieneinheit Display and control unit
17 17: Kamerakontroller camera controller
18 18: Kamera camera
19 19: peripheres Netz peripheral network

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006007933 A1 [0004]

Claims

Test system ( 100 ) for non-contact optical testing of rotating moving workpieces ( 1 ), wherein a sensor means ( 10 ) is provided, with the at least one tooth structure ( 11 ) of the workpiece ( 1 ) with several teeth ( 12 ) is characterized by at least the following features: a programmable logic controller ( 13 ), - a stepping motor unit ( 14 ), with which the workpiece ( 1 ) in discrete angular steps about a rotation axis ( 15 ) is rotatable and, - a display and control unit ( 16 ) with the programmable logic controller ( 13 ) and via which the test facility ( 100 ) is controllable by an operator.

Test system according to claim 1, characterized in that the sensor means ( 10 ) a camera controller ( 17 ) and at least one camera ( 18 ), wherein the camera controller ( 17 ) with the programmable logic controller ( 13 ) is interactively connected.

Test system according to claim 1 or 2, characterized in that the stepping motor unit ( 14 ) with the programmable logic controller ( 13 ) is interactively connected and controllable with this.

Test system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the teeth ( 12 ) of the tooth structure ( 11 ) have a tooth period (P) identical to one another, wherein the stepper motor unit ( 14 ) designed and in particular programmed to the workpiece ( 1 ) about the axis of rotation ( 15 ) in discrete angular steps corresponding to the tooth period (P) of the tooth structure ( 11 ) corresponds.

Test system according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor means ( 10 ) is designed to recognize colors.

Test system according to one of the preceding claims, characterized in that the camera controller ( 17 ) for detecting contours of the workpiece ( 1 ), in particular contours of the tooth structure ( 11 ) is trained.

Test system according to one of the preceding claims, characterized in that the programmable logic controller ( 13 ) is designed for the evaluation of data which is transmitted by the camera controller ( 17 ) are dispensable.

Method for non-contact optical testing of rotating moving workpieces ( 1 ) with a test facility ( 100 ), the test system being a sensor means ( 10 ), with which at least one tooth structure ( 11 ) of the workpiece ( 1 ) with several teeth ( 12 ), characterized in that the test facility comprises a stepper motor unit ( 14 ), with which the workpiece ( 1 ) about a rotation axis ( 15 ), wherein the rotation of the workpiece ( 1 ) is performed with discrete angular steps, and wherein the discrete angular steps of a tooth period (P) of the tooth structure ( 11 ) correspond.

A method according to claim 8, characterized in that a referencing of the test system ( 100 ), in particular the sensor means ( 10 ), and wherein the referencing is followed by at least the following steps: a) detection of a tooth ( 12 ) of the tooth structure ( 11 ) with the sensor means ( 10 ), b) Evaluation of the tooth ( 12 ) with the programmable logic controller ( 13 ), c) initiating a rotation of the workpiece ( 1 ) with an angular step corresponding to the tooth period (P) for evaluation of a next tooth ( 12 ) and d) repeating steps a) to c) until all teeth ( 12 ) of the tooth structure ( 11 ) with the sensor means ( 10 ) are recorded and checked.

Method according to claim 8 or 9, characterized in that the test system ( 100 ) into a peripheral network ( 19 ), whereby the test equipment ( 100 ) by means of the peripheral network ( 19 ) is driven.