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Die Erfindung betrifft das Anwendungsgebiet von Konformitätsprüfungen, die an einem mechanischen Teil eines Fahrzeugs durchgeführt werden, und insbesondere eine Installation, die die Durchführung einer solchen Prüfung ermöglicht, und ein Verfahren, das eine solche Installation implementiert.
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Einige in einem Fahrzeug vorhandene mechanische Teile sind für die Sicherheit der Fahrgäste des Fahrzeugs von entscheidender Bedeutung. Ein Hersteller solcher mechanischer Teile muss daher die Konformität dieser Teile durch eine Konformitätsprüfung gemäß vordefinierten Anforderungen sicherstellen.
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Insbesondere ermöglicht die Konformitätsprüfung eine Identifizierung, Lokalisierung und Gewährleistung eines Fehlens eines metallurgischen Fehlers an der Oberfläche oder unter der Oberfläche, der beispielsweise auf ein Problem beim Herstellen des Materials oder auf eine Oberflächenbehandlung (auf intergranularer Ebene) des Materials des mechanischen Teils zurückzuführen ist.
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Als nächstes wird eine Konformitätsprüfung, die an einem bestimmten mechanischen Teil: einer Zahnstange eines Lenksystems durchgeführt wird, als nicht einschränkendes Beispiel betrachtet. Die Konformitätsprüfung kann jedoch auch für andere mechanische Teile gelten, beispielsweise für ein Antriebsritzel, eine Pleuelstange, eine Nockenwelle oder einen Achsschenkel.
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Eine Zahnstange ist ein mechanisches Teil, das das Bewegen der Räder ermöglicht, das heißt ein Modifizieren eines Orientierungswinkels der Räder über Spurstangen ermöglicht.
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Im Allgemeinen ist die Zahnstange zwischen 400 mm und 900 mm lang. Sie ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt. Sie umfasst einen Körper mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen zwischen 22 mm und 34 mm liegt, und eine Verzahnung.
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Die Verzahnung umfasst eine Mehrzahl von Zähnen, die sich gemäß einer Achse quer zur Längsachse der Zahnstange erstrecken. Jeder Zahn ist durch einen Zahngrund vom benachbarten Zahn getrennt. Jeder Zahn umfasst eine rechte Zahnflanke und eine linke Zahnflanke, die durch einen Zahnspitzensteg verbunden sind.
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Während der Herstellung der Zahnstange können Fehler entstehen. Insbesondere kann der Körper zumindest eine «Balkenlinie» aufweisen. Er besteht aus einem linearen Fehler, der sich entsprechend der Längsachse der Zahnstange erstreckt. Außerdem kann die Verzahnung Fehler aufweisen, die nachfolgend als „Risse“ bezeichnet werden und deren Abmessungen im Wesentlichen zumindest 1 mm lang und zumindest 5 µm breit sind.
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Daher ist es notwendig, eine Konformitätsprüfung, das heißt eine Überprüfung des Fehlens eines Fehlers, jeder Zahnstange durchzuführen.
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Die Konformitätsprüfung einer Zahnstange umfasst die folgenden Schritte:
- - Magnetisieren der Zahnstange mittels einer Magnetisierungsvorrichtung, die ein Diffundieren eines Stroms in die Zahnstange ermöglicht;
- - Besprühen der Zahnstange mit einem Aufdeckungsprodukt mittels einer Sprühvorrichtung, wobei das Aufdeckungsprodukt unter ultraviolettem Licht fluoresziert;
- - Überprüfung der Zahnstange durch einen Bediener;
- - Entmagnetisieren.
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Natürlich kann diese Konformitätsprüfung an ein anderes mechanisches Teil außer der Zahnstange angepasst werden.
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Der Schritt einer Überprüfung der Zahnstange durch den Bediener erfordert einerseits die Anwesenheit des Bedieners in einem mit UV-Licht beleuchteten Raum und andererseits den Benutzer, der die zu überprüfende Zahnstange ergreift, um in der Lage zu sein, den Körper und die Verzahnung zu beobachten, um mögliche Fehler zu erfassen.
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Der Nachteil dieses Schritts besteht darin, den Bediener einer Umgebung auszusetzen, die eine Gefahr für seine Gesundheit darstellt. In der Tat arbeitet der Bediener unter UV-Licht, in der Nähe eines beträchtlichen Magnetfelds und in Kontakt mit dem Aufdeckungsprodukt. Darüber hinaus kann der Bediener abhängig vom Gewicht des mechanischen Teils und von der Produktionsleistung der zu überprüfenden mechanischen Teile Erkrankungen des Bewegungsapparates entwickeln.
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Die Erfindung zielt darauf ab, alle oder einen Teil der oben genannten Nachteile zu überwinden, indem eine Installation vorgesehen wird, die eine Konformitätsprüfung eines mechanischen Teils eines Fahrzeugs ermöglichen soll, die zumindest eine Magnetisierungsvorrichtung und zumindest eine Vorrichtung zum Aufsprühen eines aufgedeckten Produkts aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Installation auch zumindest eine Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes mittels zumindest einer Bilderfassungsvorrichtung und zumindest einer Vorrichtung zum Übertragen des zumindest einen Bildes zu einer Analyseeinheit aufweist.
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Beispielsweise ist die Bilderfassungsvorrichtung eine fotografische Vorrichtung oder eine Kamera. Es ermöglicht eine Aufnahme fester oder beweglicher Bilder des gesamten mechanischen Teils.
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Die Übertragungsvorrichtung sendet das zumindest eine vom Gerät aufgenommene Bild zum Erzeugen zumindest eines Bildes an die Analyseeinheit. Die Übertragungsvorrichtung sendet das zumindest eine Bild aus der Ferne.
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Somit kann die Konformitätsprüfung des mechanischen Teils durch die Analyseeinheit mittels der Bilder des mechanischen Teils durchgeführt werden. Auf diese Weise steht die Analyseeinheit, die aus einem Bediener bestehen kann, mit einem Bild des mechanischen Teils und nicht mit dem mechanischen Teil als physikalischem Gegenstand in Kontakt. Die Analyseeinheit arbeitet von der Vorrichtung zur Erzeugung zumindest eines Bildes aus der Ferne.
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Die Analyseeinheit visualisiert die Fehler auf den Bildern, ohne mit dem mechanischen Teil in Kontakt zu kommen.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Bilderfassungsvorrichtung so ausgelegt, dass sie Bilder unter ultraviolettem Licht und unter weißem Licht aufnimmt.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Bilderfassungsvorrichtung so ausgelegt, dass sie Farbbilder aufnimmt.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Bilderfassungsvorrichtung so ausgelegt, dass sie Schwarzweißbilder aufnimmt.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes mehrere Bilderfassungsvorrichtungen.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung nimmt die zumindest eine Bilderfassungsvorrichtung mehrere Bilder der Zahnstange auf.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes eine Einrichtung zum Emittieren eines ultravioletten Lichts und / oder eine Einrichtung zum Emittieren eines weißen Lichts.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes ein System zum Bewegen des mechanischen Teils.
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Ein Bewegen des mechanischen Teils ermöglicht ein Einstellen einer beliebigen Fläche des mechanischen Teils gegenüber der zumindest einen Bilderfassungsvorrichtung.
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Auf diese Weise kann ein Bild von jeder Fläche, das heißt von einer Hüllkurve, des mechanischen Teils Schritt für Schritt aufgenommen werden. Somit können Längs- und Querfehler, das heißt Balkenlinien oder Risse, wenn das mechanische Teil eine Zahnstange ist, über die Gesamtheit des mechanischen Teils erfasst werden.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst das System zum Bewegen der Zahnstange ein System zum Drehen des mechanischen Teils.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst das System zum Bewegen der Zahnstange ein System zum Antreiben des mechanischen Teils bei einer Verschiebung.
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Somit ist es möglich, die Bewegung des mechanischen Teils so anzupassen, dass ein Bild von jeder Fläche aufgenommen wird.
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Wenn das mechanische Teil eine Zahnstange ist, wird eine Bilderfassungsvorrichtung, die quer zur Längsachse der Zahnstange positioniert ist, nacheinander gegenüber der Gesamtheit des Körpers und der Bodenfläche der Zähne der Verzahnung angeordnet. Die Bilderfassungsvorrichtung nimmt dann Bilder einer Außenfläche der Zahnstange auf, das heißt ihrer Hüllkurve.
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Um die Zahnstange um ihre Längsachse zu drehen, weist das Drehantriebssystem zumindest ein Achsenelement auf, das mit einem Ende der Zahnstange in Kontakt steht.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes ein System zum Bewegen der zumindest einen Bilderfassungsvorrichtung auf.
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Das Bewegen der zumindest einen Bilderfassungsvorrichtung ermöglicht ein Einstellen einer beliebigen Fläche des mechanischen Teils gegenüber der zumindest einen Bilderfassungsvorrichtung. Auf diese Weise kann ein Bild von jeder Fläche des mechanischen Teils Schritt für Schritt aufgenommen werden.
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An einer Zahnstange können die Balkenlinien oder die Risse sowohl am Körper als auch an der Verzahnung erfasst werden.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst das System zum Bewegen der zumindest einen Bilderfassungsvorrichtung ein System zum Antreiben der zumindest einen Bilderfassungsvorrichtung bei einer Verschiebung.
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Somit nimmt die Bilderfassungsvorrichtung Bilder des mechanischen Teils entlang seiner Länge auf.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist der mechanische Teil ein Teil eines Lenksystems des Fahrzeugs.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist das mechanische Teil eine Zahnstange.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes zumindest eine erste Bilderfassungsvorrichtung, die parallel zur Längsachse der Zahnstange positioniert ist, und zumindest eine zweite Bilderfassungsvorrichtung, die so positioniert ist, dass sie einen Winkel kleiner als 90° mit der Längsachse der Zahnstange bildet.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist zumindest eine zweite Bilderfassungsvorrichtung so positioniert, dass sie einen Winkel, der im Wesentlichen 60° beträgt, mit der Längsachse der Zahnstange bildet.
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Die zumindest eine erste Bilderfassungsvorrichtung soll Bilder des Körpers der Zahnstange aufnehmen, um die Balkenlinien zu erfassen.
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Vorzugsweise ist die zumindest eine erste Bilderfassungsvorrichtung in Bezug auf die Installation fixiert.
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Die zumindest eine erste Bilderfassungsvorrichtung ist mit dem System zum Drehen der Zahnstange wirkverbunden.
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Vorzugsweise ist die zumindest eine erste Bilderfassungsvorrichtung eine sogenannte lineare Bilderfassungsvorrichtung, das heißt ein Bildsensor der Bilderfassungsvorrichtung weist eine Abmessung nahe von 1*n Pixel mit n ≥ 1 auf. Somit weist ein lineares Bild, das von der linearen Bilderfassungsvorrichtung aufgenommen wurde, eine Abmessung nahe von 1*n Pixel mit n ≥ 1 auf. Eine lineare Bilderfassungsvorrichtung ermöglicht ein Erfassen eines Bildes mit einer homogenen Helligkeit.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes mehrere erste Bilderfassungsvorrichtungen.
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Die zumindest zweite Bilderfassungsvorrichtung soll Bilder der Verzahnung des Zahnstanges und insbesondere einer rechten und linken Zahnflanke jedes Zahns sowie des unteren Bereichs der Zähne aufnehmen, um Risse zu erkennen.
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Vorzugsweise ist die zumindest eine zweite Bilderfassungsvorrichtung bei einer Verschiebung gemäß der Längsachse der Zahnstange relativ zur Zahnstange beweglich, das heißt die zumindest eine zweite Vorrichtung ist mit dem Verschiebungsantriebssystem wirkverbunden. Somit nimmt die zumindest zweite Bilderfassungsvorrichtung jede Zahnflanke in ihrer Gesamtheit auf, ohne dass irgendein Bereich der Zahnflanke durch die Zahnflanke des vorherigen Zahns durch ein Parallaxenphänomen verborgen wird.
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Vorzugsweise ist die zumindest zweite Bilderfassungsvorrichtung eine sogenannte Bilderfassungsvorrichtung vom Matrixtyp, das heißt ein Bildsensor der Vorrichtung erfasst das Bild gemäß einer Matrix mit einer Abmessung von m*n Pixeln mit n > 1 und m > 1.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes zumindest zwei zweite Bilderfassungsvorrichtungen, die symmetrisch in Bezug auf die Achse quer zur Längsachse der Zahnstange positioniert sind.
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Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig Bilder der rechten Zahnflanke und der linken Zahnflanke desselben Zahns aufzunehmen.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst die Installation eine Vorrichtung zum Trocknen des aufdeckenden Produkts.
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Auf diese Weise ist der mechanische Teil in den aufgenommenen Bildern nicht glänzend.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Trocknungsvorrichtung zum Blasen von Luft ausgebildet.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Trocknungsvorrichtung zum Erwärmen der Zahnstange mittels eines Stroms ausgebildet.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst die Installation zumindest einen Förderer.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Überprüfen der Konformität eines mechanischen Teils eines Fahrzeugs, das eine Installation gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche implementiert, umfassend:
- - einen Schritt zum Ablegen eines mechanischen Teils über einem Förderer;
- - einen Schritt zum Magnetisieren des mechanischen Teils mittels der Magnetisierungsvorrichtung;
- - einen Schritt zum Aufsprühen des aufdeckenden Produkts auf den mechanischen Teil mittels der Sprühvorrichtung;
- - einen Schritt zum Entmagnetisieren des mechanischen Teils mittels der Entmag netis ieru ngsvorrichtung;
- - dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auch umfasst:
- - einen Schritt zum Erfassen eines Bildes des mechanischen Teils mittels der Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes, wobei der Bilderfassungsschritt zumindest ein Bild des mechanischen Teils erfasst;
- - einen Schritt zum Übertragen des zumindest einen Bildes des mechanischen Teils zu einer Analyseeinheit mittels der Übertragungsvorrichtung;
- - einen Analyseschritt durch die Analyseeinheit zum Bestimmen einer Konformität des mechanischen Teils.
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Der Schritt zum Ablegen des mechanischen Teils kann von einem Bediener oder einer Maschine ausgeführt werden.
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Der Schritt zum Erfassen eines Bildes des mechanischen Teils ermöglicht ein Aufnehmen zumindest eines Bildes des mechanischen Teils.
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Der Bilderfassungsschritt überträgt das zumindest eine Bild an die Übertragungsvorrichtung und die Übertragungsvorrichtung überträgt das zumindest eine Bild des mechanischen Teils zu einer Analyseeinheit.
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Der Analyseschritt kann eine Verarbeitung des zumindest einen von der Analyseeinheit empfangenen Bildes umfassen. Beispielsweise kann die Analyseeinheit mehrere Bilder kombinieren, um ein erstes Bild, das eine erste Fläche des mechanischen Teils darstellt, und ein zweites Bild zu erzeugen, das eine zweite Fläche des mechanischen Teils darstellt.
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Danach kann die Analyseeinheit das Bild beispielsweise auf einem Bildschirm anzeigen, so dass ein Bediener das Bild betrachten kann und über die Konformität des mechanischen Teils entscheidet.
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Die Analyseeinheit kann eine Verarbeitung des zumindest einen Bildes durchführen, um mittels eines Bilderkennungsprinzips das Vorhandensein von Fehlern auf der Zahnstange zu erfassen. Die Erkennung der Fehler erfolgt dann automatisch.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst der Bilderfassungsschritt:
- - eine Balkenbilderfassungsphase, in der die Zahnstange eine schrittweise Drehung um die Längsachse der Zahnstange ausführt;
- - eine Zahnbilderfassungsphase, in der die zumindest eine Bilderfassungsvorrichtung eine Verschiebung gemäß der Längsachse der Zahnstange durchführt.
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Die Balkenbilderfassungsphase erfordert das System zum Drehen der Zahnstange.
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Die Balkenbilderfassungsphase ermöglicht ein Aufnehmen von zumindest einem Bild mit einer homogenen Helligkeit über den gesamten Körper der Zahnstange.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst die Balkenbilderfassungsphase das Erfassen von zumindest einem Bild unter weißem Licht und das Erfassen von zumindest einem Bild unter ultraviolettem Licht.
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Die Zahnbilderfassungsphasen erfordern das translatorische Antriebssystem.
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Die Zahnbilderfassungsphase ermöglicht ein Aufnehmen eines Bildes mit einer homogenen Helligkeit der gesamten Verzahnung der Zahnstange.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst die Zahnbilderfassungsphase das Erfassen von zumindest einem Bild unter weißem Licht und das Erfassen von zumindest einem Bild unter ultraviolettem Licht.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst das Konformitätsprüfverfahren einen Trocknungsschritt nach dem Besprühschritt und vor dem Bilderfassungsschritt.
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Somit ist das aufgedeckende Produkt während des Bilderfassungsschritts trocken und erzeugt keinen glänzenden Bereich.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung führt der Analyseschritt eine Phase zum Erzeugen eines ersten Bildes unter weißem Licht und unter ultraviolettem Licht und eines zweiten Bildes unter weißem Licht und unter ultraviolettem Licht durch, dann eine Phase zum Subtrahieren des ersten Bildes unter weißem Licht bzw. des zweiten Bildes unter weißem Licht vom ersten Bild unter ultraviolettem Licht bzw. vom zweiten Bild unter ultraviolettem Licht.
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Auf diese Weise erhöht der Analyseschritt den Kontrast der Fehler zum Nachteil des Kontrasts bezüglich der geometrischen Variationen.
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Die Erfindung wird dank der nachfolgenden Beschreibung besser verstanden, die sich auf eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht, die als nicht einschränkendes Beispiel vorgesehen und unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert wird, in denen:
- [1] eine Ansicht gemäß einem ersten Winkel einer Installation gemäß der Erfindung ist;
- [2] eine Ansicht gemäß einem zweiten Winkel der Installation von 1 ist;
- [3] eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes ist;
- [4] ein Blockdiagramm eines Verfahrens gemäß der Erfindung ist;
- [5] ein Farbbild einer Verzahnung einer Zahnstange ist, das während eines Bilderfassungsschritts gemäß der Erfindung aufgenommen wurde;
- [6] ein Schwarzweißbild eines Bereichs eines entwickelten Musters eines Körpers einer Zahnstange ist.
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Die 1 und 2 veranschaulichen eine Installation 1 gemäß der Erfindung. Die Installation 1 umfasst einen Förderer 2, der mit zwei Förderbändern 21 versehen ist. Der Förderer 2 umfasst „V“-förmige Stützen, die eine Zahnstange 10 für ein Lenksystem eines Fahrzeugs aufnehmen sollen. Die Zahnstange 10 soll quer auf den Förderbändern 21 positioniert werden. Ein Förderband 21 ist relativ zum Anderen beweglich. Somit wird ein Abstand zwischen den beiden Förderbändern 21 entsprechend einer Länge der Zahnstange 10 eingestellt.
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Die Installation 1 umfasst eine Magnetisierungsvorrichtung 3. Die Magnetisierungsvorrichtung 3 diffundiert einen Strom in die Zahnstange 10, um sie zu magnetisieren.
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Die Installation 1 umfasst eine Vorrichtung 4 zum Besprühen eines aufdeckenden Produkts. Das aufdeckende Produkt ist ein Produkt, das unter ultraviolettem Licht fluoresziert. Das aufdeckende Produkt umfasst eine wässrige Base.
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Die Installation 1 umfasst eine Vorrichtung 5 zum Trocknen des aufdeckenden Produkts. Die Trocknungsvorrichtung 5 induziert einen Strom in der Zahnstange 10, um ihre Temperatur zu erhöhen und somit das aufdeckende Produkt zu trocknen.
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Die Installation 1 umfasst auch eine Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes 6. 3 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes 6.
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Die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes 6 umfasst vier erste Bilderfassungsvorrichtungen 61, die parallel zur Längsachse der Zahnstange 10 positioniert sind. Die ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 bestehen aus Fotokameras. Die ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 sind in Bezug auf die Installation 1 fixiert, insbesondere sind sie an einer Stütze 63 befestigt, die sich entlang der Längsachse der Zahnstange 10 erstreckt. Die ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 sind Bilderfassungsvorrichtungen, die aus sogenannten linearen oder Matrix-Bilderfassungsvorrichtungen bestehen können. Jede der ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 nimmt ein 40°-Bild auf, das von 20° bis 120° eingerichtet werden kann. Die ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 nehmen Schwarzweiß- oder Farbbilder auf. Die ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 arbeiten unter ultraviolettem Licht, das von einer ultravioletten Lampe 7 emittiert wird.
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Die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes 6 umfasst auch zwei zweite Bilderfassungsvorrichtungen 62, die so positioniert sind, dass sie einen Winkel von weniger als 90° in Bezug auf die Längsachse der Zahnstange 10 bilden. Die zwei zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 sind Fotokameras. Die zwei zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 sind symmetrisch in Bezug auf die Achse quer zur Längsachse der Zahnstange 10 positioniert. Die zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 sind an einem System zum Bewegen der zwei zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 und insbesondere an einem System 64 zum Antreiben der zwei zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 bei der Verschiebung gemäß der Längsrichtung der Zahnstange 10 befestigt. Die zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 sind sogenannte Matrix-Bilderfassungvorrichtungen. Die zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 nehmen Schwarzweiß- oder Farbbilder auf. Die zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 arbeiten unter ultraviolettem Licht, das von der ultravioletten Lampe 7 emittiert wird.
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Die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes 6 umfasst ferner ein System zum Bewegen der Zahnstange 10. Das System zum Bewegen der Zahnstange 10 umfasst ein System 65 zum Drehen der Zahnstange 10 um die Längsachse der Zahnstange 10. Um die Zahnstange 10 um ihre Längsachse zu drehen, weist das drehbare Antriebssystem 65 ein Achsenelement auf, das mit einem Ende der Zahnstange 10 in Kontakt steht.
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Die Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes 6 umfasst auch eine Vorrichtung 8 zum Übertragen des zumindest einen Bildes zu einer Analyseeinheit 9.
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Die Analyseeinheit 9 ist ein Prozessor, der mit einem Bildschirm verbunden ist.
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Die Installation 1 umfasst auch eine Vorrichtung 3' zum Entmagnetisieren der Zahnstange 10, die das Entmagnetisieren der Zahnstange ermöglicht.
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4 ist ein Blockdiagramm eines Prüfverfahrens 100 gemäß der Erfindung.
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Das Verfahren 100 zum Prüfen der Konformität der Zahnstange 10 implementiert eine Installation 1.
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Das Prüfverfahren 100 umfasst einen Schritt 20 zum Ablegen der Zahnstange 10 über bzw. auf dem Förderer 2. Der Ablageschritt 20 wird von einem Bediener oder einer automatischen Maschine ausgeführt. Der Bediener oder die automatische Maschine positioniert jedes Ende der Zahnstange auf den Stützen der Förderbänder 21.
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Der Förderer 2 bringt die Zahnstange 10 zur Magnetisierungsvorrichtung 3, die einen Schritt 30 zum Magnetisieren der Zahnstange 10 ausführt.
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Danach wird die Zahnstange 10 mittels der Sprühvorrichtung 4 mit dem aufdeckenden Produkt während eines Sprühschrittes 40 besprüht.
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Die Trocknungsvorrichtung 5 induziert einen Strom in der Zahnstange 10, um ihre Temperatur zu erhöhen und somit das aufdeckende Produkt während eines Trocknungsschritts 50 zu trocknen. Somit ist das aufdeckende Produkt während des Bilderfassungsschritts trocken und erzeugt keinen glänzenden Bereich.
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Der Förderer 2 bringt die Zahnstange 10 zur Vorrichtung, um zumindest ein Bild 6 zu erzeugen, die einen Schritt 60 zum Erfassen eines Bildes der Zahnstange 10 ausführt. Der Bilderfassungsschritt 60 erzeugt eine Mehrzahl von Bildern 101 der Zahnstange 10.
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Insbesondere umfasst der Bilderfassungsschritt 60 eine Balkenbilderfassungsphase 66, in der die Vorrichtung 65 zum Drehen der Zahnstange 10 eine schrittweise Drehung der Zahnstange 10 um einen vorbestimmten Winkel ausführt und jede der ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 ein Bild bei jedem Schritt eines Körpers 11 der Zahnstange 10 aufnimmt.
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Mit anderen Worten, beim ersten Schritt „n“ nimmt jede der ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 ein Bild eines Bereichs der Linie „m“ der Zahnstange 10 auf. Unter der Linie der Zahnstange 10 von der Oberfläche der Zahnstange 10 gegenüber den ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 sollte ein Bereich verstanden werden, der sich über die gesamte Länge der Zahnstange erstreckt. Eine Anordnung der vier Bereiche der Linie „m“ bildet ein Bild der Linie „m“ der Zahnstange 10.
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Im nächsten Schritt «n + 1 » hat sich die Zahnstange um einen vorgegebenen Winkel um ihre Längsachse gedreht. Die Linie „m + 1“ liegt dann den ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 gegenüber. Jede der ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 nimmt ein Bild eines Bereichs der Linie „m + 1“ der Zahnstange 10 auf. Eine Anordnung der vier Bereiche der Linie «m + 1» bildet ein Bild der Linie «m + 1» der Zahnstange 10.
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Sobald die Zahnstange eine vollständige Drehung um ihre Längsachse durchgeführt hat, das heißt, wenn sich die Linie „m“ wieder gegenüber den ersten Bilderfassungsvorrichtungen 61 befindet, ist ein Bild aller Linien der Zahnstange ausgeführt worden.
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Danach umfasst der Bilderfassungsschritt 60 eine Verzahnungsbilderfassungsphase 67, in der jede der zwei zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 Bilder der Verzahnung 12 der Zahnstange aufnimmt.
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Insbesondere ist eine der zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 so ausgerichtet, dass sie ein Bild einer rechten Zahnflanke von zumindest einem Zahn der Verzahnung aufnehmen kann, während die andere Bilderfassungsvorrichtung 62 so ausgerichtet ist, dass sie ein Bild einer linken Zahnflanke von zumindest einem Zahn aufnehmen kann.
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Eine Schärfentiefe bzw. ein Schärfentiefenbereich der zweiten Bilderfassungsvorrichtung 62 ermöglicht es, drei Zahnflanken von drei aufeinanderfolgenden Zähnen auf demselben Bild aufzunehmen.
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Somit ist die Zahnstange 10 so ausgerichtet, um die Verzahnung gegenüber den zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 einzustellen. Die zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 nehmen ein Bild der rechten und linken Zahnflanken der ersten drei Zähne „d“ auf. Dann werden die zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 mittels des verschiebbaren Antriebssystems 64 um einen vorbestimmten Abstand verschoben. Der vorbestimmte Abstand hängt von der Schärfentiefe der zweiten Bilderfassungsvorrichtungen ab. Die zweiten Bilderfassungsvorrichtungen 62 nehmen ein Bild der rechten und linken Zahnflanken der nächsten drei Zähne «d + 1» auf. Auf diese Weise wird ein Bild der rechten und linken Zahnflanken aller Zähne der Verzahnung 12 aufgenommen.
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5 stellt ein Farbbild der rechten Zahnflanken der Verzahnung 12 der Zahnstange 10 dar. In diesem unter ultraviolettem Licht aufgenommene Bild erscheint das aufdeckende Produkt, das in die Risse 120 eintritt, in fluoreszierendem Grün.
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Die Bilder 101, die von der Vorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Bildes 6 aufgenommen wurden, werden während eines Schrittes 80 zum Übertragen des zumindest einen Bildes der Zahnstange durch die Übertragungsvorrichtung 8 zur Analyseeinheit 9 übertragen.
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Die Analyseeinheit führt eine Verarbeitung der Bilder 101 durch. Insbesondere stellt die Analyseeinheit 9 die Bilder jeder Linie der Zahnstange 10 zusammen, die während der Balkenbilderfassungsphase 66 aufgenommen wurden, um die Erfassung von Fehlern der Balkenlinien zu ermöglichen. Auf diese Weise erzeugt die Analyseeinheit aus einer Vielzahl von Linienbildern ein erstes Bild, das ein entwickeltes Muster des Körpers 11 der Zahnstange 10 darstellt.
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6 zeigt einen Teil eines ersten Schwarzweißbildes eines Bereichs der Zahnstange mit einer Balkenlinie 110. In diesem Bild ist ein Balkenliniefehler 110 vorhanden und erscheint in Weiß.
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Um die Erfassung von Rissfehlern zu ermöglichen, stellt die Analyseeinheit 9 außerdem die Bilder der rechten Zahnflanken und dann der linken Zahnflanken aller Zähne der Verzahnung 12 zusammen, die während der Zahnbilderfassungsphase 67 aufgenommen wurden. Auf diese Weise erzeugt die Analyseeinheit aus einer Vielzahl von Bildern zwei zweite Bilder, die ein entwickeltes Muster der Verzahnung 12 der Zahnstange 10 darstellen.
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Unter Verwendung der Analyseeinheit, die die Bilder 101 der Zahnstange 10 auf dem Bildschirm anzeigt, bestimmt ein Bediener die Konformität der Zahnstange 10 während eines Analyseschritts 90. Wenn die Zahnstange 10 keine Balkenlinien- oder Rissfehler aufweist, wird die Zahnstange als konform betrachtet. Danach wird von der Analyseeinheit ein Konformitätssignal C ausgegeben. Wenn die Zahnstange 10 Balkenlinien- oder Rissfehler aufweist, wird die Zahnstange als nicht konform betrachtet. Dann wird von der Analyseeinheit ein Fehlersignal D ausgegeben.
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Auf das Konformitätssignal C bringt dann der Förderer 2 die Zahnstange 10 zur Entmagnetisierungsvorrichtung 3', die einen Schritt 300 zum Entmagnetisieren der Zahnstange 10 ausführt.
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Auf das Fehlersignal D wird die Zahnstange von einem Bediener oder einem Automaten entnommen, der/der die Zahnstange während eines Entnahmeschritts 400 vom Förderer 2 entfernt.
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Auf diese Weise ermöglicht die Installation 1 eine Qualitätsprüfung der Zahnstange 10.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die in den beigefügten Figuren beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen begrenzt. Modifikationen sind weiterhin möglich, insbesondere hinsichtlich der Zusammensetzung der verschiedenen Elemente oder durch Substitution durch technische Äquivalente, ohne jedoch vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
