DE102022126477A1

DE102022126477A1 - Optische prüfung von statornuten

Info

Publication number: DE102022126477A1
Application number: DE102022126477.7A
Authority: DE
Inventors: John S. Agapiou; Sean Robert Wagner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-10-12
Publication date: 2023-09-14
Also published as: US20230291284A1; CN116773525A

Abstract

Ein Verfahren zum Prüfen eines Statorstapels enthält das Anordnen des Statorstapels auf einer Tragfläche eines Prüfsystems und Ausführen einer Tiefenmessung einer Statornut. Die Tiefenmessung enthält das Drehen der Statornut entlang einer ersten Richtung in mehrere erste Orientierungen, das Aufnehmen eines ersten Bildes in jeder der ersten Orientierungen und das Messen einer Tiefe basierend auf wenigstens einem der ersten Bilder. Das Verfahren enthält das Ausführen einer Breitenmessung der Statornut, das Drehen der Statornut entlang einer zweiten Richtung in mehrere zweite Orientierungen, das Aufnehmen eines zweiten Bildes in jeder der zweiten Orientierungen und das Messen einer Breite basierend auf wenigstens einem der zweiten Bilder enthält. Das Verfahren enthält ferner das Prüfen der Ränder der Statornut in dem wenigstens einen der ersten Bilder, um eine potentielle Abweichung zu detektieren.

Description

EINLEITUNG
Die Offenbarung des Gegenstands bezieht sich auf die Prüfung der Statoren von Elektromotoren und insbesondere die optische Prüfung von Statornuten.
Elektromotoren werden in verschiedenen Zusammenhängen und Branchen verwendet. Elektromotoren werden z. B. in der Automobilindustrie als Teil von Elektro- und Hybridfahrzeugen verwendet. Während der Herstellungsprozesse werden die Komponenten von Elektromotoren typischerweise geprüft, um Defekte zu identifizieren, die die Effektivität der fertiggestellten Motoren beeinträchtigen könnten. Die Statoren, die einen Teil eines Motors bilden, sind z. B. aus einzelnen Laminierungen aufgebaut, die einen Laminierungsstapel bilden. Während der Herstellung können Defekte entstehen, deren Beispiele Grate und geometrische Variationen aufgrund einer Falschausrichtung der Laminierungen enthalten. Es ist wünschenswert, ein System und ein Verfahren zur Prüfung von Statoren während und/oder nach der Herstellung zu haben, um irgendwelche Defekte zu identifizieren und zu beheben, die auftreten könnten.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält ein Verfahren zum Prüfen eines Statorstapels Anordnen des Statorstapels auf einer Tragfläche eines Prüfsystems und Anordnen einer Statornut in einem Sehfeld einer Bildgebungsvorrichtung, wobei die Bildgebungsvorrichtung eine Bildgebungsachse aufweist, die auf eine Oberfläche des Statorstapels ausgerichtet ist, wobei das Prüfsystem die Bildgebungsvorrichtung und ein Kippsystem enthält, das konfiguriert ist, eine Orientierung der Statornut bezüglich der Bildgebungsachse zu steuern. Das Verfahren enthält außerdem Ausführen einer Tiefenmessung der Statornut. Die Tiefenmessung enthält Drehen der Statornut entlang einer ersten Richtung in mehrere erste Orientierungen, Aufnehmen eines ersten Bildes in jeder der ersten Orientierungen und Messen einer Tiefe basierend auf wenigstens einem der ersten Bilder. Das Verfahren enthält ferner Ausführen einer Breitenmessung der Statornut. Die Breitenmessung enthält Drehen der Statornut entlang einer zweiten Richtung in mehrere zweite Orientierungen, Aufnehmen eines zweiten Bildes in jeder der zweiten Orientierungen und Messen einer Breite basierend auf wenigstens einem der zweiten Bilder, wobei die erste Richtung zu der zweiten Richtung senkrecht ist. Das Verfahren enthält ferner Prüfen der Ränder der Statornut in dem wenigstens einen der ersten Bilder, um eine potentielle Abweichung zu detektieren.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält die Bildgebungsvorrichtung eine optische Kamera und ein telezentrisches Objektiv, wobei die Kamera konfiguriert ist, Bilder von einer Stelle oberhalb der Statornut aufzunehmen, und eine Beleuchtungsvorrichtung, konfiguriert ist, die Beleuchtung von einer Stelle unterhalb der Statornut anzuwenden.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Prüfsystem eine Beleuchtungsvorrichtung, die konfiguriert ist, eine Beleuchtung durch die Statornut anzuwenden, wobei das Ausführen der Tiefenmessung Analysieren jedes ersten Bildes, um eine Beleuchtungsstärke durch die Statornut zu bestimmen, Auswählen eines ersten Bildes mit einer größten Beleuchtungsstärke und Messen der Tiefe basierend auf dem ausgewählten ersten Bild enthält.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Prüfsystem eine Beleuchtungsvorrichtung, die konfiguriert ist, eine Beleuchtung durch die Statornut anzuwenden, wobei das Ausführen der Breitenmessung Analysieren jedes zweiten Bildes, um eine Beleuchtungsstärke durch die Statornut zu bestimmen, Auswählen eines zweiten Bildes mit einer größten Beleuchtungsstärke und Messen der Breite basierend auf dem ausgewählten zweiten Bild enthält.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Kippsystem einen Drehpunkt, eine erste Hubplattform und eine zweite Hubplattform, die konfiguriert sind, in einer Richtung linear bewegt zu werden, die senkrecht zur Tragfläche ist, wobei die erste Hubplattform konfiguriert ist, den Statorstapel entlang der ersten Richtung zu kippen, und die zweite Hubplattform konfiguriert ist, den Statorstapel entlang der zweiten Richtung zu kippen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Kippsystem eine Basisstruktur, die durch den Drehpunkt, die erste Hubplattform und die zweite Hubplattform getragen ist, wobei die erste Hubplattform und die zweite Hubplattform bezüglich einer Stelle des Drehpunkts orthogonal angeordnet sind.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Drehen der Statornut entlang der ersten Richtung Inkrementieren der ersten Hubplattform, wenn sich die zweite Hubplattform an einer Standardposition befindet, und enthält das Drehen der Statornut entlang der zweiten Richtung Inkrementieren der zweiten Hubplattform, wenn sich die erste Hubplattform an einer Standardposition befindet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthalten die Ränder der Statornut einen ersten langen Rand und einen zweiten langen Rand, der dem ersten langen Rand gegenüberliegt, wobei das Prüfen der Ränder Errichten einer ersten Ausgleichsgerade für den ersten langen Rand, Vergleichen einer ersten Kontur des ersten langen Randes mit der ersten Ausgleichsgerade und Identifizieren einer Abweichung basierend auf einem Abstand zwischen der ersten Ausgleichsgerade und der ersten Kontur, der größer als ein ausgewählter Abstandsschwellenwert ist. Das Prüfen der Ränder enthält außerdem Errichten einer zweiten Ausgleichsgerade für den zweiten langen Rand, Vergleichen einer zweiten Kontur des zweiten langen Randes mit der zweiten Ausgleichsgerade und Identifizieren einer Abweichung basierend auf einem Abstand zwischen der zweiten Ausgleichsgerade und der zweiten Kontur, der größer als ein ausgewählter Abstandsschwellenwert ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält ein System zum Prüfen eines Statorstapels ein Prüfsystem, das eine Bildgebungsvorrichtung mit einer Bildgebungsachse enthält, die auf eine Tragfläche ausgerichtet ist, ein Kippsystem, das konfiguriert ist, eine Orientierung des Statorstapels und einer Statornut bezüglich der Bildgebungsachse zu steuern, und eine Verarbeitungsvorrichtung, die konfiguriert ist, die Bildgebungsvorrichtung zu steuern, um Bilder der Statornut aufzunehmen, wenn sie auf der Tragfläche angeordnet ist. Die Verarbeitungsvorrichtung ist konfiguriert, eine Tiefenmessung der Statornut auszuführen. Die Tiefenmessung enthält Drehen der Statornut entlang einer ersten Richtung in mehrere erste Orientierungen, Aufnehmen eines ersten Bildes in jeder der ersten Orientierungen und Messen einer Tiefe basierend auf wenigstens einem der ersten Bilder. Die Verarbeitungsvorrichtung ist außerdem konfiguriert, eine Breitenmessung der Statornut auszuführen. Die Breitenmessung enthält Drehen der Statornut entlang einer zweiten Richtung in mehrere zweite Orientierungen, Aufnehmen eines zweiten Bildes in jeder der zweiten Orientierungen und Messen einer Breite basierend auf wenigstens einem der zweiten Bilder, wobei die erste Richtung zu der zweiten Richtung senkrecht ist. Die Verarbeitungsvorrichtung ist ferner konfiguriert, die Ränder der Statornut in dem wenigstens einen der ersten Bilder zu prüfen, um eine potentielle Abweichung zu detektieren.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Prüfsystem eine Beleuchtungsvorrichtung, die konfiguriert ist, eine Beleuchtung durch die Statornut anzuwenden, wobei die Verarbeitungsvorrichtung konfiguriert ist, jedes erste Bild zu analysieren, um eine Beleuchtungsstärke durch die Statornut zu bestimmen, ein erstes Bild mit einer größten Beleuchtungsstärke auszuwählen und die Tiefe basierend auf dem ausgewählten ersten Bild zu messen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Prüfsystem eine Beleuchtungsvorrichtung, die konfiguriert ist, eine Beleuchtung durch die Statornut anzuwenden, wobei die Verarbeitungsvorrichtung konfiguriert ist, jedes zweite Bild zu analysieren, um eine Beleuchtungsstärke durch die Statornut zu bestimmen, ein zweites Bild mit einer größten Beleuchtungsstärke auszuwählen und die Breite basierend auf dem ausgewählten zweiten Bild zu messen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Kippsystem einen Drehpunkt, eine erste Hubplattform und eine zweite Hubplattform, die konfiguriert sind, in einer Richtung linear bewegt zu werden, die senkrecht zur Tragfläche ist, wobei die erste Hubplattform konfiguriert ist, den Statorstapel entlang der ersten Richtung zu kippen, und die zweite Hubplattform konfiguriert ist, den Statorstapel entlang der zweiten Richtung zu kippen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Kippsystem eine Basisstruktur, die durch den Drehpunkt, die erste Hubplattform und die zweite Hubplattform getragen ist, wobei die erste Hubplattform und die zweite Hubplattform bezüglich einer Stelle des Drehpunkts orthogonal angeordnet sind.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Drehen der Statornut Inkrementieren der ersten Hubplattform, wenn sich die zweite Hubplattform an einer Standardposition befindet, und enthält das Drehen der Statornut entlang der zweiten Richtung Inkrementieren der zweiten Hubplattform, wenn sich die erste Hubplattform an einer Standardposition befindet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthalten die Ränder der Statornut einen ersten langen Rand und einen zweiten langen Rand, der dem ersten langen Rand gegenüberliegt, wobei die Verarbeitungsvorrichtung konfiguriert ist, eine erste Ausgleichsgerade für den ersten langen Rand zu errichten, eine erste Kontur des ersten langen Randes mit der ersten Ausgleichsgerade zu vergleichen und eine Abweichung basierend auf einem Abstand zwischen der ersten Ausgleichsgerade und der ersten Kontur zu identifizieren, der größer als ein ausgewählter Abstandsschwellenwert ist. Die Verarbeitungsvorrichtung ist außerdem konfiguriert, eine zweite Ausgleichsgerade für den zweiten langen Rand zu konstruieren, eine zweite Kontur des zweiten langen Randes mit der zweiten Ausgleichsgerade zu vergleichen und eine Abweichung basierend auf einem Abstand zwischen der zweiten Ausgleichsgerade und der zweiten Kontur zu identifizieren, der größer als ein ausgewählter Abstandsschwellenwert ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält ein Computerprogrammprodukt einen computerlesbaren Speicher, der darin gespeicherte computerausführbare Anweisungen aufweist, wobei die computerausführbaren Anweisungen, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, Operationen auszuführen. Die Operationen enthalten Anordnen einer Statornut eines Statorstapels in einem Sehfeld einer Bildgebungsvorrichtung, wobei die Bildgebungsvorrichtung eine Bildgebungsachse aufweist, die auf eine Oberfläche des Statorstapels ausgerichtet ist, wobei der Statorstapel auf einer Tragfläche eines Prüfsystems angeordnet ist, wobei das Prüfsystem die Bildgebungsvorrichtung und ein Kippsystem enthält, das konfiguriert ist, eine Orientierung der Statornut bezüglich der Bildgebungsachse zu steuern. Die Operationen enthalten außerdem Ausführen einer Tiefenmessung der Statornut. Die Tiefenmessung enthält Drehen der Statornut entlang einer ersten Richtung in mehrere erste Orientierungen, Aufnehmen eines ersten Bildes in jeder der ersten Orientierungen und Messen einer Tiefe basierend auf wenigstens einem der ersten Bilder. Die Operationen enthalten ferner Ausführen einer Breitenmessung der Statornut. Die Breitenmessung enthält Drehen der Statornut entlang einer zweiten Richtung in mehrere zweite Orientierungen, Aufnehmen eines zweiten Bildes in jeder der zweiten Orientierungen und Messen einer Breite basierend auf wenigstens einem der zweiten Bilder, wobei die erste Richtung zu der zweiten Richtung senkrecht ist. Die Operationen enthalten ferner Prüfen der Ränder der Statornut in dem wenigstens einen der ersten Bilder, um eine potentielle Abweichung zu detektieren.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Prüfsystem eine Beleuchtungsvorrichtung, die konfiguriert ist, eine Beleuchtung durch die Statornut anzuwenden, und enthält das Ausführen der Tiefenmessung Analysieren jedes ersten Bildes, um eine Beleuchtungsstärke durch die Statornut zu bestimmen, Auswählen eines ersten Bildes mit einer größten Beleuchtungsstärke und Messen der Tiefe basierend auf dem ausgewählten ersten Bild. Das Ausführen der Breitenmessung enthält Analysieren jedes zweiten Bildes, um eine Beleuchtungsstärke durch die Statornut zu bestimmen, Auswählen eines zweiten Bildes mit der größten Beleuchtungsstärke und Messen der Breite basierend auf dem ausgewählten zweiten Bild.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Kippsystem einen Drehpunkt, eine erste Hubplattform und eine zweite Hubplattform, die konfiguriert sind, in einer Richtung linear bewegt zu werden, die senkrecht zur Tragfläche ist, wobei die erste Hubplattform konfiguriert ist, den Statorstapel entlang der ersten Richtung zu kippen, und die zweite Hubplattform konfiguriert ist, den Statorstapel entlang der zweiten Richtung zu kippen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Kippsystem eine Basisstruktur, die durch den Drehpunkt, die erste Hubplattform und die zweite Hubplattform getragen ist, wobei die erste Hubplattform und die zweite Hubplattform bezüglich einer Stelle des Drehpunkts orthogonal angeordnet sind.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Drehen der Statornut entlang der ersten Richtung Inkrementieren der ersten Hubplattform, wenn sich die zweite Hubplattform an einer Standardposition befindet, und enthält das Drehen der Statornut entlang der zweiten Richtung Inkrementieren der zweiten Hubplattform, wenn sich die erste Hubplattform an einer Standardposition befindet.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung leicht offensichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen in der folgenden ausführlichen Beschreibung lediglich beispielhaft, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht; es zeigen:

1 ein Beispiel der Komponenten eines Stators, die einen Statorstapel enthalten;
2 den Statorstapel nach 1;
3 ein Beispiel der Abmessungen einer Statornut;
4 ein Prüf- und Überwachungssystem zum optischen Prüfen von Statornuten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
5 ein Prüf- und Überwachungssystem zum optischen Prüfen von Statornuten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
6 ein Kippsystem, das steuerbar ist, eine Orientierung einer Statornut einzustellen, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
7 einen Ablaufplan, der Aspekte eines Verfahrens zum Prüfen einer Statornut und eines Statorstapels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt;
8 ein Beispiel eines Bildes einer Statornut und eines Anfangskoordinatensystems;
9 Aspekte eines Randdetektionsverfahrens oder -prozesses gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
10 ein Beispiel eines Koordinatensystems, das zum Messen eines Bildes einer Statornut verwendet wird;
11 ein Beispiel eines Bildes einer Statornut und Aspekte des Messens einer Statornut in dem Bild;
12 das Bild nach 11 und Aspekte des Prüfens eines Randes der Statornut und des Identifizierens einer oder mehrerer Abweichungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
13 das Bild nach 11 und Aspekte des Prüfens eines Randes der Statornut und des Identifizierens einer oder mehrerer Abweichungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
14 eine Zustandsmaschine, die verwendet wird, um Aspekte des Verfahrens nach 7 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform auszuführen;
15 eine Rechenvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
16A und 16B eine Referenz-Statornut und ein Bild davon, die beim Ausführen eines Kalibrierungsverfahrens verwendet werden, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
17A-F Beispiele von Bildern der Statornut nach den 16A und 16B und Beispiele des Kalibrierungsverfahrens; und
18 ein Computersystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Art und ist nicht vorgesehen, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Es sollte erkannt werden, dass überall in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Gemäß einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen werden Verfahren, Vorrichtungen und Systeme zum Prüfen von Statoren und Stator-Komponenten geschaffen. Gemäß einer Ausführungsform sind die Verfahren, Vorrichtungen und Systeme konfiguriert, die Abmessungen der Statornuten zu messen und die Statoren und Statorkomponenten auf Abweichungen, wie z. B. geometrische Unstetigkeiten und Grate, zu prüfen. Eine „Abweichung“ bezieht sich auf irgendein Merkmal einer Statornut, das von einer Soll-Geometrie, einer Soll-Ausrichtung oder einer anderen Soll-Konfiguration der Statornut abweicht. Beispiele der Abweichungen enthalten Grate und andere Defekte.
Eine Ausführungsform eines Prüfsystems enthält einen Drehtisch mit einer Tischoberfläche, die konfiguriert ist, einen Statorstapel zu tragen, eine Bildgebungsanordnung zum Aufnehmen von Bildern einzelner Statornuten des Statorstapels und eine Beleuchtungsvorrichtung zum Anwenden einer Beleuchtung durch eine Statornut, wenn die Statornut abgebildet wird. Die Bildgebungsanordnung ist z. B. eine optische Kamera, die eine Bildgebungsachse in einer Richtung aufweist, die im Allgemeinen zur Drehtischoberfläche senkrecht ist, so dass die Bilder jeder Statornut von oben aufgenommen werden. Die Beleuchtungsvorrichtung wendet eine Beleuchtung während der Bildgebung von unter dem Statorstapel durch eine Statornut an.
Wenn Bilder aufgenommen werden, ist es wünschenswert, die Kamera und die Beleuchtungsvorrichtung (oder die damit verbundenen Optik) richtig auszurichten, so dass die Bildgebungsachse und die Beleuchtungsachse ausgerichtet und senkrecht zum Statorstapel sind. Die Ausführungsformen enthalten Kalibrierungsverfahren zum Bestimmen der richtigen Ausrichtung der Bildgebungsanordnung und der Beleuchtungsvorrichtung in Bezug aufeinander und die Drehtischoberfläche (und/oder eine Oberfläche des Statorstapels).
Das Prüfsystem enthält außerdem ein Ausrichtungs- und Überwachungssystem mit einer Kippanordnung und einem Controller. Die Kippanordnung ist steuerbar, um die Orientierung der abzubildenden Statornut einzustellen. Gemäß einer Ausführungsform enthält die Kippanordnung eine auf einem Drehpunkt (z. B. einem Kugelgelenk) angebrachte Trägerstruktur und zwei orthogonal angeordnete Hubplattformen. Jede Hubplattform ist linear beweglich, so dass der Drehtisch und der Statorstapel gemäß sechs unabhängigen Koordinaten bewegt werden können.
Die Ausführungsformen enthalten außerdem Verfahren zum Steuern der Bildgebungsanordnung, der Beleuchtungsvorrichtung und der Kippanordnung und zum Prüfen der Statornuten, um die Abmessungen zu messen und Abweichungen und Fehler zu detektieren. Eine Ausführungsform eines Verfahrens enthält drehendes Positionieren des Statorstapels, um eine Statornut im Sehfeld der Kamera zu positionieren, und Aufnehmen einer Folge von Bildern in jeder von mehreren Orientierungen. Jedes Bild wird analysiert, um die Lichtmenge durch die Statornut zu schätzen und um die Abmessungen der Statornut zu schätzen. Basierend auf der Analyse wird eine optimale Orientierung aus den verschiedenen Orientierungen ausgewählt. Eine „optimale Orientierung“ ist eine Orientierung, die zulässt, dass das meiste der Lichtmenge durch die Statornut hindurchgeht, und/oder die genauesten Messungen bereitstellt. Die Bilder in der optimalen Orientierung werden analysiert, um die Abmessungen zu messen und die Statornut zu prüfen. Das Verfahren wird für jede ausgewählte Statornut im Statorstapel wiederholt.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen stellen zahlreiche Vorteile und technische Wirkungen bereit. Die Ausführungsformen sehen ein berührungsloses Prüfsystem vor, das Statorstapel schnell und effizient prüfen kann, z. B. während eines Stator- und/oder Motorherstellungsprozesses. Die Ausführungsformen ermöglichen eine schnelle Überprüfung der Abmessungen der Statornuten und eine automatische Ausrichtung jeder einzelnen Nut, um sicherzustellen, dass die Bilder unter optimalen Bedingungen aufgenommen werden. In dieser Weise können Defekte oder Abweichungen leicht detektiert und behoben werden.
Die 1 und 2 stellen ein Beispiel einer Statoranordnung 10 dar, die einen Statorstapel 12 enthält, der aus mehreren Laminierungen ausgebildet ist. Die Laminierungen können über einen Stanzprozess hergestellt werden. Die Statorwicklungen 14 (z. B. Stabmagnetdrähte mit großer Stärke) sind durch die Statornuten 16 im Statorstapel 12 gewickelt. Ein Isolator, wie z. B. Phasenpapier 18, ist in den Statornuten 16, z. B. durch Einlegen des Papiers 18 in jede Statornut 16 vor dem Einlegen der Wicklungen 14, enthalten.
Die Maßtoleranz zwischen den Statornuten 16 und den Wicklungen 14 ist eng, was zu sehr kleinen Zwischenräumen führt. Unerwünschte Merkmale (die hier im Allgemeinen als „Abweichungen“ bezeichnet werden), wie z. B. Grate und geometrische Unstetigkeiten (z. B. aufgrund einer Falschausrichtung der Laminierungen), können den Zwischenraum negativ beeinflussen und können einen Schaden, eine Störung und/oder eine suboptimale Leistung verursachen. Die Abweichungen können z. B. einer Beschädigung des Papiers 18 und/oder der Drahtbeschichtungen verursachen, was zu einer Teilentladung und/oder einer Motorstörung führt. Geometrische Abweichungen oder Unstetigkeiten können die elektrische und thermische Leistung eines Motors beeinflussen (z. B. elektrische Verschlechterung der Motorleistung oder potentielle Corona-Wirkungen).
Die Ausführungsformen schaffen eine wirksame Technik zum Messen geometrischer Merkmale von Statornuten in verschiedenen Fertigungsstufen. Die Ausführungsformen können Defekte schnell identifizieren und können in Großserien-Produktionsprozessen effektiv eingesetzt werden. Es gibt zahlreiche Herausforderungen, die der Prüfung von Statorstapeln innewohnen, einschließlich Schwierigkeiten beim Messen von Nutabmessungen und Identifizieren möglicher Grate, insbesondere wenn es aufgrund der Geschwindigkeit des Fertigungsprozesses gewünscht ist, die Prüfung unter zeitlichen Einschränkungen auszuführen. Die hier beschriebenen Ausführungsformen behandeln derartige Herausforderungen und bieten signifikante Verbesserungen bei der Prüfung, Herstellung und Qualitätskontrolle.
3 zeigt einen Abschnitt des Statorstapels 12 (der in 2 als Bereich „3“ bezeichnet ist) und eine Nahaufnahme einer Statornut 16 und veranschaulicht ein Beispiel deren geometrischer Merkmale. Wie gezeigt ist, ist die Statornut 16 durch benachbarte Zähne 15 definiert, wobei sie eine Tiefe d aufweist, die sich zwischen den kurzen Rändern 17a und 17b erstreckt. Die Statornut 16 weist außerdem eine zentrale Längsachse C und eine Breite w zwischen einem ersten langen Rand 19a und einem gegenüberliegenden langen Rand 19b auf. Die Breite w kann variabel sein (z. B. ist die Breite w in der Nähe der Zähne 15 größer).
Die 4 und 5 stellen Ausführungsformen eines Prüfsystems 20 dar, das eine Bildgebungsanordnung 21 enthält. Es wird angegeben, dass verschiedene Ausführungsformen in Verbindung mit einem Koordinatensystem erörtert werden, das für Veranschaulichungszwecke durch die orthogonalen x-, y- und z-Achsen definiert ist.
Die Bildgebungsanordnung 21 weist eine Bildgebungsvorrichtung 22, wie z. B. eine optische Kamera, auf, die konfiguriert ist, Bilder der Statornuten 16 über ein telezentrisches Objektiv 24 aufzunehmen. Die Bilder werden von oberhalb des Statorstapels 12 aufgenommen, so dass die Bildgebungsachse wenigstens im Wesentlichen zu einer durch die x-Achse und die z-Achse definierten x-y-Ebene orthogonal ist. Die x-y-Ebene kann einer Oberfläche eines Drehtisches 36 entsprechen, wenn er sich in einer waagerechten Standardposition befindet.
Eine Beleuchtungsanordnung 26 enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 28 (z. B. eine telezentrische Beleuchtungsvorrichtung) und einen Spiegel 30, der konfiguriert ist, die Beleuchtung von unterhalb des Statorstapels 12 und durch die Statornut 16, die abgebildet wird, zu leiten. Die Beleuchtungsvorrichtung 28 weist eine Beleuchtungsachse auf, die vorzugsweise auf die Bildgebungsachse ausgerichtet ist (d. h., parallel zu und zusammenfallend mit der Bildgebungsachse ist). Die Bildgebungsvorrichtung 22 kann auf einer Schiene 34 angebracht sein, während die Beleuchtungsvorrichtung 28 auf einer Schiene 32 angebracht sein kann, um eine seitliche Einstellung (z. B. entlang einer Richtung parallel zur x-y-Ebene) zu ermöglichen.
4 stellt eine Ausführungsform dar, bei der die Bildgebungsvorrichtung 22 und die Beleuchtungsvorrichtung 28 parallel zueinander und zur x-y-Ebene angeordnet sind. Ein Spiegel 35 ist als Teil der Bildgebungsanordnung 21 enthalten, so dass die Bildgebungsvorrichtung 22 Bilder von oben nach unten aufnehmen kann. 5 stellt eine Ausführungsform dar, bei der die Bildgebungsvorrichtung 22 orthogonal zur Beleuchtungsvorrichtung 28 angeordnet ist und der Spiegel 35 weggelassen ist.
Wie in 4 gezeigt ist, kann die Bildgebungsvorrichtung 22 mit einer Verarbeitungseinheit 37 verbunden sein. Die Verarbeitungseinheit 37 kann konfiguriert sein, verschiedene Funktionen, wie z. B. Empfangen und Analysieren von Bildern, Steuern des Betriebs und der Position der Bildgebungsanordnung 21 und der Beleuchtungsanordnung 26 und das Betreiben eines Kippsystems 40, das im Folgenden erörtert wird, auszuführen.
Der Statorstapel 12 kann auf einer Tragstruktur angebracht sein, die eine Plattform 38 und einen Drehtisch 36 enthält, der gesteuert ist, um den Statorstapel 12 um die z-Achse zu drehen, so dass jede gewünschte Statornut 16 durch die Bildgebungsvorrichtung 22 abgebildet werden kann.
In 6 sind gemäß einer Ausführungsform die Tragstruktur und der Statorstapel 12 durch ein kinematisches Kippsystem 40 getragen. Das Kippsystem 40 enthält eine Basisstruktur 42 (die außerdem als eine Basis 42 bezeichnet wird), die auf einem Drehpunkt 44 (z. B. einem Kugelgelenk) angebracht ist und durch zwei Hubplattformen 46 und 48 getragen ist, so dass die Basis 42 auf Wunsch gekippt werden kann. Jede Hubplattform ist unter Verwendung von linearen Schrittmotoren oder anderen geeigneten Aktuatoren vertikal (entlang der z-Achse) beweglich. Die Hubplattformen 46 und 48 sind bezüglich des Ortes des Drehpunkts 44 orthogonal angeordnet. Das Kippsystem 40 ermöglicht, dass die Position und Orientierung des Statorstapels 12 (oder der Statornut 16) hinsichtlich sechs unabhängiger Koordinaten definiert sind, einschließlich drei Translationen (z. B. in der x-, y- und z-Richtung) und drei Rotationen (z. B. um die y-Achse, um die x-Achse und um die z-Achse).
Gemäß dieser Ausführungsform ist eine erste Hubplattform 46 (die außerdem als ein „Alpha-Lift“ bezeichnet wird) konfiguriert, die Basis 42 zu kippen, so dass sich die Basis 42 entlang der x-Achse dreht. Mit anderen Worten, die erste Hubplattform 46 bewirkt, dass sich die Basis 42 dreht und einen ersten Winkel θ₁ zwischen der x-Achse und der z-Achse definiert (wobei ein Winkel von null Grad angibt, dass sich die Basis 42 bezüglich der x-Achse auf gleicher Höhe befindet). Die erste Hubplattform 46 kann in Verbindung mit der Bildgebungsanordnung 21 verwendet werden, um eine Tiefe d einer Statornut zu messen, wie hier weiter erörtert wird.
Die zweite Hubplattform 48 (die außerdem als ein „Beta-Lift“ bezeichnet wird) ist konfiguriert, die Basis 42 zu kippen, so dass sich die Basis 42 entlang der y-Achse dreht. Die zweite Hubplattform 48 bewirkt, dass sich die Basis 42 dreht und einen zweiten Winkel θ₂ zwischen der y-Achse und der z-Achse definiert (wobei ein Winkel von null Grad angibt, dass sich die Basis 42 bezüglich der y-Achse auf gleicher Höhe befindet). Die zweite Hubplattform 48 kann mit der Bildgebungsanordnung 21 verwendet werden, um eine Breite w einer Statornut zu messen, wie hier weiter erörtert wird.
Das kinematische Kippsystem 40 und das Bildgebungssystem 20 können verwendet werden, um die Komponenten des Statorstapels 12 abzubilden oder zu prüfen. Gemäß einer Ausführungsform wird die Bildgebungsvorrichtung 22 verwendet, um nacheinander jede Statornut 16 (oder ausgewählte Statornuten 16) abzubilden, indem Bilder einer gegebenen Nut aufgenommen werden und dann der Statorstapel 12 gedreht wird, um eine benachbarte Nut 16 oder eine andere Nut 16 unter der Bildgebungsvorrichtung 22 anzuordnen. Für jede Statornut 16 wird die Statornut 16 über das Kippsystem 40 orientiert, um die Sicht in die Statornut 16 zu maximieren und eine vollständige Sicht auf die Ränder der Statornut zu ermöglichen. Die Statornut 16 wird z. B. zuerst durch Betätigen des Alpha-Lifts 46 bezüglich der x-Achse orientiert, wobei ein oder mehrere erste Bilder der Statornut 16 aufgenommen werden. Zusätzliche Bilder werden aufgenommen, wenn sich der Alpha-Lift 46 an verschiedenen vertikalen Positionen befindet, wobei die Bilder verwendet werden, um die optimale Ausrichtung (z. B. den optimalen Winkel θ₁) zu bestimmen. Die Bilder können außerdem verwendet werden, um die kurzen Ränder der Statornut 16 und die Tiefe d (z. B. durch Analysieren eines bei der optimalen Ausrichtung oder dem optimalen Winkel θ₁ aufgenommenen Bildes) zu messen.
Die Statornut 16 wird dann bezüglich der y-Achse durch Betätigen des Beta-Lifts 48 orientiert, optional nachdem der Alpha-Lift 46 zu einer Standardposition zurückgekehrt ist (z. B. der Winkel θ₁ null ist). Ein oder mehrere zweite Bilder der Statornut 16 werden an einer ersten Beta-Lift-Position aufgenommen. Zusätzliche Bilder werden aufgenommen, wenn sich der Beta-Lift 48 an verschiedenen vertikalen Positionen befindet. Ein oder mehrere Bilder werden analysiert, um die langen Ränder der Nut 16 zu prüfen und die Breite zu messen und/oder die optimale Ausrichtung (z. B. den optimalen Winkel θ₂) zu bestimmen. Ein bei der optimalen Ausrichtung oder dem optimalen Winkel θ₂ aufgenommenes Bild wird z. B. analysiert, um die langen Ränder zu messen und/oder zu prüfen. Zusätzlich können ein oder mehrere Bilder der langen Ränder geprüft werden, um irgendwelche Defekte oder Abweichungen, wie z. B. Grate, zu identifizieren.
Es wird angegeben, dass, obwohl die Ausführungsformen hier im Kontext der Statornuten beschrieben werden, sie nicht so eingeschränkt sind und verwendet werden können, um irgendeine gewünschte Komponente, irgendein gewünschtes Objekt oder irgendeine gewünschte Oberfläche abzubilden.
7 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens 60 zum Prüfen eines Statorstapels 12 und von Statornuten 16. Die Aspekte des Verfahrens 60 können durch einen Prozessor oder Prozessoren, wie z. B. die Verarbeitungseinheit 37, (allein oder in Verbindung mit anderen Prozessoren, wie z. B. einem Kippanordnungs-Controller) ausgeführt werden. Es wird angegeben, dass das Verfahren 60 durch irgendeine geeignete Verarbeitungsvorrichtung oder irgendein geeignetes Verarbeitungssystem oder einer Kombination von Verarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden kann. Das Verfahren 60 wird in Verbindung mit dem Statorstapel 12 und dem Kippsystem 40 erörtert, ist aber nicht so eingeschränkt, da das Verfahren 60 an anderen Komponenten oder Objekten ausgeführt werden kann, wobei das Verfahren 60 unter Verwendung irgendeiner Vorrichtung oder irgendeines Systems ausgeführt werden kann, das Orientierungen ändern kann, wie hier erörtert wird.
Das Verfahren 60 enthält eine Anzahl von Schritten oder Stufen, die durch die Blöcke 61-69 dargestellt sind. Das Verfahren 60 ist nicht auf die Anzahl oder Reihenfolge der Schritte darin eingeschränkt, da einige der durch die Blöcke 61-69 dargestellten Schritte in einer anderen als der im Folgenden beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden können oder weniger als alle Schritte ausgeführt werden können.
Im Block 61 wird das Prüfsystem 20 anfangs kalibriert, um sicherzustellen, dass die Bildgebungsanordnung 21 und die Beleuchtungsvorrichtung 28 richtig ausgerichtet sind. Gemäß einer Ausführungsform ist das Prüfsystem 20 richtig kalibriert, wenn die Bildgebungsachse, die Beleuchtungsachse und eine Längsachse (senkrecht zu einer abgebildeten Oberfläche) parallel sind.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Bildgebungsanordnung 21 und die Beleuchtungsanordnung 26 durch Aufnehmen eines Bildes einer Referenznut in einem Referenzartefakt oder Aufnehmen eines Bildes einer Referenznut in jedem von mehreren Referenzartefakten kalibriert. Jedes Artefakt ist ein Objekt (z. B. ein Referenzblock) mit einer Referenznut. Die Artefakte werden unter Verwendung der Bildgebungsanordnung 21 abgebildet und analysiert, um zu bestimmen, ob die Bildgebungsvorrichtung 22 und das telezentrische Objektiv 24 richtig auf die Beleuchtungsvorrichtung 28 ausgerichtet sind. Ein Artefakt repräsentiert z. B. einen schmalen Abschnitt einer Statornut 16 (einen Abschnitt zwischen den Enden benachbarter Zähne), wobei ein weiteres Artefakt einen breiten Abschnitt einer Statornut 16 (einen Abschnitt, der sich radial nach außen von dem Abschnitt erstreckt) repräsentiert. An einem Bild des schmalen Abschnitts wird eine Randdetektion ausgeführt, um gegenüberliegende Ränder zu detektieren, wobei ein Gradientenprofil eines Randes mit einem Gradientenprofil eines gegenüberliegenden Randes verglichen wird. Die Profile werden verglichen, um eine Ähnlichkeit dazwischen zu bestimmen. Falls die Profile (z. B. innerhalb einer gewählten Gradientendifferenz) hinreichend ähnlich sind, ist der schmale Abschnitt richtig ausgerichtet. An dem breiten Abschnitt werden die Randdetektion und der Randvergleich ähnlich ausgeführt. Falls der breite und/oder der schmale Abschnitt nicht richtig ausgerichtet sind, wird die Bildgebungsvorrichtung 22 eingestellt, wobei die obige Artefaktanalyseprozedur wiederholt wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Bildgebungsanordnung 21 durch Aufnehmen eines Bildes einer Referenznut in jedem von mehreren Referenzartefakten kalibriert. Jedes Artefakt ist ein Objekt (z. B. ein Referenzblock) mit einer Referenznut. Die Artefakte werden unter Verwendung der Bildgebungsanordnung 21 abgebildet und analysiert, um zu bestimmen, ob die Bildgebungsvorrichtung 22 und das telezentrische Objektiv 24 richtig auf die Beleuchtungsvorrichtung 28 ausgerichtet sind. Ein Artefakt ist z. B. ein Referenzblock mit einer ersten Dicke, der eine repräsentative Statornut enthält. Ein weiteres Artefakt ist ein Referenzblock, der eine repräsentative Statornut enthält und eine zweite Dicke aufweist, die anders als die erste Dicke ist. Von jedem Referenzblock werden Bilder aufgenommen, wobei die Abmessungen der Referenznuten in den Bildern gemessen werden. Falls sich die gemessenen Abmessungen innerhalb einer Schwellenwertdifferenz von den tatsächlichen Abmessungen der Referenznuten befinden, ist die Bildgebungsanordnung richtig ausgerichtet.
Im Block 62 wird der Statorstapel 12 an dem Drehtisch 36 angebracht, wobei die Statornuten 16 im Kameragesichtsfeld beobachtet werden. Im Block 63 werden der Drehtisch 36 und/oder der Statorstapel 12 so gedreht, dass sich die aktuelle Nut 16 (d. h., die abzubildende Nut) an einer Winkelposition bezüglich der Bildränder und bezüglich der x- und y-Achse befindet. Dies verhindert das Auftreten von Aliasing-Phänomenen.
Im Block 64 wird ein Koordinatensystem für die Statornut 16 definiert. Gemäß einer Ausführungsform wird das Koordinatensystem durch Spezifizieren eines Anfangskoordinatensystems, Detektieren eines oder mehrerer Ränder der Nut 16 und Drehen oder Verschieben in ein neues Koordinatensystem basierend auf der Orientierung des Randes (der Ränder) definiert.
8 stellt ein Beispiel eines Bildes 70 der Statornuten 16 dar, wie es durch die Kamera gesehen wird. Ein Anfangskoordinatensystem ist z. B. mit einer x-Achse und einer y-Achse definiert, die auf die Seiten oder Grenzen des Bildes 70 ausgerichtet sind.
Es wird eine Randdetektion ausgeführt, um einen langen Rand 72 der Nut 16 und einen kurzen Rand 74 zu detektieren, wobei die Ränder verwendet werden, um ein neues Koordinatensystem zu definieren. 9 zeigt ein Beispiel der Aspekte eines Randdetektionsprozesses zum Detektieren des kurzen Randes 74.
Wie in 9 gezeigt ist, ist ein rechteckiger Suchbereich oder Bereich von Interesse (ROI) 76 definiert, der mehrere parallele Linien enthält, entlang denen eine Suche nach einem Gradienten (z. B. einem Gradienten oberhalb eines Schwellenwerts) in einem Bildattribut (z. B. Helligkeit, Kontrast, Graustufe usw.) oder Pixelwert ausgeführt wird. Die Pixel, bei denen der Gradient einen Schwellenwert übersteigt, werden verwendet, um den kurzen Rand 74 zu definieren.
Sobald die Orientierungen des kurzen Randes und des langen Randes bestimmt sind, wird basierend auf den Randorientierungen ein neues Koordinatensystem definiert. Wie in 10 gezeigt ist, wird z. B. ein neues Koordinatensystem mit einer zu einem langen Rand 72 parallelen (oder zur Mittelachse C parallelen) x'-Achse und einer zu einem kurzen Rand 74 parallelen y'-Achse definiert.
Abermals in 7 wird im Block 65 ein Breitenmessungs- und Defektidentifikationsprozess ausgeführt, um eine Breite der Statornut 16 zu bestimmen und um Grate, Defekte oder andere Abweichungen entlang der Breite der Nut (und entlang der langen Ränder 72) zu identifizieren.
Gemäß einer Ausführungsform enthält der Breitenmessungs- und Defektidentifikationsprozess das Aufnehmen von Bildern der Nut 16 in jeder von mehreren Orientierungen. Die Orientierungen werden gemäß einer Ausführungsform durch Betätigen des Beta-Lifts 48 erreicht, so dass der Statorstapel 12 bei verschiedenen Werten des Winkels θ₂ orientiert ist. Bei jeder Orientierung wird ein Bild aufgenommen, wobei die aufgenommenen Bilder analysiert werden, wie hier weiter erörtert wird, um einen optimalen Winkel θ₂ zu bestimmen und die Breite zu messen. Die Messwerte der Breite w können unter Verwendung eines aufgenommenen Bildes oder aufgenommener Bilder, die dem optimalen Winkel θ₂ entsprechen, ermittelt werden. Der Beta-Lift 48 kann zu einer Standardposition zurückgeführt werden, nachdem die Breitenmessungen abgeschlossen sind. Die Breitenmessungen können ausgeführt werden, wenn der Alpha-Lift 46 an einer Standardposition aufrechterhalten wird, wobei aber das Verfahren 60 nicht so eingeschränkt ist.
Im Block 66 wird ähnlich ein Tiefenmessungs- und Defektidentifikationsprozess ausgeführt, um die Abmessungen einschließlich der Tiefe d der Statornut 16 zu bestimmen und irgendwelche Abweichungen (z. B. Grate) entlang der kurzen Ränder 74 zu identifizieren. Der Prozess enthält Betätigen des Alpha-Lifts 46, um den Statorstapel 12 in mehreren Orientierungen zu orientieren, und Aufnehmen eines Bildes der Statornut 16 in jeder Orientierung. Ein für jede Orientierung aufgenommenes Bild wird, wie hier weiter erörtert wird, analysiert, um einen optimalen Winkel θ₁ zu bestimmen und die Tiefe zu messen. Die Messwerte der Tiefe d können unter Verwendung eines aufgenommenen Bildes oder aufgenommener Bilder, die dem optimalen Winkel θ₁ entsprechen, ermittelt werden. Die Tiefenmessungen können ausgeführt werden, wenn der Beta-Lift 48 an einer Standardposition aufrechterhalten wird, wobei aber das Verfahren 60 nicht so eingeschränkt ist.
Im Block 67 wird bestimmt, ob es zusätzliche Statornuten 16 gibt, die zu messen sind. Falls ja, wird der Statorstapel 12 im Block 68 so gedreht, dass die nächste benachbarte Statornut 16 (oder eine andere ausgewählte Nut 16) im Kameragesichtsfeld zentriert ist, wobei die Schritte in den Blöcken 65 und 66 wiederholt werden.
Wenn alle ausgewählten Statornuten 16 gemessen worden sind, können im Block 69 die Ergebnisse einem Anwender (z. B. einem Ingenieur oder Techniker) und/oder einer weiteren Verarbeitungsvorrichtung oder einem Speicherort angezeigt werden.
Falls es einen Defekt oder eine Abweichung gibt oder falls die Abmessungen einer Nut falsch sind, können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden. Der Statorstapel 12 kann z. B. aus einem Fertigungsprozess entfernt werden, oder es kann ein Fertigungsprozess eingestellt werden, um irgendwelche Fehler zu korrigieren. Die Nuten mit identifizierten Graten können durch Scheren, Glätten oder anderweitiges Formen der Nuten behandelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform werden Bilder analysiert, um durch Messen von Bildattributen, die auf eine Lichtmenge bezogen sind, die durch eine Statornut 16 beim Abbilden durchgelassen wird, eine richtige Orientierung zu bestimmen. Es wird z. B. die Helligkeit eines Abschnitts eines Bildes durch die Nut 16 gemessen und mit den anderen Bildern der Nut 16 verglichen, um zu bestimmen, welches Bild die meiste Lichtmenge durch die Nut (d. h., eine Spitzenhelligkeit) aufweist. Die Bilder, die verschiedenen Orientierungen entsprechen, können nacheinander aufgenommen und analysiert werden, bis die Spitzenhelligkeit gefunden ist.
Die Breite w einer Statornut 16 in einem Bild wird unter Verwendung irgendeiner geeigneten Bildanalysetechnik gemessen. Gemäß einer Ausführungsform wird die Breite durch Berechnen einer Durchschnittsbreite basierend auf dem Bestimmen mehrerer Abstände zwischen den langen Rändern 72 (z. B. den Abständen an den Enden der langen Ränder 72) gemessen. Ein Abstand (z. B. entlang der y'-Achse) kann durch eine Menge von gegenüberliegenden Punkten (d. h., ein Abstand zwischen einem Punkt auf einem langen Rand 72 und einem Punkt auf einem gegenüberliegenden langen Rand 72) definiert sein. Die Punkte können aus jedem langen Rand 72 ausgewählt werden, wie sie aus einer für jeden langen Rand 72 erzeugten Ausgleichsgerade detektiert oder ausgewählt werden.
Die Breitenmessung kann in jeder Orientierung ausgeführt werden oder nur an dem Bild, das der Spitzenhelligkeit entspricht, ausgeführt werden. Wie in 11 gezeigt ist, werden z. B. die Ausgleichsgeraden 80 und 82 für jeden langen Rand 72 (z. B. über eine Harke-Funktion) bestimmt, wobei die Breite w an mehreren Stellen berechnet wird.
12 veranschaulicht Aspekte einer Ausführungsform eines Prüfverfahrens zum Detektieren von Graten und anderen Abweichungen entlang der langen Ränder 72. Das Verfahren enthält Bestimmen der Ausgleichsgerade 80 und Berechnen eines Abstands p zwischen einer Randkontur und der Ausgleichsgerade 80 an mehreren Stellen entlang dem Rand 72. Ein maximaler Abstand pmax repräsentiert das Ausmaß eines potentiellen Grats oder einer potentiellen Abweichung. Eine minimale Breite der Nut 16 kann durch Subtrahieren des maximalen Abstands pmax von der Breite w (oder der Durchschnittsbreite) berechnet werden. Obwohl 12 nur die Prüfung eines langen Randes 72 zeigt, wird erkannt, dass der andere lange Rand ähnlich geprüft wird.
Die Tiefe d einer Statornut 16 in einem Bild kann unter Verwendung jeder geeigneten Bildanalysetechnik gemessen werden. Gemäß einer Ausführungsform wird die Tiefe durch Berechnen einer Durchschnittstiefe basierend auf dem Bestimmen eines Abstands zwischen den kurzen Rändern 74 gemessen. Wie z. B. in 13 gezeigt ist, wird eine Tiefe d (entlang der x'-Achse) auf beiden Seiten eines Statorzahns berechnet. Ein Rand 74a wird detektiert, wobei ein erster Abstand zwischen dem Rand 74a und dem gegenüberliegenden Rand 74 (oder zwischen den Ausgleichsgeraden) berechnet wird. Ein zweiter Abstand wird ähnlich zwischen den Rand 74b und dem gegenüberliegenden Rand 74 berechnet, wobei eine Durchschnittstiefe berechnet wird.
Eine Ausführungsform eines Mess- und Prüfverfahrens wird bezüglich 14 erörtert. Die verschiedenen Verfahrensschritte oder -stufen werden über eine Zustandsmaschine 90 ausgeführt, die eine Verarbeitungsvorrichtung anweist, das Kippsystem 40 zu steuern, die Bildaufnahme zu steuern, verschiedene Berechnungen und Messungen auszuführen und die Messwerte (z. B. als Variable) und andere Daten zu speichern. Es wird angegeben, dass das Verfahren nicht auf die Verwendung mit einer Zustandsmaschine eingeschränkt ist, da die Schritte oder Stufen unter Verwendung eines weiteren Typs von Algorithmus ausgeführt werden können.
Jeder der Zustände in der Zustandsmaschine 90 weist einen Standardübergang mit einer Standard-Abhängigkeitsbedingung auf. Einer oder mehrere der Zustände können geändert werden, um zu vom Anwender gewählten Parametern überzugehen.
Das Verfahren beginnt, wobei sich das Kippsystem 40 an einer Standardposition befindet. An der Standardposition ist der Drehtisch 36 waagerecht (d. h., orthogonal zur Bildgebungsachse) und befindet sich das Prüfsystem 20 in einem Rücksetzzustand 92. Die Zustandsmaschine 90 veranlasst z. B., dass der Alpha-Lift 46 und der Beta-Lift 48 durch Betätigen ihrer jeweiligen Schrittmotoren eingestellt werden, bis die Näherungssensoren an jedem Lift ausgelöst werden. Der Alpha- und der Beta-Lift können dann in den gleichen Inkrementen bewegt werden, um das System an einer gewünschten Standardposition zu positionieren.
Die Einstellung des Alpha- und des Beta-Lifts kann in Motorschritten ausgeführt werden, die außerdem als Inkremente bezeichnet werden. Jedes Inkrement ist eine definierte Strecke entlang der z-Achse. Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind jedoch nicht so eingeschränkt, da die Lifte unter Verwendung jedes geeigneten Aktuators oder jeder geeigneten Einstelltechnik eingestellt werden können.
Die Zustandsmaschine 90 geht in einen „Messen-b“-Zustand 94 über, in dem ein Anfangsbild in der Standardorientierung aufgenommen wird und Breitenmessungen ausgeführt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird der Beta-Lift 48 dann in einer negativen oder Abwärtsrichtung bewegt, so dass der Beta-Lift 48 in Inkrementen durch verschiedene Positionen nach oben bewegt werden kann, wenn nachfolgende Bilder aufgenommen werden.
Das Anfangsbild wird analysiert, um eine Lichtmenge zu bestimmen, die durch die abgebildete Statornut 16 hindurchgeht. Die Lichtmenge kann durch eine Pixelzählung (d. h., die Anzahl der Pixel im Bild, die einem ausgewählten Bildattribut-Schwellenwert entsprechen (z. B. größer als ein oder gleich einem oder kleiner als ein oder gleich einem ausgewählten Bildattribut-Schwellenwert sind)) bestimmt werden. Das Anfangsbild wird z. B. analysiert, um die Anzahl der Pixel zu bestimmen, die einem ausgewählten Helligkeitswert entsprechen oder ihn übersteigen. Gemäß einem weiteren Beispiel ist die Pixelzählung die Anzahl der Pixel, die einen Graustufenwert aufweisen, der kleiner als ein oder gleich einem ausgewählten Graustufenwert-Schwellenwert ist. Die höchste Pixelzählung an einem gegebenen Punkt in dem Verfahren wird als eine Spitzenpixelzählung oder Spitzenbeleuchtung bezeichnet.
Die Zustandsmaschine 90 geht in einen „Weitergehen-Beta“-Zustand 96 über, bei dem der Beta-Lift 48 zu einer weiteren Position bewegt wird (z. B. aufwärts inkrementiert wird), und geht dann zurück in den Messen-b-Zustand 94 über, wobei an der Position ein Bild aufgenommen wird. Die Zustandsmaschine 90 geht zwischen diesen Zuständen (Aufnehmen von Bildern an aufeinanderfolgenden Positionen) über, bis ein Bild mit einer Spitzenpixelzählung oder einem Spitzenmesswert gefunden wird.
Es ist festzustellen, dass die Breite w (z.B. eine Durchschnittsbreite) in jedem Bild gemessen werden kann, wobei die Ränder zur Detektion von Abweichungen geprüft oder analysiert werden können. Die Messdaten können über einen „Datenprotokollieren“-Zustand 98 gespeichert werden.
Sobald die Spitzenpixelzählung gefunden ist, wird die Position des Beta-Lifts 48 als die Spitzen- oder beste Beta-Lift-Position protokolliert, wobei die Zustandsmaschine 90 in einen „Einstellen-b“-Zustand 100 übergeht, in dem der Beta-Lift 48 zurück zu der Standardposition bewegt wird.
Die Zustandsmaschine 90 geht in einen „Vorbereiten-a“-Zustand 102 über, in dem der Alpha-Lift 46 um eine ausgewählte Anzahl von Inkrementen abwärts zu einer Anfangsposition bewegt wird. In einem „Messen-a“-Zustand 104 wird ein Anfangsbild in der Anfangsorientierung aufgenommen und werden Messungen der Tiefe d ausgeführt. Das Anfangsbild wird analysiert, um eine Lichtmenge, die durch die Nut 16 hindurchgeht, z. B. durch Berechnen einer Pixelzählung, die der Anzahl der Pixel entspricht, die einem ausgewählten Bildattribut-Schwellenwert entsprechen, zu bestimmen.
Die Zustandsmaschine 90 geht in einen „Weitergehen-Alpha“-Zustand 106 über, in dem der Alpha-Lift 46 zu einer weiteren Position bewegt (z. B. aufwärts inkrementiert) wird und dann zurück in den Messzustand 104, in dem ein Bild aufgenommen wird. Die Zustandsmaschine 90 geht zwischen diesen Zuständen über, bis ein Bild mit einer Spitzenpixelzählung gefunden wird. Die Tiefe d kann in jedem Bild gemessen werden, wobei die kurzen Ränder 74 für die Detektion von Abweichungen geprüft oder analysiert werden können. Die Messdaten können über den Datenprotokollieren-Zustand 98 gespeichert werden.
Sobald die Spitzenpixelzählung gefunden ist, wird die Position des Alpha-Lifts 46 als die Spitzen- oder beste Alpha-Lift-Position protokolliert, wobei die Zustandsmaschine 90 in einen „Einstellen-a“-Zustand 108 übergeht, in dem der Alpha-Lift 46 zurück zu der Standardposition bewegt wird.
Die Zustandsmaschine 90 geht dann in einen „Nut-Nummer“- oder „Nut-Nr.“-Zustand 110 über, falls zusätzliche Nuten abgebildet werden sollen, wobei die Nut-Nummer aufgezeichnet wird. Die Zustandsmaschine geht in einen „Nächste-Nut“-Zustand 112 über, wobei der Drehtisch 38 gedreht wird, um eine benachbarte Nut in das Sehfeld der Bildgebungsvorrichtung zu bringen. Die benachbarte Nut wird abgebildet, wobei die Lifte gesteuert werden, wie oben erörtert worden ist. Falls alle Nuten abgebildet worden sind, geht die Zustandsmaschine in einen „Letzte-Nut“-Zustand 114 über, wobei das Verfahren endet. In einigen Fällen ist es wünschenswert, eine Teilmenge der Nuten (z. B. jede sechste Nut) zu messen. Falls weniger als alle Nuten abgebildet werden, kann die Zustandsmaschine die Nutnummern verfolgen und eine Nut durch Übergehen in einen „Überspringen-Nut“-Zustand 116 überspringen.
15 stellt ein Beispiel einer Spitzenbreiten-Rechenvorrichtung 99 dar, die verwendet wird, um eine Tabellierung eines laufenden Durchschnitts bereitzustellen, um die Streuungsmessungen zu glätten. Für jedes aufgenommene Bild (das „aktuelle Bild“) vergleicht die Rechenvorrichtung 99 Bildmesswerte und Analyseergebnisse mit zuvor aufgezeichneten Daten, wobei sie bestimmt, ob das aktuelle Bild einen Spitzenmesswert (z. B. eine Spitzenpixelzählung oder eine Spitzenbeleuchtung) repräsentiert. In dieser Weise wird ein laufender Datensatz des Spitzenmesswerts aufrechterhalten.
In der Rechenvorrichtung 99 repräsentiert „xsum“ den Spitzenmesswert, wobei er basierend auf einem Durchschnitt der ersten Breite und der zweiten Breite in Kombination mit der Pixelzählung des Spitzenmesswerts berechnet wird. Die Werte „burrvar1“ und „burrvar2“ repräsentieren die maximalen Abstandswerte, die verwendet werden, um Grate (burrvar1 ist ein maximaler Abstand zwischen dem ersten langen Rand und einer angepassten Linie, während burrvar2 ein maximaler Abstand zwischen dem zweiten langen Rand und der angepassten Linie ist) des Spitzenmesswerts zu identifizieren. Die dem Spitzenmesswert zugeordnete Beta-Lift-Position (Beta-Motorposition) ist die „beste“.
Für eine aktuelle Messung empfängt der Rechner 99 als Eingaben einen kalibrierten maximalen Abstandswert aus der Prüfung des ersten langen Randes als eine Variable „burr1“ und einen kalibrierten maximalen Abstandswert aus der Prüfung des zweiten langen Randes als eine Variable „burr2“. Die Pixelzählung, die die Beleuchtungsstärke repräsentiert, wird als die Variablen „pix1“ und „pix2“ eingegeben. Die Variable pix1 repräsentiert einen Rohpixelabstand (z. B. gemessen in der Anzahl der Pixel) zwischen den Rändern an einer Stelle entlang der Tiefe der Statornut 16. Die Variable pix2 repräsentiert einen Rohpixelabstand zwischen den Rändern an einer anderen Stelle entlang der Tiefe der Statornut 16.
Der Abstand zwischen den Ausgleichsgeraden der langen Ränder an einem Ende der Statornut 16 wird aus der aktuellen Messung als Variable „x1“ eingegeben, während der Abstand zwischen den Linien an einem zweiten Ende als Variable „x2“ eingegeben wird. Die minimale Breite wird als „minw“ eingegeben. Die Motorposition „mp“ der aktuellen Messung wird von der Motorposition des Spitzenmesswerts („beste“) dekrementiert. „xavg“ ist eine Durchschnittsbreite der Nut. Es kann ein minimaler Abstand „xmin“ gewählt werden (z. B. zum minimalen Abstand zwischen benachbarten Zähnen, der so gewählt ist, dass Drähte in die Nut eingesetzt werden können).
Die Rechenvorrichtung berechnet den Durchschnitt von x1 und x2, der als „avgvar“ bezeichnet wird, und addiert avgvar zur Pixelzählung. Der resultierende Wert „xnew“ repräsentiert die aktuelle Messung. xnew wird mit xsum verglichen. Falls xnew kleiner als oder gleich xsum ist, wird der vorhandene Parameter xsum als eine Ausgabe der Rechenvorrichtung 99 aufrechterhalten. Falls xnew größer als xsum ist, gibt die Rechenvorrichtung 99 die Parameter der aktuellen Messung aus. Falls z. B. xnew größer als xsum ist, ist die neue beste Position des Beta-Lifts („newmpmax“) die aktuelle Motorposition „mp“. Die Variable „burr1“ und „burr2“ werden als die Prüfvariable „burrvar1“ und „burrvar2“ für die nächste Messung eingegeben.
Die Ausführungsformen enthalten außerdem ein Verfahren zum Kalibrieren der Bildgebungsanordnung 21 und der Beleuchtungsvorrichtung 28, um eine richtige Ausrichtung bezüglich des Statorstapels 12 und/oder des Drehtisches 36 sicherzustellen. Die 16A und 16B und die 17A-F stellen Aspekte eines Beispiels des Verfahrens dar. Das Verfahren enthält Ermitteln von Messwerten repräsentativer Nuten in wenigstens zwei Referenzobjekten, wobei jedes Referenzobjekt eine andere Abmessung (z. B. Dicke) aufweist. Bei dem Verfahren werden zwei oder mehr Referenzobjekte abgebildet. Ein erstes Referenzobjekt befindet sich z. B. in der Form einer relativ dünnen Platte (z. B. Stahlplatte) mit einer ersten Dicke (z. B. 0,5 mm bis 1 mm dick) und enthält eine erste Nut mit bekannten Nutabmessungen. Ein zweites Referenzobjekt befindet sich in der Form einer relativ dicken Platte oder eines relativ dicken Blocks (z. B. 100 mm dick) und enthält eine zweite Nut mit Nutabmessungen, die die gleichen wie jene der ersten Nut oder zu diesen ähnlich sind. 16A stellt ein Beispiel eines Referenzobjekts 120 mit einer Dicke in Richtung der z-Achse von etwa 100 mm und einer repräsentativen Nut 122 dar. 16B stellt ein Beispiel eines Bildes 124 der Nut 122 dar.
Das Verfahren enthält einen Messprozess, der das Aufnehmen eines oder mehrerer erster Bilder des ersten Referenzobjekts unter Verwendung des Bildgebungssystems 20 und das Ausführen einer ersten Messung einer oder mehrerer Abmessungen (z. B. der Breite) der ersten Nut umfasst. Es werden ein oder mehrere zweite Bilder des zweiten Referenzobjekts aufgenommen, wobei eine zweite Messung einer oder mehrerer Abmessungen der zweiten Nut ausgeführt wird. Eine Differenz zwischen dem ersten Messwert und den tatsächlichen Abmessungen der ersten Nut (d. h., eine erste Differenz) wird bestimmt und mit einem Schwellenwert-Differenzwert verglichen. Eine Differenz zwischen dem zweiten Messwert und den tatsächlichen Abmessungen der zweiten Nut (d. h., eine zweite Differenz) wird bestimmt und mit dem Schwellenwert-Differenzwert verglichen.
Die Messung der Abmessungen enthält z. B. das Extrahieren mehrerer Randpunkte (z. B. 100 Punkte) aus einem Bild und das Berechnen der durchschnittlichen, maximalen und minimalen Breite. Die Schwellenwertdifferenz in diesem Beispiel ist ein Fehler von etwa 1 bis 2 Prozent der tatsächlichen Nutbreiten.
Falls die erste Differenz und die zweite Differenz kleiner als der oder gleich dem Schwellenwert sind, ist das Bildgebungssystem 20 richtig ausgerichtet.
Falls die Differenz größer als der Schwellenwert ist, ist das Bildgebungssystem 20 nicht richtig ausgerichtet. Die Bildgebungsanordnung 21 und/oder die Beleuchtungsvorrichtung 28 können eingestellt werden, wobei der Bildgebungsprozess wiederholt wird. Die hier beschriebene Einstellung und Bildgebung können iterativ ausgeführt werden, bis eine richtige Ausrichtung erreicht ist.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Kalibrierungsverfahren Erfassen eines Referenzobjekts, wie z. B. des Referenzobjekts 120, in dem die Statornut 122 ausgebildet ist. Die Referenz-Statornut 122 weist bekannte Abmessungen auf und ist als fehlerfrei bekannt.
Ein Bild der Referenznut 122 wird durch die Bildgebungsanordnung 21 aufgenommen, wobei das Bild analysiert wird, um gegenüberliegende Ränder zu identifizieren. Jeder Rand entspricht einem Bildattributgradienten (d. h., einer Änderung des Wertes des Bildattributs entlang einer ausgewählten Richtung). Die Gradienten werden verglichen, wobei, falls sich die Differenz zwischen ihnen unter einer Schwellenwertdifferenz befindet, die Bildgebungsanordnung und die Beleuchtungsvorrichtung 28 als richtig ausgerichtet betrachtet werden. Falls die Differenz größer als die Schwellenwertdifferenz ist, werden die Orientierung der Bildgebungsanordnung, die Orientierung der Beleuchtungsvorrichtung und/oder die Orientierung des Drehtischs eingestellt, wobei der Prozess wiederholt wird, bis eine richtige oder gewünschte Ausrichtung gefunden ist.
17A-C stellen eine Analyse eines Bildes einer falsch ausgerichteten Bildgebungsanordnung dar. 17A zeigt ein aufgenommenes Bild 130. Das Bild wird entlang einer Suchrichtung (Linie 132) analysiert, um eine Ränderkarte 134 und ein Linienprofil 136 zu erzeugen, die einen Helligkeits- oder Graustufenwert der Pixel im Bild 130 repräsentieren. Wie in 17C gezeigt ist, gibt es einen signifikanten Unterschied zwischen den Spitzen im Linienprofil 136, was eine Falschausrichtung angibt.
Die 17D-F repräsentieren eine Analyse eines Bildes einer richtig ausgerichteten Bildgebungsanordnung. 17D zeigt ein aufgenommenes Bild 170. Das Bild wird entlang einer Suchrichtung (Linie 172) analysiert, um eine Ränderkarte 174 und ein Linienprofil 176 zu erzeugen. Gemäß diesem Beispiel repräsentieren die Spitzen einen ähnlichen Gradienten, was eine richtige Ausrichtung angibt, wie in 17F gezeigt ist.
18 veranschaulicht Aspekte einer Ausführungsform eines Computersystems 140, das verschiedene Aspekte der hier beschriebenen Ausführungsformen ausführen kann. Das Computersystem 140 enthält wenigstens eine Verarbeitungsvorrichtung 142, die im Allgemeinen einen oder mehrere Prozessoren zur Ausführen der Aspekte der hier beschriebenen Verfahren enthält.
Die Komponenten des Computersystems 140 enthalten die Verarbeitungsvorrichtung 142 (wie z. B. einen oder mehrere Prozessoren oder eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten), einen Speicher 144 und einen Bus 146, der verschiedene Systemkomponenten einschließlich des Systemspeichers 144 an die Verarbeitungsvorrichtung 142 koppelt. Der Systemspeicher 144 kann verschiedene durch ein Computersystem lesbaren Medien enthalten. Derartige Medien können irgendwelche verfügbare Medien sein, auf die durch die Verarbeitungsvorrichtung 142 zugegriffen werden kann, wobei sie sowohl flüchtige und nichtflüchtige Medien als auch abnehmbare und nicht abnehmbare Medien enthalten.
Der Systemspeicher 144 enthält z. B. einen nichtflüchtigen Speicher 148, wie z. B. eine Festplatte, und kann außerdem einen flüchtigen Speicher 150, wie z. B. einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) und/oder einen Cache-Speicher, enthalten. Das Computersystem 140 kann ferner andere abnehmbare/nicht abnehmbare, flüchtige/nicht flüchtige Computersystem-Speichermedien enthalten.
Der Systemspeicher 144 kann wenigstens ein Programmprodukt mit einem Satz (z. B. wenigstens einem) von Programmmodulen enthalten, die konfiguriert sind, die Funktionen der hier beschriebenen Ausführungsformen auszuführen. Der Systemspeicher 144 speichert z. B. verschiedene Programmmodule, die im Allgemeinen die Funktionen und/oder Methodologien der hier beschriebenen Ausführungsformen ausführen. Es können ein oder mehrere Module 152 enthalten sein, um Funktionen bezüglich des Aufnehmens von Bildern und/oder des Steuerns der Abtastgeschwindigkeit und der Betriebsparameter auszuführen. Ein Bildanalysemodul 154 kann zur Analyse von Bildern, wie hier beschrieben worden ist, enthalten sein. Das System 140 ist nicht so eingeschränkt, da andere Module enthalten sein können. Wie der Begriff „Modul“ hier verwendet wird, bezieht er sich auf eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam benutzt, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen, enthalten kann.
Die Verarbeitungsvorrichtung 142 kann außerdem mit einer oder mehreren externen Vorrichtungen 156, wie z. B. einer Tastatur, einer Zeigevorrichtung und/oder irgendwelchen Vorrichtungen (z. B. einer Netzkarte, einem Modem usw.) kommunizieren, die es der Verarbeitungsvorrichtung 142 ermöglichen, mit einer oder mehreren anderen Rechenvorrichtungen zu kommunizieren. Die Kommunikation mit verschiedenen Vorrichtungen kann über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen (E/A-Schnittstellen) 164 und 165 stattfinden.
Die Verarbeitungsvorrichtung 142 kann außerdem über einen Netzadapter 168 mit einem oder mehreren Netzen 166, wie z. B. einem lokalen Netz (LAN), einem allgemeinen Weitverkehrsnetz (WAN), einem Busnetz und/oder einem öffentlichen Netz (z. B. dem Internet) kommunizieren. Es sollte erkannt werden, dass, obwohl dies nicht gezeigt ist, andere Hardware- und/oder Software-Komponenten in Verbindung mit dem Computersystem 40 verwendet werden können. Beispiele enthalten, sind aber nicht eingeschränkt auf: Mikrocode, Vorrichtungstreiber, redundante Verarbeitungseinheiten, externe Plattenlaufwerks-Anordnungen, RAID-Systeme und Datenarchiv-Speichersysteme usw.
Während die obige Offenbarung bezüglich beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird durch die Fachleute auf dem Gebiet erkannt, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente durch deren Äquivalente ersetzt werden können, ohne von ihrem Schutzumfang abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Schutzumfang abzuweichen. Deshalb ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen enthält, die in ihren Schutzumfang fallen.

Claims

Verfahren zum Prüfen eines Statorstapels, das umfasst: Anordnen des Statorstapels auf einer Tragfläche eines Prüfsystems und Anordnen einer Statornut in einem Sehfeld einer Bildgebungsvorrichtung, wobei die Bildgebungsvorrichtung eine Bildgebungsachse aufweist, die auf eine Oberfläche des Statorstapels ausgerichtet ist, wobei das Prüfsystem die Bildgebungsvorrichtung und ein Kippsystem enthält, das konfiguriert ist, eine Orientierung der Statornut bezüglich der Bildgebungsachse zu steuern; Ausführen einer Tiefenmessung der Statornut, wobei die Tiefenmessung Drehen der Statornut entlang einer ersten Richtung in mehrere erste Orientierungen, Aufnehmen eines ersten Bildes in jeder der ersten Orientierungen und Messen einer Tiefe basierend auf wenigstens einem der ersten Bilder enthält; Ausführen einer Breitenmessung der Statornut, wobei die Breitenmessung Drehen der Statornut entlang einer zweiten Richtung in mehrere zweite Orientierungen, Aufnehmen eines zweiten Bildes in jeder der zweiten Orientierungen und Messen einer Breite basierend auf wenigstens einem der zweiten Bilder enthält, wobei die erste Richtung zu der zweiten Richtung senkrecht ist; und Prüfen der Ränder der Statornut in dem wenigstens einen der ersten Bilder, um eine potentielle Abweichung zu detektieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bildgebungsvorrichtung eine optische Kamera und ein telezentrisches Objektiv, wobei die Kamera konfiguriert ist, Bilder von einer Stelle oberhalb der Statornut aufzunehmen, und eine Beleuchtungsvorrichtung, konfiguriert ist, die Beleuchtung von einer Stelle unterhalb der Statornut anzuwenden, enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Prüfsystem eine Beleuchtungsvorrichtung enthält, die konfiguriert ist, eine Beleuchtung durch die Statornut anzuwenden, wobei das Ausführen der Tiefenmessung Analysieren jedes ersten Bildes, um eine Beleuchtungsstärke durch die Statornut zu bestimmen, Auswählen eines ersten Bildes mit einer größten Beleuchtungsstärke und Messen der Tiefe basierend auf dem ausgewählten ersten Bild enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Prüfsystem eine Beleuchtungsvorrichtung enthält, die konfiguriert ist, eine Beleuchtung durch die Statornut anzuwenden, wobei das Ausführen der Breitenmessung Analysieren jedes zweiten Bildes, um eine Beleuchtungsstärke durch die Statornut zu bestimmen, Auswählen eines zweiten Bildes mit einer größten Beleuchtungsstärke und Messen der Breite basierend auf dem ausgewählten zweiten Bild enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kippsystem einen Drehpunkt, eine erste Hubplattform und eine zweite Hubplattform enthält, die konfiguriert sind, in einer Richtung linear bewegt zu werden, die senkrecht zur Tragfläche ist, wobei die erste Hubplattform konfiguriert ist, den Statorstapel entlang der ersten Richtung zu kippen, und die zweite Hubplattform konfiguriert ist, den Statorstapel entlang der zweiten Richtung zu kippen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Kippsystem eine Basisstruktur enthält, die durch den Drehpunkt, die erste Hubplattform und die zweite Hubplattform getragen ist, wobei die erste Hubplattform und die zweite Hubplattform bezüglich einer Stelle des Drehpunkts orthogonal angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Drehen der Statornut entlang der ersten Richtung Inkrementieren der ersten Hubplattform enthält, wenn sich die zweite Hubplattform an einer Standardposition befindet, und das Drehen der Statornut entlang der zweiten Richtung Inkrementieren der zweiten Hubplattform enthält, wenn sich die erste Hubplattform an einer Standardposition befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ränder der Statornut einen ersten langen Rand und einen zweiten langen Rand enthalten, der dem ersten langen Rand gegenüberliegt, wobei das Prüfen der Ränder enthält: Errichten einer ersten Ausgleichsgerade für den ersten langen Rand, Vergleichen einer ersten Kontur des ersten langen Randes mit der ersten Ausgleichsgerade und Identifizieren einer Abweichung basierend auf einem Abstand zwischen der ersten Ausgleichsgerade und der ersten Kontur, der größer als ein ausgewählter Abstandsschwellenwert ist; und Errichten einer zweiten Ausgleichsgerade für den zweiten langen Rand, Vergleichen einer zweiten Kontur des zweiten langen Randes mit der zweiten Ausgleichsgerade und Identifizieren einer Abweichung basierend auf einem Abstand zwischen der zweiten Ausgleichsgerade und der zweiten Kontur, der größer als ein ausgewählter Abstandsschwellenwert ist.
System zum Prüfen eines Statorstapels, das umfasst: ein Prüfsystem, das eine Bildgebungsvorrichtung mit einer Bildgebungsachse, die auf eine Tragfläche ausgerichtet ist, ein Kippsystem, das konfiguriert ist, eine Orientierung des Statorstapels und einer Statornut bezüglich der Bildgebungsachse zu steuern, enthält; und eine Verarbeitungsvorrichtung, die konfiguriert ist, die Bildgebungsvorrichtung zu steuern, um Bilder der Statornut aufzunehmen, wenn sie auf der Tragfläche angeordnet ist, wobei die Verarbeitungsvorrichtung konfiguriert ist: eine Tiefenmessung der Statornut auszuführen, wobei die Tiefenmessung Drehen der Statornut entlang einer ersten Richtung in mehrere erste Orientierungen, Aufnehmen eines ersten Bildes in jeder der ersten Orientierungen und Messen einer Tiefe basierend auf wenigstens einem der ersten Bilder enthält; eine Breitenmessung der Statornut auszuführen, wobei die Breitenmessung Drehen der Statornut entlang einer zweiten Richtung in mehrere zweite Orientierungen, Aufnehmen eines zweiten Bildes in jeder der zweiten Orientierungen und Messen einer Breite basierend auf wenigstens einem der zweiten Bilder enthält, wobei die erste Richtung zu der zweiten Richtung senkrecht ist; und die Ränder der Statornut in dem wenigstens einen der ersten Bilder zu prüfen, um eine potentielle Abweichung zu detektieren.
System nach Anspruch 9, wobei das Prüfsystem eine Beleuchtungsvorrichtung enthält, die konfiguriert ist, eine Beleuchtung durch die Statornut anzuwenden, wobei die Verarbeitungsvorrichtung konfiguriert ist, jedes erste Bild zu analysieren, um eine Beleuchtungsstärke durch die Statornut zu bestimmen, ein erstes Bild mit einer größten Beleuchtungsstärke auszuwählen und die Tiefe basierend auf dem ausgewählten ersten Bild zu messen.