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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung eines eine Aussparung aufweisenden Werkstücks.
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Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise ein Kühlerschutzgitter auf, mittels derer eine frontseitige Öffnung abgedeckt wird. Durch die Öffnung wird bei Betrieb ein Luftstrom in einen Motorraum des Kraftfahrzeugs geleitet. Das Kühlerschutzgitter soll hierbei einerseits die Funktion der Luftführung erfüllen. Andererseits wird mittels des Kühlerschutzgitters ein optischer Eindruck der Kraftfahrzeuge maßgeblich beeinflusst. Teilweise werden die Kühlerschutzgitter auch als Zuordnungsmerkmal zu dem Hersteller des jeweiligen Kraftfahrzeugs verwendet. Somit ist es erforderlich, dass das Kühlerschutzgitter vergleichsweise präzise gefertigt ist.
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Derartige Kühlerschutzgitter werden meistens aus einem Kunststoff erstellt, insbesondere mittels eines Kunststoffspritzverfahrens. Hierbei ist nicht stets sichergestellt, dass die Aussparungen des Kühlerschutzgitters, durch die bei Betrieb des Kraftfahrzeugs die Luft strömt, stets präzise gefertigte Begrenzungen aufweisen. Eine Überprüfung des unlackierten Kühlerschutzgitters ist aufgrund der Vielzahl der zu überprüfenden Aussparungen nicht in einem vertretbaren Zeitaufwand möglich, da hierfür üblicherweise jede Aussparung händisch nachkontrolliert werden müsste. Auch unterliegen etwaige angeformte Befestigungsmittel zur Montage an einer Motorhaube einer bestimmten Fertigungstoleranz. Zur Bereitstellung eines ansprechenden Erscheinungsbildes wird der Kunststoffrohling meist lackiert oder mittels einer Chromschicht versehen. Erst im Anschluss hieran erfolgt die Montage an dem Kraftfahrzeug sowie eine Funktionsüberprüfung des Kühlerschutzgitters. Sollten die Fertigungstoleranzen überschritten sein, so ist eine Nachbearbeitung des Kühlerschutzgitters oder ein Aussortieren erforderlich, was Herstellungskosten erhöht. Ferner ist es möglich, dass hierbei die Lackierung oder aber die Chromschicht beschädigt wird, sodass auch ein nachbearbeitetes Kühlerschutzgitter aussortiert werden muss.
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Aus der
DE 10 2013 003 661 A1 ist eine Vorrichtung zur automatisierten optischen Montageüberprüfung von vormontierten Baugruppen für Kraftfahrzeuge bekannt. Hierbei wird mittels einer Kamera ein Bild der Baugruppe erfasst und ausgewertet. Die Baugruppe wird hierfür in eine abgeschirmte Prüfkammer bzw. Inspektionszelle verbracht und dort zur Erstellung des Bildes geeignet beleuchtet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Vorrichtung zur Überprüfung eines eine Aussparung aufweisenden Werkstücks anzugeben, wobei insbesondere eine Auswertung vereinfacht ist, wobei zweckmäßigerweise eine Prüfzeit verringert ist, und wobei beispielsweise eine Qualität verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und durch die Merkmale des Anspruchs 8 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Die Vorrichtung zur Überprüfung eines eine Aussparung aufweisenden Werkstücks ist gemäß einem Verfahren zur Überprüfung eines eine Aussparung aufweisenden Werkstücks betrieben. Mit anderen Worten ist die Vorrichtung vorgesehen und eingerichtet, das Verfahren auszuführen. Insbesondere ist die Vorrichtung hierfür geeignet ausgebildet. Das Verfahren dient der Überprüfung eines eine Aussparung aufweisenden Werkstücks. Die Aussparung ragt hierbei durch das Werkstück hindurch und ist umfangsseitig geschlossen. Mit anderen Worten ist die Aussparung insbesondere nicht sacklochartig ausgestaltet und ebenfalls nicht mittels einer Materialabtragung oder dergleichen einer der Außenkanten des Werkstücks erstellt. In einem ersten Arbeitsschritt wird das Werkstück einseitig mittels eines Lichts bestrahlt. Zweckmäßigerweise wird das Werkstück lediglich einseitig bestrahlt. Unter Licht wird insbesondere eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 3,0 µm und 200 nm verstanden. Geeigneterweise ist die Wellenlänge zwischen 780 und 380 nm, also im für den Menschen sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Aufgrund der Verwendung von einem derartigen Licht ist im Wesentlichen eine Beschädigung des Werkstücks ausgeschlossen, da das Werkstück meist in der Umwelt eingesetzt wird, in der ein derartiges Licht vorkommt. Sofern folglich das Werkstück für die Verwendung in einem Außenbereich vorgesehen ist, ist das Werkstück gegenüber der Bestrahlung mit einem derartigen Licht meist resistent.
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In einem weiteren Arbeitsschritt wird ein durch die Aussparung hindurchtretende Licht erfasst. Mit anderen Worten erfolgt die Erfassung des Lichts auf der bestrahlten Seite gegenüberliegenden Seite des Werkstücks. Mit nochmals anderen Worten wird nicht das von dem Werkstück reflektierte Licht erfasst, sondern das durch das Werkstück hindurchtretende. Sofern von dem Werkstück zur Erfassung des Lichts ein Bild erstellt wird, wird folglich nicht die beleuchtete/bestrahlte Seite des Werkstücks zur Erstellung des Bildes erfasst. Zweckmäßigerweise wird anhand des hindurchtretenden Lichts eine Eigenschaft der Aussparung bestimmt, wie z.B. deren Position.
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Aufgrund der Erfassung des durch die Aussparung tretenden Lichts ist eine vergleichsweise präzise Ermittlung der Eigenschaften der Aussparung ermöglicht, wie insbesondere deren Position oder aber das Vorhandensein der Aussparung selbst. Wird nämlich kein Licht erfasst, so ist die Aussparung nicht vorhanden, obwohl das Werkstück die Aussparung aufweisen sollte. In diesem Fall ergibt die Überprüfung, dass das Werkstück fehlerhaft ist. Aufgrund der Verwendung des durchtretenden Lichts ist im Vergleich zu der Umgebung aufgrund der Abschirmwirkung des Rests des Werkstücks ein vergleichsweise großer Kontrast geschaffen, was einen Ermittlungsaufwand reduziert
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Insbesondere wird als Werkstück ein Kühlerschutzgitter herangezogen, welches beispielsweise aus einem Kunststoff erstellt wurde, vorzugsweise in einem Kunststoffspritzverfahren. Zweckmäßigerweise wird das Werkstück nach dessen Erstellung überprüft. Insbesondere weist das Werkstück noch keine montierten Baugruppen auf und ist auch nicht mittels einer Beschichtung oder einem Lack versehen. Sollte bei Überprüfung somit ein Fehler des Werkstücks festgestellt werden, ist eine vergleichsweise kostenintensive Demontage nicht erforderlich.
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Zweckmäßigerweise wird anhand des erfassten Lichtes eine Begrenzung der Aussparung ermittelt. Mit anderen Worten wird die Kontur der Aussparung bestimmt. Dies ist aufgrund des vergleichsweise ausgeprägten Kontrastes vergleichsweise zeitsparend möglich. Zweckmäßigerweise wird die Begrenzung mit einer Soll-Vorgabe verglichen. Insbesondere wird für jedes Werkstück eine jeweilige Soll-Vorgabe herangezogen. Sofern die Begrenzung von der Soll-Vorgabe abweicht, ist ein fehlerhaftes Werkstück erkannt. Sollte die Begrenzung die Soll-Vorgabe erfüllen, ist ein ordnungsgemäßes Werkstück erkannt. Insbesondere weist die Soll-Vorgabe einen Toleranzbereich auf, der entsprechend den Anforderungen an das Werkstück vorgegeben ist.
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Zweckmäßigerweise wird ein diffuses Licht zur Bestrahlung des Werkstücks verwendet. Insbesondere wird ein Diffusor zur Erstellung des diffusen Lichts verwendet. Mit anderen Worten wird ein Licht verwendet, das keine bevorzugte Ausbreitungsrichtung und/oder einer bestimme Phasenbeziehung der einzelnen Lichtwellen zueinander aufweist. Infolgedessen ist eine Erfassung des durch die Aussparung tretenden Lichts vereinfacht. Sofern eine Kamera zur Erfassung des Lichts verwendet wird, ist auf diese Weise ferner eine Überbelichtung vergleichsweise einfach vermeidbar. Auch ist die Bestimmung der Begrenzung vereinfacht, da ein Kontrast lediglich mittels der Begrenzung und nicht aufgrund einer bestimmten Richtung des Lichtes hervorgerufen wird, sofern die Bestimmung der Begrenzung erfolgt. Alternativ oder in Kombination hierzu wird ein monochromes Licht verwendet, also so ein Licht, das lediglich eine einzige Wellenlänge aufweist, wobei insbesondere Abweichungen von bis zu 5 nm, 3 nm oder 2 nm vorhanden sind. Auf diese Weise ist eine Erfassung des Lichts vereinfacht, da hierfür ein lediglich in diesem speziellen Wellenlängenbereich sensitives Mittel zur Erfassung verwendet werden muss. Mit anderen Worten muss keine spektrale Auswertung erfolgen. Sofern das durch die Aussparung tretende Licht mittels eines Bildes erfasst wird, weist das Bild lediglich zwei Farbinformationen auf. Sofern es sich bei dem Bild um ein elektronisches Bild handelt, welches also eine Anzahl von Pixeln aufweist, weist jedes Pixel lediglich zwei Werte auf, nämlich den für den Farbwert oder eben keinen. Mit anderen Worten ist jedem Pixel ein binärer Zustand zugeordnet, wobei bei einer Erfassung des Lichts der eine Wert und bei einem Fehlen der Bestrahlung der andere Wert herangezogen wird. Auf diese Weise ist der Informationsgehalt des Bildes vergleichsweise gering, was einen Speicherbedarf und eine Verarbeitungszeit reduziert. Hierbei sind jedoch sämtliche zur Überprüfung des Werkstücks benötigten Informationen in dem Bild hinterlegt.
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Zweckmäßigerweise wird das Werkstück auf einen Träger aus einem lichtdurchlässigen Material aufgelegt. Mit anderen Worten ist der Träger aus einem transparenten Material gefertigt. Hierbei wird das zur Beleuchtung des Werkstücks herangezogene Licht aufgrund des Trägers im Wesentlichen nicht abgeschwächt, jedoch maximal um 10%, 5% oder 2%. Mit anderen Worten ist der Träger für das zur Bestrahlung verwendete Licht transparent. Insbesondere ist das Material ein sandgestrahltes Plexiglas, was einerseits die Herstellung des Trägers vereinfacht und zu einem vergleichsweise geringen Gewicht des Trägers führt. Andererseits wird aufgrund der Sandstrahlung das verwendete Licht gestreut, sodass ein diffuses Licht erzeugt wird. Insbesondere wird das Werkstück auf dem Träger gehalten, beispielsweise mittels eines Sauggreifers. Mit anderen Worten wird zwischen dem Träger und dem Werkstück zumindest partiell ein Vakuum erstellt, weswegen eine Verbringung des Werkstücks von dem Träger ausgeschlossen ist. Infolgedessen ist auch bei Erschütterungen des Werkstücks eine präzise Bestimmung der Aussparung aufgrund der stabilisierenden Eigenschaften des Trägers ermöglicht. Zweckmäßigerweise liegt das Werkstück formschlüssig auf dem Träger auf, was das Werkstück weiter stabilisiert. Insbesondere wird das Werkstück durch den Träger hindurch beleuchtet. Mit anderen Worten befindet sich der Träger auf der Seite des Werkstücks, die mittels des Lichts bestrahlt wird. Infolgedessen wird das durch die Aussparung tretende Licht aufgrund des Trägers nicht beeinflusst, was eine Bestimmung der Aussparung erleichtert.
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Zweckmäßigerweise wird ein Werkstück herangezogen, das eine Anzahl an Aussparungen aufweist. Hierbei wird zweckmäßigerweise jeder Aussparung eine Kamera zur Erfassung des durch die jeweilige Aussparung tretenden Lichts zugeordnet. Mit anderen Worten werden genau so viele Kameras verwendet, wie das Werkstück Aussparungen aufweist. Insbesondere wird das Werkstück lediglich mit einem einzigen Beleuchtungsmittel beleuchtet. Mittels der Kameras wird vorzugsweise im Wesentlichen zeitgleich das durch die Aussparungen tretende Licht erfasst. Infolgedessen ist ein Zeitaufwand reduziert. Hierbei wird mittels jeder Kamera jeweils das Licht erfasst, das durch eine einzige, nämlich die jeweils zugeordnete, Aussparung durchtritt. Somit ist keine vergleichsweise komplizierte Zuordnung des mit den jeweiligen Kameras erfassten Lichts zu bestimmten Aussparungen im Nachhinein erforderlich. Als Kamera wird beispielsweise jeweils eine digitale Kamera verwendet, die insbesondere einen CMOS- oder CCD-Sensor aufweist. Da mittels jeder Kamera jeweils das durch lediglich eine einzige Aussparung durchtretende Licht erfasst wird, kann zur Bereitstellung einer vergleichsweise großen Qualität auch ein vergleichsweise kleiner Sensor, also ein Sensor mit einer vergleichsweise geringen Auflösung, herangezogen werden, was einen Bearbeitungsaufwand reduziert. Zudem können sämtliche Sensoren der Kameras im Wesentlichen zeitgleich ausgewertet werden. Mit anderen Worten werden die mittels der jeweiligen Sensoren erfassten Daten zeitlich parallel verarbeitet, was zu einer weiteren Zeiteinsparung führt.
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Besonders bevorzugt sind die Kameras derart positioniert, dass das durch die jeweils zugeordnete Aussparung tretende Licht im Wesentlichen senkrecht auf die Kamera trifft, insbesondere auf den jeweiligen Sensor, sofern dieser vorhanden ist, oder auf die jeweilige Optik der Kamera, falls die Kameras eine derartige Optik aufweisen. Mit anderen Worten werden die Kameras entsprechend des jeweiligen zu überprüfenden Werkstücks positioniert. Falls eine Anzahl gleichartiger Werkstücke überprüft werden soll, werden die Kameras lediglich ein einziges Mal eingestellt und die Einstellung für die gleichartigen Werkstücke beibehalten. Aufgrund der Positionierung ist eine Analyse der Aussparungen vereinfacht, ohne dass optische Artefakte aufgrund einer etwaigen Verzerrung berücksichtigt werden müssten. Infolgedessen ist der Aufwand zur Auswertung verringert, weswegen das Verfahren vergleichsweise zeitsparend ausgeführt werden kann. Unter im Wesentlichen senkrecht wird insbesondere verstanden, dass zwischen der Auftreffrichtung des Lichts und der Kamera ein Winkel von 90° gebildet ist, wobei insbesondere eine Abweichung bis zu 5°, 4°, 3° oder 2° vorhanden ist.
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Zweckmäßigerweise wird das Gewicht des Werkstücks erfasst und beispielsweise mit einer Soll-Vorgabe verglichen, die insbesondere einen Bereich aufweist. Infolgedessen ist auch die Ermittlung einer etwaigen Gewichtsabweichung des Werkstücks ermöglicht. Die Ermittlung des Gewichts erfolgt insbesondere mittels des Trägers, auf dem das Werkstück angeordnet ist. Besonders bevorzugt wird das Werkstück in einer Dunkelkammer angeordnet, insbesondere wird ebenfalls der Träger in der Dunkelkammer angeordnet, sofern dieser vorhanden ist. Mittels der Dunkelkammer wird eine Bestrahlung des Werkstücks auf der Seite vermieden, auf der das durchtretende Licht erfasst wird, die beispielsweise aufgrund einer Streustrahlung oder etwaiger weiterer Beleuchtungsquellen anderweitig hervorgerufen würde. Infolgedessen ist auf der der bestrahlten Seite gegenüberliegende Seite des Werkstücks lediglich die durch die Aussparung tretendes Licht vorhanden. Folglich sind ein etwaiges Rauschen und Störsignale bei der Erfassung des Lichtes vermindert.
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Die Vorrichtung dient der Überprüfung eines eine Aussparung aufweisenden Werkstücks. Hierfür ist die Vorrichtung geeignet, und vorzugsweise vorgesehen und eingerichtet. Insbesondere ist das Werkstück ein Kühlerschutzgitter, und die Vorrichtung ist hierfür geeignet eingerichtet. Die Aussparung ragt durch das Werkstück hindurch. Mit anderen Worten ist die Aussparung nicht sacklochartig ausgestaltet und weist folglich keinen Boden auf. Auch ist die Aussparung umfangsseitig geschlossen ausgeführt und weist eine geschlossene Begrenzungsfläche auf. Die Vorrichtung umfasst eine Dunkelkammer mit einer Kamera und einem Beleuchtungsmittel. Insbesondere weist die Vorrichtung lediglich ein einziges Beleuchtungsmittel auf, welches beispielsweise eine LED (Licht emittierende Diode) umfasst. Beispielsweise umfasst die Vorrichtung als Beleuchtungsmittel ein LED-Paneel. Beispielsweise wird mittels des Beleuchtungsmittels ein diffuses und/oder monochromes Licht bereitgestellt. Hierfür weist das Beleuchtungsmittel zweckmäßigerweise einen Diffusor bzw. einen Filter auf. Vorzugsweise ist das Beleuchtungsmittel flächig ausgestaltet. Insbesondere wird mittels des Beleuchtungsmittels eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 3 µm und 200 nm bereitgestellt, zum Beispiel zwischen 380 nm und 780 nm, also im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich. Zweckmäßigerweise ist das Beleuchtungsmittel auf die Kamera abgestimmt, sodass mittels des Beleuchtungsmittels vorliegend diejenige elektromagnetische Strahlung bereitgestellt wird, die bevorzugt mittels der Kamera erfasst werden kann. Insbesondere weist das mittels des Beleuchtungsmittels bereitgestellte Licht einen Infrarot-Anteil auf. Die Kamera ist insbesondere eine Digitalkamera und umfasst einen Sensorchip, der insbesondere ein CCD- oder CMOS-Chip ist. Vorzugsweise umfasst die Kamera eine Optik, mittels derer auf die Kamera fallendes Licht auf dem Sensor geeignet abgebildet wird.
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Die Dunkelkammer weist ferner einen Prüfplatz für das Werkstück auf. Bei Betrieb der Vorrichtung befindet sich das Werkstück an dem Prüfplatz. Mit anderen Worten erfolgt die Überprüfung des Werkstücks, wenn sich dieses an dem Prüfplatz befindet. Der Prüfplatz ist zwischen der Kamera und dem Beleuchtungsmittel positioniert, zumindest dann, wenn das Werkstück überprüft wird. Infolgedessen wird bei Betrieb das Werkstück einseitig mittels des Beleuchtungsmittels bestrahlt, und mit der Kamera wird ein durch die Aussparung durchtretende Licht erfasst.
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Zweckmäßigerweise umfasst die Vorrichtung einen Auszug, mittels dessen ein Träger transversal verschiebbar gelagert ist. Der Träger dient der Verbringung des Werkstücks zum Prüfplatz und kann mittels des Auszugs folglich in die Dunkelkammer verfahren werden. Ebenfalls ist ein Verbringen des Trägers aus der Dunkelkammer ermöglicht, sodass eine Positionierung des Werkstücks auf dem Träger ermöglicht ist. Insbesondere wird bei Betrieb das Werkstück auf dem Träger positioniert, beispielsweise mittels eines Greifarms. Nach Überprüfung des Werkstücks wird mittels des Greifarms geeigneterweise das Werkstück von dem Träger entfernt. Insbesondere ist der Träger derart gefertigt, dass zwischen diesem und dem Werkstück ein Formschluss erstellt ist. Mit anderen Worten ahmt der Träger die Kontur derjenigen Oberfläche des Werkstücks nach, welche bei Betrieb auf dem Träger aufgesetzt ist. Insbesondere ist der Träger lösbar an dem Auszug befestigt, sodass unterschiedlichste Träger für die Vorrichtung verwendet werden können, was die Flexibilität der Vorrichtung erhöht. Mit anderen Worten können unterschiedlichste Werkstücke mittels der Vorrichtung überprüft werden.
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Der Träger ist bevorzugt aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigt, also einem transparenten Material, weswegen das mittels des Beleuchtungsmittels bereitgestellte Licht durch den Träger hindurchtreten kann. Zweckmäßigerweise wird als lichtdurchlässiges Material sandgestrahltes Plexiglas herangezogen, was einerseits zu einem vergleichsweise gewichtsarmen Träger führt. Andererseits wird mittels des Trägers das Licht gestreut, weshalb lediglich ein diffuses Licht durch die Aussparung hindurchtritt. Insbesondere befindet sich beim Betrieb der Träger auf der dem Beleuchtungsmittel zugewandten Seite. Vorzugsweise ist das Beleuchtungsmittel an dem Träger angebunden, sodass dieses ebenfalls mittels des Auszugs verfahren werden kann. Infolgedessen wird das Beleuchtungsmittel auch mittels des Auszugs in die Dunkelkammer verfahren. Auch ist ein Entfernen des Beleuchtungsmittels mittels des Auszugs aus der Dunkelkammer ermöglicht, was einen Austausch des Beleuchtungsmittels erleichtert. Insbesondere ist das Beleuchtungsmittel lösbar an dem Träger befestigt, sodass bei einem Austausch des Trägers auch weiterhin das gleiche Beleuchtungsmittel verwendet werden kann. Zweckmäßigerweise weist der Träger einen Sauggreifer auf, mittels dessen bei Betrieb das Werkstück gehalten wird. Mittels des Sauggreifers wird zumindest partiell ein Vakuum geschaffen, was das Werkstück auf dem Träger stabilisiert. Beispielsweise umfasst der Auszug einen Gewichtssensor, mittels dessen das Gewicht des Werkstücks erfasst werden kann, falls dieses auf den Träger aufgelegt oder aufgesetzt wird. Infolgedessen ist die Qualität der Überprüfung des Werkstücks mittels der Vorrichtung erhöht.
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Beispielsweise umfasst die Vorrichtung eine Anzahl an Kameras, die in einer Ebene verschiebbar gelagert sind. Sofern ein Werkstück mit einer Anzahl an Aussparungen überprüft werden soll, wird jeder der Aussparungen eine der Kameras zugeordnet, wobei diese geeignet verbracht werden, beispielsweise manuell oder aber maschinell, beispielsweise mittels eines zugeordneten Elektromotors. Hierbei werden die Kameras zweckmäßigerweise derart verfahren, dass das durch die jeweilige Aussparung durchtretende Licht im Wesentlichen senkrecht auf die jeweilige Kamera trifft. Insbesondere ist die Ebene, innerhalb derer die Kameras bewegt werden können, parallel zu der Ebene, innerhalb derer das Beleuchtungsmittel angeordnet ist, sofern dieses flächig ausgestaltet ist. Sofern eine Anzahl an Beleuchtungsmitteln vorhanden ist, wird zweckmäßigerweise jede der Aussparungen einem der Beleuchtungsmittel zugeordnet, wobei die jeweilige Aussparung, das jeweilige Beleuchtungsmittel und die jeweilige Kamera zweckmäßigerweise auf einer Geraden liegen.
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Beispielsweise umfasst die Vorrichtung eine Ausgabevorrichtung, insbesondere eine Lampe. Mittels der Ausgabevorrichtung wird das Ergebnis der Überprüfung des Werkstücks mitgeteilt. Insbesondere weist die Ausgabevorrichtung zwei Lampen auf, wobei jede Lampe mit einem Überprüfungsergebnis korrespondiert. Mit anderen Worten leuchtet eine der Lampen auf, falls das Werkstück eine Soll-Vorgabe erfüllt. Die andere Leuchte wird betätigt, falls die Soll-Vorgabe nicht erfüllt ist. Insbesondere wird die Vorrichtung gemäß des Verfahrens betrieben. Mit anderen Worten wird bei Betrieb das Werkstück einseitig mittels eines Lichts bestrahlt, das mittels des Beleuchtungsmittels bereitgestellt ist. In einem weiteren Arbeitsschritt wird das durch die Aussparung tretende Licht mittels der Kamera erfasst. Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Weiterbildungen sind sinngemäß auf die Vorrichtung und umgekehrt zu übertragen. Zweckmäßigerweise wird die Vorrichtung verwendet, um das Verfahren durchzuführen.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 schematisch in einer Draufsicht ein Werkstück mit einer Anzahl an Aussparungen,
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2 ein Verfahren zur Überprüfung des Werkstücks, und
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3, 4 jeweils in einer Schnittdarstellung eine das Verfahren ausführende Vorrichtung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch in einer Draufsicht ein Werkstück 2 dargestellt, das im Wesentlichen rechteckförmig ausgestaltet ist. Mit anderen Worten weist das Werkstück 2 einen im Wesentlichen rechteckförmigen Umriss 4 auf. Das Werkstück 2 ist ein Kühlerschutzgitter und ist noch nicht vollständig gefertigt und weist noch keine Zierteile oder eine Lackierung auf. Das Werkstück 2 ist in einem Spritzgießverfahren erstellt, wobei nach Entnahme aus dem Spritzgießwerkzeug lediglich der Anguss abgetrennt wurde. Das Werkstück 2 weist eine Vielzahl an Aussparungen 6 auf, von denen lediglich exemplarisch vier dargestellt sind. Die Aussparungen 6 unterscheiden sich beispielswiese hinsichtlich deren Form, wobei jedoch auch eine Anzahl an Aussparungen 6 in gleicher Form vorhanden sein kann. Jede der Aussparungen 6 weist eine Begrenzung 8 auf, die mittels des Übergangs von der die jeweilige Aussparung 6 formende Materialabtragung zu dem Vollmaterial des Werkstücks 2 definiert ist. Jede Begrenzung 8 kann, wie hier dargestellt, rechteckförmig, trapezförmig, elliptisch oder kreisförmig sein. Auch jede andere geometrische Figur ist als Begrenzung 8 denkbar. Jede Aussparung 6 ragt durch das Werkstück 2 hindurch. Mit anderen Worten weisen die Aussparungen 6 keinen Boden auf und sind insbesondere mittels einer zylinderförmigen Materialabtragung erstellt.
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In 2 ist ein Verfahren 10 zum Betrieb einer in den 3 und 4 in einer Schnittdarstellung dargestellten Vorrichtung 12 gezeigt. Die Vorrichtung 12 weist eine Dunkelkammer 14 auf, innerhalb derer eine zu der Anzahl an Aussparungen 6 korrespondierende Anzahl an Kameras 16 positioniert ist. Die Kameras 16 sind in einer horizontalen Ebene 18 verschiebbar gelagert, die senkrecht zur Schnittebene ist. Jede Kamera 16 weist einen nicht dargestellten Sensorchip auf, der auf CCD- oder CMOS-Technik basiert. Jeder Chip ist parallel zur Ebene 18 ausgerichtet. Jede Kamera 16 weist ferner eine im Wesentlichen senkrecht nach unten weisende Optik 20 auf, die folglich im Wesentlichen lotrecht orientiert ist. Die Vorrichtung 12 umfasst ferner einen Auszug 22, mittels dessen ein Träger 24 transversal in eine erste Richtung 25 verschiebbar gelagert ist. Die erste Richtung 25 ist parallel zu einer horizontalen Ebene und folglich auch parallel zu der Ebene 18, innerhalb derer die Kameras 16 verschiebbar gelagert sind.
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Der Träger 24 ist aus einem sandgestrahlten Plexiglas gefertigt und weist einen Sauggreifer 26 auf, der lediglich schematisch dargestellt ist. Mittels des Sauggreifers 26 ist ein Abpumpen von Umgebungsluft ermöglicht. An der Unterseite des Trägers 24 ist ein Beleuchtungsmittel 28 in Form eines LED-Paneels lösbar befestigt. Infolgedessen ist das Beleuchtungsmittel 28 ebenfalls mittels des Auszugs 22 verschiebbar in die erste Richtung 25 gelagert. Mittels des LED-Paneels wird Licht mit einer bestimmten Wellenlänge oder weißes Licht bereitgestellt.
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An dem Auszug 22 ist ferner eine Klappe 30 der Dunkelkammer 14 angebunden, die im eingezogenen Zustand des Auszugs 22, der in 4 gezeigt ist, bündig mit einem Grundkörper 32 der Dunkelkammer ist und folglich einen Lichteinfall in die Dunkelkammer 14 durch eine Öffnung 34 verhindert, durch die der Träger 24 in die Dunkelkammer 14 eingebracht werden kann. Der Grundkörper 32 ist mit Ausnahme der Öffnung 34 quaderförmig ausgestaltet, und im geschlossenen Zustand ist die Öffnung 34 mittels der Klappe 30 verschlossen. Der Auszug 22 umfasst ferner einen Gewichtssensor 35 auf.
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Die Vorrichtung 12 weist eine Steuereinheit 36 auf, mittels derer die mittels des Gewichtssensors 35 erfassten Daten ausgewertet werden. Ferner wird mittels der Steuereinheit 36 der Auszug 22 sowie der Sauggreifer 26 betätigt. Auch werden die mittels der Kamera 16 erstellten Bilder mittels der Steuereinheit 36 ausgewertet. Mit der Steuereinheit 36 erfolgt auch eine Steuerung des Beleuchtungsmittels 28 sowie der Kameras 16. Die Vorrichtung 12 weist ferner einen Speicher 38 auf, der signaltechnisch mit der Steuereinheit 36 verbunden ist. Mittels der Steuereinheit 36 werden in dem Speicher 38 hinterlegte Daten abgefragt, und mittels der Steuereinheit 36 erstellte Daten werden in dem Speicher 38 abgelegt. Die Vorrichtung 12 umfasst ferner eine Ausgabeeinheit 40 mit einer ersten Leuchte 42 und einer zweiten Leuchte 44, die ebenfalls mittels der Steuereinheit 36 gesteuert wird.
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Mittels der Steuereinheit 36 wird das gezeigte Verfahren 10 ausgeführt, wobei in einem ersten Arbeitsschritt 46 eine in dem Speicher 38 hinterlegte Soll-Vorgabe 48 ausgelesen wird. In einem sich hieran anschließenden zweiten Arbeitsschritt 50 werden die Kameras 16 entsprechend der Soll-Vorgabe 48 innerhalb der Ebene 18 verschoben, wobei mit den jeweiligen Kameras 16 verbundene, und nicht näher dargestellte Aktoren geeignet betätigt werden. In einer Alternative hierzu werden die Kameras 16 manuell verstellt und/oder die Soll-Vorgabe 48 händisch in die Steuereinheit 36 eingegeben.
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In einem sich hieran anschließenden dritten Arbeitsschritt 52 wird das Werkstück 2 auf den Träger 24 aufgelegt, wobei sich der Träger 24 zwischen dem Werkstück 2 und dem Beleuchtungsmittel 28 befindet. Mit anderen Worten ist der Träger 24 lotrecht zwischen dem Werkstück 2 und dem Beleuchtungsmittel 22 angeordnet. Die Positionierung erfolgt beispielsweise händisch oder mittels eines nicht näher dargestellten Greifarms, der geeigneterweise mittels der Steuereinrichtung 36 betätigt wird. Zwischen dem Werkstück 2 und dem Träger 24 ist ein Formschluss erstellt, sodass die Position des Werkstücks 2 auf dem Träger 24 stabilisiert ist. Ferner wird der Sauggreifer 26 betätigt und zwischen dem Werkstück 2 und dem Träger 24 zumindest partiell ein Unterdruck erstellt, was das Werkstück 2 weiter stabilisiert. In einem sich hieran anschließenden vierten Arbeitsschritt 54 wird mittels der Steuereinheit 36 der Gewichtssensor 35 ausgelesen und folglich das Gewicht des Werkstücks 2 bestimmt. Mit anderen Worten wird das Gewicht des Werkstücks 2 erfasst. Das Gewicht wird mit der Soll-Vorgabe 48 verglichen. Sollte das Gewicht größer oder kleiner als die Soll-Vorgabe 48 sein, die insbesondere einen für das Werkstück 2 zulässigen Gewichtsbereich umfasst, wird die Ausgabeeinheit 40 betätigt und die erste Leuchte 42 aktiviert. Mittels der ersten Leuchte 42 wird folglich signalisiert, dass das Werkstück 2 nicht der Soll-Vorgabe 48 entspricht.
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Sollte das Werkstück 2 der Soll-Vorgabe 48 entsprechen, wird in einem fünften Arbeitsschritt 56 der Auszug 22 betätigt und der Träger 24 mit dem hieran mittels des Sauggreifers 26 gehaltenen Werkstücks 2 in die erste Richtung 25 in die Dunkelkammer 24 verfahren. Mit anderen Worten wird das Werkstück 2 innerhalb der Dunkelkammer 14 angeordnet. Das Werkstück 2 wird an einen Prüfplatz 58 der Dunkelkammer 2 verfahren, der sich lotrecht unterhalb der Kameras 16 befindet. Wenn die Dunkelkammer 14 mittels der Klappe 30 verschlossen ist, befindet sich der Prüfplatz 58 in lotrechter Richtung zwischen den Kameras 16 und dem Beleuchtungsmittel 28.
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In einem sechsten Arbeitsschritt 60 wird das Beleuchtungsmittel 28 aktiviert und das Werkstück 2 einseitig durch den Träger 24 hindurch mittels des von dem Beleuchtungsmittel 28 bereitgestellten Lichts 62 bestrahlt. Ein durch die Aussparungen 6 hindurchtretende Licht 64 wird mittels der Kameras 16 erfasst, wobei aufgrund der im zweiten Arbeitsschritt 50 erfolgten Anordnung der Kameras 16 das hindurchtretende Licht 64 jeweils senkrecht auf eine der Kameras 16 trifft, also insbesondere auf das jeweilige Objektiv 20 der Kameras 16. Hierfür ist jeder der Aussparungen 6 genau eine der Kameras 16 zugeordnet. In einem sich hieran anschließenden siebten Arbeitsschritt 66 wird das mittels der Kameras 16 erfasste hindurchgetretene Licht 64 mittels der Steuereinheit 36 analysiert, wofür die mittels der Kamera 16 im Wesentlichen zeitgleich aufgenommenen Bilder analysiert werden. Sofern monochromes Licht verwendet wurde, ist hierbei eine Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht. Anhand des mittels der Kameras erfassten Lichts, also anhand der Bilder, wird die Begrenzung 8 jeder der Aussparungen 6 ermittelt und mit der Soll-Vorgabe 48 verglichen. Hierbei wird überprüft, ob sich jede Begrenzung 8 an der jeweiligen, vorbestimmten Stelle befindet, und ob die Begrenzungen 8 entsprechende der Soll-Vorgabe 48 zuzüglich etwaiger vorbestimmter Fertigungstoleranzen verlaufen.
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In einem sich hieran anschließenden achten Arbeitsschritt 68 wird das Beleuchtungsmittel 28 deaktiviert und der Träger 24 mit dem daran angebundenen Werkstück 2 mittels des Auszugs 22 aus der Dunkelkammer 14 heraus verfahren. Falls sämtliche Aussparungen 6 der Soll-Vorgabe 48 entsprechen, wird die zweite Leuchte 44 aktiviert und somit angezeigt, dass das Werkstück 2 der Soll-Vorgabe 48 entspricht. Ein derartiges Werkstück 2 kann weiter verarbeitet werden. Sofern das Werkstück nicht der Soll-Vorgabe 48 entspricht wird wiederum die erste Leuchte 42 aktiviert, und folglich die Fehlerhaftigkeit des Werkstücks 2 signalisiert.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Werkstück
- 4
- Umriß
- 6
- Aussparung
- 8
- Begrenzung
- 10
- Verfahren
- 12
- Vorrichtung
- 14
- Dunkelkammer
- 16
- Kamera
- 18
- Ebene
- 20
- Optik
- 22
- Auszug
- 24
- Träger
- 25
- erste Richtung
- 26
- Sauggreifer
- 28
- Beleuchtungsmittel
- 30
- Klappe
- 32
- Grundkörper
- 34
- Öffnung
- 35
- Gewichtssensor
- 36
- Steuereinheit
- 38
- Speicher
- 40
- Ausgabeeinheit
- 42
- zweite Leuchte
- 44
- erste Leuchte
- 46
- erster Arbeitsschritt
- 48
- Soll-Vorgabe
- 50
- zweiter Arbeitsschritt
- 52
- dritter Arbeitsschritt
- 54
- vierter Arbeitsschritt
- 56
- fünfter Arbeitsschritt
- 58
- Prüfplatz
- 60
- sechster Arbeitsschritt
- 62
- Licht
- 64
- hindurchtretendes Licht
- 66
- siebter Arbeitsschritt
- 68
- achter Arbeitsschritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013003661 A1 [0004]
