EP4334044A1 - Prüfanlage für eine mehrzahl von vereinzelbaren prüfobjekten, sowie prüfeinheit - Google Patents

Prüfanlage für eine mehrzahl von vereinzelbaren prüfobjekten, sowie prüfeinheit

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Publication number
EP4334044A1
EP4334044A1 EP22726077.5A EP22726077A EP4334044A1 EP 4334044 A1 EP4334044 A1 EP 4334044A1 EP 22726077 A EP22726077 A EP 22726077A EP 4334044 A1 EP4334044 A1 EP 4334044A1
Authority
EP
European Patent Office
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test
ejection
identifier
unit
data interface
Prior art date
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Pending
Application number
EP22726077.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hamid Reza Shojaei MAHLLATI
Christoph Kaiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Law Ndt Mess und Pruefsysteme GmbH
Original Assignee
Law Ndt Mess und Pruefsysteme GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Law Ndt Mess und Pruefsysteme GmbH filed Critical Law Ndt Mess und Pruefsysteme GmbH
Publication of EP4334044A1 publication Critical patent/EP4334044A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
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    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/046—General conveyor features
    • G01N2035/0465—Loading or unloading the conveyor
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    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0474—Details of actuating means for conveyors or pipettes
    • G01N2035/0491—Position sensing, encoding; closed-loop control

Definitions

  • the present invention relates to a test system for a plurality of test objects that can be separated, with a feed device for the plurality of test objects, a conveyor device with a conveyor path for the plurality of test objects, a test station for inserting a test unit, an ejection device, a data transmission device and a first data interface, wherein the feed device is designed and arranged in such a way that the feed device can be used to feed the plurality of test objects to a feed position of the conveyor device when the test system is in operation, with the test station being arranged at a test position on the conveying path behind the feed position in a conveying direction, the test station is designed such that the test unit is interchangeably connected to the test station, and wherein the ejection device is arranged on the conveying path in the conveying direction behind the test position at an ejection position and is designed in such a way What is meant is that during the operation of the test system at least one of the plurality of test objects can be ejected from the conveying device by means of the
  • the present invention also relates to a test unit that can be inserted into a test station of a test system and has a test controller and a second data interface connected to the test controller, the second data interface being connectable to a first data interface of the test system for data exchange.
  • test systems for testing test objects that are produced in large numbers and can be separated are known from the prior art for a wide variety of application areas in industrial quality control. It is important to test a large number of test objects in the shortest possible time, ie as part of a 100% test.
  • the test objects which are originally in the form of bulk material, must first be separated and then arranged in such a way that each of the test objects can be tested individually and reproducibly. Therefore, test systems for test objects that can be separated are known from the prior art, which have a conveyor device in the form of a turntable.
  • the turntable has a plurality of slot-shaped receptacles along its outer circumference, in each of which a test object is guided. It has been shown that the test systems known from the state of the art with regard to their functionalities, but also, for example, with regard to their reliability are inflexible. It is therefore the object of the present invention to provide a testing system with increased flexibility.
  • a test system according to independent claim 1 of the present application.
  • a test system of the type mentioned above also has an identifier that uniquely identifies the test position of the test station, the identifier being encoded in such a way that the identifier can be read by the test unit when the test unit is inserted into the test station.
  • the basic idea of the present invention is to provide the test units in the form of exchangeable modules.
  • the respective test unit can be inserted into the test system at the test station.
  • a test unit with a first functionality can be exchanged for a test unit with a second functionality.
  • the same testing system can then be used for different testing tasks.
  • the solution according to the invention also makes it possible to provide a plurality of test stations at a plurality of test positions in a test system. By exchanging one or more of the plurality of test units or by changing a sequence of the plurality of test units, it is then possible to implement freely designable test sequences in one and the same test system.
  • a test unit when a test unit is inserted into a test station of the test system, it reads the identifier that uniquely identifies the test position. This is preferably done automatically, with the readout process not having to be triggered separately by an operator. After the identifier has been read out, the test unit knows in which test station and thus at which test position of the existing test system it is located. This is the key to a number of possible configurations of a flexible testing facility.
  • the testing system comprises a plurality of test stations at a plurality of test positions on the conveying path behind the feed position in the conveying direction.
  • the test system has a plurality of identifiers, each of which uniquely identifies exactly one test position of a test station, each identifier being encoded in such a way that the respective identifier can be automatically read by the test unit when a test unit is inserted into the respective test station.
  • the testing system includes a plurality of feed devices at a plurality of feed positions. In this way, it is possible to supply different types or test objects to the same test track. In particular, in addition to the actual test objects from ongoing production at definable times, affected parts are supplied in order to subject the system to a tolerance measurement or test.
  • a plurality of feed devices also enables the realization of a plurality of test sections in the same test system with only one conveyor device.
  • the testing system comprises a plurality of ejection devices at a plurality of ejection positions.
  • a plurality of ejection devices makes it possible to sort the test objects on the basis of the test result when they are ejected from the test system.
  • the identifier is encoded in an identifier that is arranged at the test station and can be read by the test unit.
  • a possible example of such an identification device is an RFID chip, which can be read with an RFID reader of the test unit, or a QR code, which can be read with a QR code reader of the test unit.
  • the identification device is formed by a plug connector that is arranged at the test station.
  • the plug connector preferably has a plurality of contact pins or contact sockets, the arrangement of the contact pins or contact sockets that are present and/or connected to a connecting line encoding the identifier.
  • the connector has an array of n x m contact sockets, where n and m denote integers. However, only a characteristic pattern of these n ⁇ m sockets is provided with a connection line. By detecting which contact sockets are contacted, the test unit can identify which assignment pattern the contacts of the connector show and thus clearly identify the test station at which the test unit is accommodated.
  • One way of coding the identifier for the test position is to use elements of the first data interface to code the identifier.
  • the first data interface comprises a plug connector arranged at the test station, the plug connector the first data interface can be connected to a complementary connector of the test unit.
  • the data transmission device is a TCP/IP data network.
  • the first data interface includes a switch with a unique IP address or with a plurality of ports, each with a unique IP address.
  • such a switch is assigned to exactly one test station, so that its IP address forms the identifier of the test position of this test station.
  • each port of a switch with its own IP address is assigned to exactly one test station. It goes without saying that in an embodiment with a plurality of test stations, each test station is assigned exactly one switch or exactly one port of a switch with a unique IP address. If the test unit is connected to such a switch in such an embodiment, the test unit reads the IP address and thus obtains information about the test position of the test station into which it was inserted.
  • the identifier is thus encoded as the IP address of the first data interface.
  • the first data interface is a wireless interface, for example a WLAN or Bluetooth interface. Since in such an embodiment no plug connector may be provided at the respective test station, in such an embodiment the identifier is encoded, for example, in an RFID chip or a QR code at the test station.
  • a data transmission device within the meaning of the present application includes any system suitable for data transmission between the elements of the test system connected to the data transmission device, which makes it possible to exchange data or information between the elements connected to the data transmission device.
  • Examples of such a data transmission device are a BUS and an IP-based data network.
  • the data transmission device of the testing system according to the invention is connected at least to the ejection device and the first data interface, so that in this minimum configuration it is possible to transmit an ejection command from the test unit, which can be connected to the first data interface, to the ejection device.
  • the inspection system also has an ejection location and an identifier that uniquely identifies the ejection position.
  • the ejection station is designed in such a way that the ejection device is inserted into the ejection station in an exchangeable manner, with a first data interface being provided at the ejection station, which is connected to a second data interface of the ejection device, the data transmission device for information transmission being effective via the first data interface and the second Data interface is connected to the ejection device, wherein the identifier is encoded in such a way that the identifier can be read by the ejection device when the ejection device is inserted into the ejection location, and the ejection device has a reading device for reading out the identifier.
  • first and second data interfaces, the identifier and the read-out direction for the ejection station or the ejection device can be designed in the same way as was previously described for the test station and the test unit.
  • the test system includes a system controller connected to the data transmission device.
  • the system control is a computer.
  • such a system controller only takes on administrative tasks for operating the test system, but not the control of the test and the subsequent sorting of the test objects.
  • the system controller is designed in such a way that it does not generate any ejection commands that could be used to trigger ejection of a test object at the ejection device.
  • the system control takes over the control of the conveyor device, for example setting or regulating the speed at which the plurality of test objects are moved on the conveyor path.
  • system control is used to record and/or collect error messages from the individual devices of the test system and/or to signal such errors to an operator.
  • test unit that can be inserted into a test station of a test system, the test unit having a test controller and a second data interface connected to the test controller, the second data interface being connectable to a first data interface of the test system for data exchange
  • the test controller comprises a readout device, wherein the readout device is set up in such a way that, during operation of the test system, it reads out an identifier that uniquely identifies a test position of the test station of the test system, and the test controller is set up in such a way that the test controller when the test unit is inserted reads the identifier into the test station.
  • the test controller is set up in such a way that it reads out the identifier automatically, i.e. without a separate initiation of the read-out process by an operator.
  • the reading is automatically triggered when the test unit is inserted into the test station.
  • testing system such as has been described above in embodiments thereof
  • testing unit such as has been described above in embodiments thereof.
  • the testing system can include all of the features optionally described here, even if they are only shown in combination with the testing unit.
  • test unit can include all the features optionally described here, even if they are only shown in combination with the test system.
  • the readout device includes not only logical elements implemented as software, for example, but also hardware elements such as an RFID reader or a connector that complements the connector of the test system and is connected to the rest of the test controller via lines.
  • the test controller is a computer. It is crucial that the test control is a separate unit from the system control, which remains in the test unit when the test unit is removed from the test station.
  • the test controller is set up in such a way that during operation of the test system, the test controller uses the test position encoded in the identifier to calculate a duration that a test object requires from being detected by the test unit at the test position until it reaches the ejection position , and the test controller gives an ejection command for the ejection device during operation of the test system and sends it to the ejection device via the first and the second data interface and via the data transmission device, so that a test object detected by the test unit is ejected by the ejection device when it reaches it.
  • test control of the test unit makes it possible to carry out the entire test task from the detection of the respective test object to the ejection of the test object at the designated point of the test control, which is integrated into the test unit to run.
  • the system control itself insofar as it is required at all, then only takes on coordinating and administrative tasks.
  • the duration that a test object requires from being detected by the test unit at the test position until it reaches the ejection position is described in one embodiment as an integer multiple of a processing cycle of the test system.
  • a processing cycle is defined as the feed of the conveyor device by exactly one test object received in the conveyor device or by exactly one receptacle of the conveyor device for a test object.
  • a test unit inserted into a test station has information about where it is located in the respective test system based on the unique identifier of the test station. It makes a decision about the ejection position at which a tested test object is to be ejected and transmits the ejection command directly to the respective ejection device without the system control being necessary for this.
  • test unit with a specified number of test stations, a feed device and a specified number of ejection devices is set up. This basic configuration is stored for each test unit that is to be used with this test system. When inserting such a preconfigured test unit, the test unit then has knowledge of the test position of the respective test system at which test position it is inserted due to the readout of the identifier of the respective test station, and can undertake all test tasks independently.
  • the testing unit it is stored in advance in the testing unit that there are two ejection devices at two different ejection positions, one ejection device for defective test objects and one ejection device for test objects that have passed the test successfully.
  • the test control of the test unit ensures that the respective test object is ejected at the correct ejection position without involving a system control.
  • the system controller is set up in such a way that, when the device is in operation, it transmits at least one operating parameter of the test system to the test controller of the test unit. In this way, a preconfiguration of the test units can be omitted in one embodiment.
  • the transmitted operating parameter includes a description of the configuration of the testing facility. In one embodiment of the invention, the operating parameter includes one or more ejection positions.
  • the test unit can then independently derive all the information that it needs to control the ejection of the respective test objects.
  • an operating parameter transmitted from the test system to the test controller is used to calculate the duration that a test object requires from being detected by the test unit at the test position until it reaches the ejection position.
  • Another example of an operating parameter within the meaning of the present application is the conveying speed of the conveying device.
  • the test controller is designed in such a way that it stores a number of pre-configurations, so that a single test unit can be used flexibly in a number of test systems. An operator can then select a preconfiguration when inserting the test unit into the test system, or the preconfiguration is selected automatically.
  • the identifier additionally includes unique information about the respective test system and/or about the configuration of the test system and/or about the ejection positions of the test system.
  • the combination of a test system includes a number of test stations at which a number of test units are accommodated.
  • the test controls of the plurality of test units are designed in such a way that the test units can also exchange data with one another. In this way it is possible to increase the efficiency and the safety of the test system with a plurality of test units.
  • a first test unit in the conveying direction of the conveying device signals a second test unit in the conveying direction when the first test unit has detected a faulty test object, so that the second test unit no longer tests this part at all.
  • the first test unit signals the second test unit when it has detected a test object with an oversize. The second testing unit then pulls back a probe, for example, or takes some other measure to avoid damaging the second testing unit.
  • the test controller of the test unit is designed in such a way that it ejects a preselected number of test objects at a predefined ejection position so that they are subjected to a separate tolerance measurement.
  • the test control is designed in such a way that it also controls the feed device.
  • the test system includes two feed devices at two feed positions.
  • the test control is designed in such a way that the feed positions introduce reference parts into the test system at regular or random time intervals. After being recorded by the test unit, these reference parts are always ejected from the test system at the same ejection position so that they can be fed back into the system at a later point in time.
  • the test control of the test unit is designed in such a way that it ejects a preselected number of test objects at a predefined ejection position in order to subject these test objects ejected there to a random sample measurement.
  • the testing system includes a processing device at a processing position, the processing position preferably being arranged in front of the testing position in the conveying direction, the processing device serving to treat or process the object to be tested.
  • processing or processing can include, for example, joining two parts to form the actual test object, for example screwing a nut onto a screw.
  • Other examples of such a processing device are
  • an assembly device for example for pressing in or on or screwing or screwing additional components onto the test object, in particular with a simultaneous torque and position control and
  • the testing system is designed in such a way that it provides a clocked advance of the conveyor.
  • the conveying device advances intermittently, with the duration of the interruptions in the advance depending, for example, on how long a processing step lasts in a processing device or how much time is required to complete a test in a test unit.
  • the conveyor device comprises a plurality of receptacles, each of the receptacles from the plurality of receptacles being designed and arranged in such a way that exactly one test object from the plurality of test objects can be conveyed along the conveying path in the receptacle and that two Test objects from the plurality of test objects have a predetermined distance from the plurality of receptacles along the conveying path. In one embodiment of the invention, all distances between each two test objects are the same.
  • the conveyor device is designed in such a way that the plurality of receptacles is guided on a closed movement path, with the conveyor path taking up part of the movement path. In this way, the conveying device can work continuously, since the receptacles always return to their original location after one cycle.
  • the movement path of the plurality of receptacles has two straight sections, with at least one of the straight sections being part of the conveying path. In one embodiment of the invention, both straight sections are part of the conveying path. In one embodiment, the two straight sections of the movement path are arranged opposite one another.
  • the movement path is designed symmetrically, preferably mirror-symmetrically with respect to a plane perpendicular to the straight sections of the movement path and preferably rotationally symmetric with a two-fold rotational symmetry.
  • the conveying device is formed by a substantially circular turntable, with the receptacles for the individual test objects being realized by bores or recesses in the plate.
  • the plurality of receptacles for the individual test objects is designed in such a way that a cylindrical safety component can be accommodated in each case. Examples of such a cylindrical security component is a screw, a pin or a bolt.
  • each receptacle is designed in the form of a nest of magnets.
  • a permanent magnet preferably serves to hold the respective test object in the receptacle.
  • the receptacle is for holding or receiving a cylindrical security component having a head.
  • the receptacle has a support surface lying in one plane and an opening in the support surface, the opening having an opening on one side of the support surface, so that a single test object can be inserted through the opening into the opening.
  • a receptacle is designed in the form of a slit or an elongated hole, with the slit being open on one side of the support surface so that the test object can be inserted from there into the opening in the receptacle.
  • such an embodiment of a receptacle is suitable for receiving a cylindrical safety component with a head.
  • the cylindrical portion of the security component is inserted through the opening into the aperture in the support surface.
  • An underside of the head of the security component rests on the support surface of the receptacle.
  • a plurality of receptacles can be provided in a single carrier surface.
  • the distance between the individual recordings is fixed, the occupancy of the recordings can be varied.
  • the feed device can be controlled in such a way that only every xth receptacle is occupied by a test object. In this way, the test system can be adapted to different dimensions of test objects through its control.
  • each of the plurality of receptacles has a support surface lying in one plane and an opening in the support surface, the opening preferably having an opening on one side of the support surface, so that a test object from the plurality of test objects can pass through an opening can be inserted into the opening.
  • the support surface is movable from a first position into a second position.
  • the possibility of moving the carrier surface from a first position to a second position makes it possible, depending on the arrangement, to easily eject the test object from the receptacle or to enable the respective test object to be fed into the receptacle with less error-proneness.
  • the first position of the support surface is determined in that the support surface extends essentially horizontally. In this first position of the carrier surface, the test object is then held in a stable manner in the receptacle.
  • the carrier axis can be pivoted about a pivot axis from the first position into the second position, the pivot axis being parallel to a direction of movement of the receptacle along the conveying path.
  • the support surface is transparent, so that a test unit can completely detect the respective test object from only one side of the support surface.
  • the conveyor device comprises at least one guide rail and a plurality of carriages guided on the at least one guide rail, each of the plurality of carriages carrying at least one of the plurality of receptacles.
  • a single carriage has exactly one receptacle for exactly one test object
  • a carriage has a plurality of receptacles, each of which accommodates exactly one test object.
  • the design of the conveying device with a system of guide rails and a plurality of carriages guided on the guide rails makes it possible to easily vary the length of the conveying path.
  • the guide rail can be lengthened by adding further segments or shortened by removing segments, in which case the number of carriages that are accommodated on the guide rail is also varied.
  • the conveying device has a plurality of segments, with the straight section of the conveying path having an integral multiple of segments. With such an embodiment, the length of the straight section can be flexibly adapted to the test task; in particular, different numbers of test units can be accommodated on the straight section.
  • the plurality of recordings is guided on a closed movement path, the movement path having two straight sections and two curved sections, each of which provides a deflection of 180°.
  • a closed movement path the movement path having two straight sections and two curved sections, each of which provides a deflection of 180°.
  • the testing unit has a housing with a predetermined installation space, the housing being detachably connectable to the conveyor device, so that the testing unit can be exchanged for another testing unit.
  • the housing of the testing unit has a predetermined width, with the straight section of the conveying path being an integral multiple of the width, so that a plurality of testing units with the same width can be connected to the conveying device.
  • test system can be constructed in a modular manner, with one or more test units being able to be connected with their housings to the conveyor device, depending on the application, and with it being possible for the individual test units to be exchanged.
  • the test unit comprises at least one sensor, the sensor being arranged in such a way that it detects a property of the plurality of test objects at the test position.
  • the sensor is selected from a group consisting of an eddy current sensor, a probe, a conductivity sensor and a camera or a combination thereof.
  • the test unit is designed in such a way that it carries out a test of the test object that is selected from a group consisting of
  • a crack test for example a test for cracks that are caused by a pressing process over the entire contour of a screw on the plane of rotation
  • a microstructure test for example a test for defects in the material composition, the inclusion of foreign material or air pockets or a distinction between hardened and unhardened parts
  • ⁇ an internal and external contour test, in particular of the head of a cylindrical safety component, for example by mechanical testing for screwability and penetration depth or by evaluation using a camera system,
  • ⁇ a straightness check, for example checking the straightness of the shank of a cylindrical safety component using a measurement in three planes
  • an automated visual inspection with a camera for example on the head of a cylindrical safety component from above, on the head of a cylindrical safety component from below, in particular to check a sealing surface for contamination and impact points, on the head of a cylindrical safety component from the side, in particular for checking the dimensions of the head, or laterally on the shaft, in particular to check the dimensions of the shaft,
  • ⁇ a coating test for example testing an adhesive coating or a combination thereof.
  • Such measuring methods are suitable for quantitatively determining the quality of the properties of a test object, in particular a test object made of metal.
  • the test unit has a detection device connected to the test controller for detecting a marked position on each carriage of the conveyor device.
  • the marked position on the respective carriage is, for example, its start.
  • the detection device is a light barrier.
  • Such an embodiment makes it possible to determine or to calibrate the working cycle of the test system by means of the test control.
  • the work cycle which then forms the basis for the further control of the testing system, in particular the ejection commands, is independent of any mechanical play in the conveyor device. If the detection device detects, for example, the start of a carriage, it knows that the conveyor device has been advanced by a number of work cycles since the previously detected carriage, which is equal to the number of receptacles for the test objects on the carriage.
  • FIG. 1 is an isometric view, partially broken away, of a test facility according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an isometric view of the conveyor from the test facility of FIG.
  • Figure 3 is an enlarged, broken-away view of the conveyor assembly of Figure 2.
  • Figure 4 is an isometric view of a test rig according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is an isometric view of a test rig according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic top plan view of one describing the test rig of FIG.
  • Figure 1 shows an isometric view of the entire testing facility. This figure is used again and again to describe the operation of the system.
  • the testing system 1 is used to test a plurality of screws as test objects within the meaning of the present application. Screws are delivered in bulk and fed to the test via a feeding device. In addition to the feed device (not shown in the figure), the test system 1 has a conveyor device 3, two ejection devices and two test units 4, 5.
  • the feeder 2 is driven by gravity, i.e. the individual screws slide due to their mass over a feed incline in the direction of the conveyor 3.
  • the screws are already lined up, but still in direct contact with each other, so that they are not yet are isolated.
  • the screws hang with their head or the surface on the underside of the screw head the feed incline.
  • the conveying device 3 always picks up exactly one screw from the feed device and conveys it along a conveying path at a distance from the preceding screw and from the following screw. The conveying route will be described in detail below.
  • the path which the screws take between the feed position 7, at which the feed device is arranged, and the ejection device is referred to as the conveying path.
  • the path along which the receptacles for the individual screws move overall in the conveyor device 3 is referred to as the movement path.
  • the conveyor device 3 comprises a rail element 8 and a plurality of carriages 9 guided on this rail element 8.
  • the movement path of the receptacles for the screws is essentially O-shaped with two straight sections 10, 11 lying opposite one another and two curved sections 12, 13, which deflect the movement path of the carriages by 180°.
  • the two test units 4, 5 are arranged on the straight section 10 of the path of movement and thus of the conveying path of the screws.
  • the arrangement of the test units 4, 5 along the straight section of the conveying path has two advantages, which are explained in more detail below.
  • Each of the two test units 4, 5 has a sensor 14, 15.
  • the sensor 14 of the first test unit 4 is a CCD camera for visual inspection of the individual screws.
  • the sensor 15 of the second testing unit 5 is an eddy current measuring head for detecting cracks in the individual screws. Since the two test units 4, 5 are arranged along the straight section 10 of the conveying path, the distance between the individual test specimens and the respective sensor 14, 15 does not change along the measuring section that lies on the straight section of the conveying path. Therefore, artefacts that occur due to a curved measurement path due to a changing distance between the test object and the sensor do not have to be deducted.
  • the conveyor device 3 is constructed in a modular manner from a plurality of segments which are connected to one another in a detachable and exchangeable manner.
  • the conveying device 3 shown consists of two head-side segments 16 which carry the curved sections of the rail element 8 .
  • the curved sections of the rail element 8 bring about a deflection of 180° in each case.
  • Two straight segments 17 are provided between these two head-side segments 16, each of which carries two straight rail sections lying opposite one another.
  • the straight segments 17 of the conveying device can be removed from or inserted into the testing system 1 in a few simple steps. In this way, the total length of the testing facility, here in particular the length of the straight sections of the conveying path can be adapted to the respective test task on site.
  • more or fewer test units 4, 5 can be accommodated on the straight conveying path and very different testing tasks can be completed.
  • test units can be accommodated on the opposite sides when a straight segment 17 is added.
  • One of the curved segments 16 also carries a drive motor 18 for the carriage 9 of the conveyor 1.
  • the individual carriages 9 are driven by a toothed belt guided over two toothed belt pulleys 19, 20. Each of the carriages 9 is hooked into the toothed belt.
  • Each of the carriages 9 is guided on the rail element 8 with the aid of rollers.
  • the rail element 8 extends between two of the four rollers.
  • each of the carriages 9 carries four receptacles 21 for exactly one screw.
  • Each of the receptacles 21 comprises an elongated hole as an opening in a carrier surface 22 in the sense of the present application.
  • all elongated holes are provided in the same carrier surface 22 .
  • Each of the elongated holes has an opening towards the edge of the support surface 22, so that the screws can be inserted with their cylindrical sections through this opening into the elongated hole. The undersides of the screw heads then rest on the support surface 22 .
  • Figures 4 and 5 illustrate the modularity of the test system 1 according to the invention.
  • the testing system 1 shown in both FIGS. 4 and 5 is one and the same system in two configurations.
  • the system in the configuration from FIG. 7 was expanded by an additional test unit 28 compared to the configuration shown in FIG.
  • the test system includes the two head-side segments 16 of the conveyor device and exactly two straight segments 17.
  • the reconfigured system from FIG. 7 has three straight segments 17 of the conveyor device, so that the further test unit 28 is accommodated on the third segment. Due to the modularity of the conveyor device 3, the test system can be adapted to very different test requirements.
  • Figure 6 shows, in a block diagram, a plan view of the testing facility as Figures 1-3. In addition to the mechanical components, the elements for controlling the testing system 1 are shown schematically in the block diagram.
  • the test system 1 comprises two test units 4, 5, which are arranged at a first test station 50 and a second test station 51 on the conveying path of the conveyor device 3.
  • the respective test positions 52, 53 are defined by the locations 50, 51 and the configuration of the test units 4, 5. The actual test takes place at these test positions, i. H. the detection of the test objects. Viewed in the conveying direction 54, the test positions are behind the feed position 7.
  • the testing system 1 has two ejection devices 55, 56, which are each arranged at an ejection position 57, 58.
  • the two test units 4, 5 each have a test controller 59 and a data interface 60 in the form of a plug connector.
  • This data interface 60 is referred to as the second data interface within the meaning of the present application.
  • the first data interfaces 61 are connected to other elements of the testing system via a bus line 62 .
  • a system controller 63 , the ejection devices 55 , 56 and the drive 18 of the conveyor device 3 are also connected to the bus 62 .
  • the system control 61 only takes over the error management and the administration of the system 1.
  • the system control 61 takes over the control of the drive motor 18, i.e. the specification of the conveying speed.
  • the system parameters such as the speed of the test objects along the test path and the occupancy of the receptacles of the conveyor device 3 are stored in advance in the test controller 59 of each test unit 4, 5.
  • the test controller 59 detects at which test station 50, 51 and thus at which test position 52, 53 it is arranged.
  • the embodiment shown uses an identifier for the respective test station 50, 51, which is encoded in the form of the connection assignment of the sockets of the plug connectors 61 of the first data interfaces.
  • the respective test control 59 calculates how long it takes for a test object tested by it to be conveyed from the test position 52, 53 to the ejection position 57 or 58, respectively. In this way, the respective test controller 59 has all the information that enables it not only to carry out the actual test, but also to implement the result of the test by ejecting the respective test object at the correct ejection position 57, 58.
  • parts that have successfully passed the test with the two test units 4, 5 are ejected by the second ejection device 56 in the conveying direction 54.
  • parts that have not passed the quality check are ejected by the first ejection device 55 .
  • the test controller 59 issues an ejection command via the connectors 60, 61 of the first and second data interfaces and the bus 60 directly to the first ejection device 55.
  • the ejection command becomes a Time generated at which the test object has reached this first ejector 55.
  • test station 52 conveying direction

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfanlage für eine Mehrzahl von vereinzelbaren Prüfobjekten mit einer Zuführeinrichtung für die Mehrzahl von Prüfobjekten, einer Fördereinrichtung mit einem Förderweg für die Mehrzahl von Prüfobjekten, einem Prüfplatz zum Einfügen einer Prüfeinheit, einer Ausstoßeinrichtung, einer Datenübertragungseinrichtung und einer ersten Datenschnittstelle, wobei die Zuführeinrichtung derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass mit der Zuführeinrichtung in einem Betrieb der Prüfanlage die Mehrzahl von Prüfobjekten an einer Zuführposition der Fördereinrichtung zuführbar ist, wobei der Prüfplatz an einer Prüfposition an dem Förderweg in einer Förderrichtung hinter der Zuführposition angeordnet ist, wobei der Prüfplatz derart ausgestaltet ist, dass die Prüfeinheit austauschbar mit dem Prüfplatz verbindbar ist, und wobei die Ausstoßeinrichtung an dem Förderweg in der Förderrichtung hinter der Prüfposition an einer Ausstoßposition angeordnet und derart ausgestaltet ist, dass in dem Betrieb der Prüfanlage zumindest eines aus der Mehrzahl von Prüfobjekten mittels der Ausstoßeinrichtung aus der Fördereinrichtung ausstoßbar ist, und wobei die Datenübertragungseinrichtung zur Informationsübertragung wirksam zumindest mit der Ausstoßeinrichtung und der ersten Datenschnittstelle verbunden ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Prüfanlage weiterhin eine Kennung aufweist, welche die Prüfposition des Prüfplatzes eineindeutig identifiziert, wobei die Kennung derart kodiert ist, dass die Kennung bei einem Einfügen der Prüfeinheit in den Prüfplatz automatisch von der Prüfeinheit auslesbar ist.

Description

PRÜFANLAGE FÜR EINE MEHRZAHL VON VEREINZELBAREN PRÜFOBJEKTEN, SOWIE PRÜFEINHEIT
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfanlage für eine Mehrzahl von vereinzelbaren Prüfobjekten mit einer Zuführeinrichtung für die Mehrzahl von Prüfobjekten, einer Fördereinrichtung mit einem Förderweg für die Mehrzahl von Prüfobjekten, einem Prüfplatz zum Einfügen einer Prüfeinheit, einer Ausstoßeinrichtung, einer Datenübertragungseinrichtung und einer ersten Datenschnittstelle, wobei die Zuführeinrichtung derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass mit der Zuführeinrichtung in einem Betrieb der Prüfanlage die Mehrzahl von Prüfobjekten an einer Zuführposition der Fördereinrichtung zuführbar ist, wobei der Prüfplatz an einer Prüfposition an dem Förderweg in einer Förderrichtung hinter der Zuführposition angeordnet ist, wobei der Prüfplatz derart ausgestaltet ist, dass die Prüfeinheit austauschbar mit dem Prüfplatz verbindbar ist, und wobei die Ausstoßeinrichtung an dem Förderweg in der Förderrichtung hinter der Prüfposition an einer Ausstoßposition angeordnet und derart ausgestaltet ist, dass in dem Betrieb der Prüfanlage zumindest eines aus der Mehrzahl von Prüfobjekten mittels der Ausstoßeinrichtung aus der Fördereinrichtung ausstoßbar ist, und wobei die Datenübertragungseinrichtung zur Informationsübertragung wirksam zumindest mit der Ausstoßeinrichtung und der ersten Datenschnittstelle verbunden ist.
Die vorliegenden Erfindung betrifft darüber hinaus eine in einen Prüfplatz einer Prüfanlage einfüg- bare Prüfeinheit mit einer Prüfsteuerung und einer mit der Prüfsteuerung verbundenen zweiten Datenschnittstelle, wobei die zweite Datenschnittstelle zum Datenaustausch mit einer ersten Datenschnittstelle der Prüfanlage verbindbar ist.
Aus dem Stand der Technik sind Prüfanlagen zur Prüfung von in hohen Stückzahlen hergestellten, vereinzelbaren Prüfobjekten für die verschiedensten Anwendungsbereiche der industriellen Qualitätskontrolle bekannt. Dabei gilt es eine große Anzahl von Prüfobjekten in möglichst kurzer Zeit vollständig, d.h. im Rahmen einer 100%-Prüfung, zu prüfen. Zu diesem Zweck müssen die Prüfobjekte, die ursprünglich in Form eines Schüttguts vorliegen, zunächst vereinzelt und dann so angeordnet werden, dass jedes der Prüfobjekte für sich und reproduzierbar geprüft werden kann. Daher sind aus dem Stand der Technik Prüfanlagen für vereinzelbare Prüfobjekte bekannt, die eine Fördereinrichtung in Form eines Drehtellers aufweisen. Dabei hat der Drehteller entlang seines Außenumfangs eine Mehrzahl von schlitzförmigen Aufnahmen, in welchen jeweils ein Prüfobjekt geführt wird. Es hat sich gezeigt, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Prüfanlagen im Hinblick auf ihre Funktionalitäten, aber auch beispielsweise im Hinblick auf ihre Ausfallsicherheit unflexibel sind. Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Prüfanlage mit erhöhter Flexibilität bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Prüfanlage gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 der vorliegenden Anmeldung gelöst. Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Prüfanlage der eingangs genannten Art weiterhin eine Kennung auf, welche die Prüfposition des Prüfplatzes eineindeutig identifiziert, wobei die Kennung derart kodiert ist, dass die Kennung bei einem Einfügen der Prüfeinheit in den Prüfplatz von der Prüfeinheit auslesbar ist.
Die Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es, die Prüfeinheiten in Form austauschbarer Module bereitzustellen. Die jeweilige Prüfeinheit ist an dem Prüfplatz in die Prüfanlage einfügbar. Auf diese Weise kann eine Prüfeinheit mit einer ersten Funktionalität gegen eine Prüfeinheit mit einer zweiten Funktionalität ausgetauscht werden. Die die gleiche Prüfanlagekann dann für unterschiedliche Prüfaufgaben eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es auch, in eine Prüfanlage eine Mehrzahl von Prüfplätzen an eine Mehrzahl von Prüfpositionen vorzusehen. Durch den Austausch einer oder mehrerer aus der Mehrzahl von Prüfeinheiten bzw. durch Ändern einer Reihenfolge der Mehrzahl von Prüfeinheiten ist es dann möglich frei gestaltbare Prüfabfolgen in ein und derselben Prüfanlage zu implementieren.
Erfindungsgemäß liest eine Prüfeinheit beim Einfügen in einen Prüfplatz der Prüfanlage die Kennung, welche die Prüfposition eineindeutig identifiziert, aus. Vorzugsweise geschieht dies automatisch, wobei der Ausleseprozess nicht gesondert von einem Bediener ausgelöst werden muss. Die Prüfeinheit hat nach dem Auslesen der Kennung Kenntnis darüber in welchem Prüfplatz und damit an welcher Prüfposition der vorhandenen Prüfanlage sie angeordnet ist. Dies ist der Schlüssel für eine Reihe von möglichen Ausgestaltungen einer flexiblen Prüfanlage.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Prüfanlage eine Mehrzahl von Prüfplätzen an einer Mehrzahl von Prüfpositionen an dem Förderweg in der Förderrichtung hinter der Zuführposition. In einer solchen Ausführungsform weist die Prüfanlage eine Mehrzahl von Kennungen auf, welche jeweils genau eine Prüfposition eines Prüfplatzes eineindeutig identifizieren, wobei jede Kennung derart kodiert ist, dass die jeweilige Kennung beim Einfügen einer Prüfeinheit in den jeweiligen Prüfplatz automatisch von der Prüfeinheit auslesbar ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Prüfanlage eine Mehrzahl von Zuführeinrichtungen an einer Mehrzahl von Zuführpositionen. Auf diese Weise ist es möglich der gleichen Prüfstrecke unterschiedliche Typen oder von Prüfobjekten zuzuführen. Insbesondere können neben den eigentlichen Prüfobjekten aus der laufenden Produktion zu definierbaren Zeitpunkten fehler- behaftete Teile zugeführt werden, um die Anlage einer Toleranzmessung oder Testung zu unterziehen. Auch ermöglicht eine Mehrzahl von Zuführeinrichtungen in einer Ausführungsform die Realisierung einer Mehrzahl von Prüfstrecken in der gleichen Prüfanlage mit nur einer Fördereinrichtung.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Prüfanlage eine Mehrzahl von Ausstoßeinrichtungen an einer Mehrzahl von Ausstoßpositionen. Durch eine Mehrzahl von Ausstoßeinrichtungen ist es möglich anhand des Prüfergebnisses eine Sortierung der Prüfobjekte beim Ausstößen aus der Prüfanlage vorzunehmen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kennung in einer an dem Prüfplatz angeordneten und von der Prüfeinheit auslesbaren Kennungseinrichtung kodiert.
Ein mögliches Beispiel für eine solche Kennungseinrichtung ist ein RFID-Chip, welcher mit einem RFID-Leser der Prüfeinheit auslesbar ist, oder ein QR-Code, welcher mit einem QR-Codeleser der Prüfeinheit auslesbar ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kennungseinrichtung von einem Steckverbinder gebildet, der an dem Prüfplatz angeordnet ist. In einer Ausführungsform weist dabei der Steckverbinder vorzugsweise eine Mehrzahl von Kontaktstiften oder Kontaktbuchsen auf, wobei die Anordnung der vorhandenen und/oder mit einer Anschlussleitung verbundenen Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen die Kennung kodiert.
Beispielsweise hat in einer Ausführungsform der Steckverbinder eine Anordnung von n x m Kontaktbuchsen, wobei n und m ganze Zahlen bezeichnen. Dabei ist aber nur ein charakteristisches Muster dieser n x m Buchsen mit einer Anschlussleitung versehen ist. So kann durch Erfassen, welche Kontaktbuchsen kontaktiert sind, die Prüfeinheit identifizieren, welches Belegungsmuster die Kontakte des Steckverbinders zeigen und so eindeutig erkennen an welchem Prüfplatz die Prüfeinheit aufgenommen ist.
Eine Möglichkeit, die Kennung für die Prüfposition zu kodierenden, besteht darin, Elemente der ersten Datenschnittstelle, zur Kodierung der Kennung zu verwenden.
Es versteht sich daher, dass ein solcher an dem Prüfplatz angeordneter Steckverbinder in einer Ausführungsform gleichzeitig auch einen Bestandteil der ersten Datenschnittstelle bildet. Über diesen Steckverbinder der ersten Datenschnittstelle werden dann Daten von der Prüfanlage an die Prüfeinheit und umgekehrt übergeben werden. Daher umfasst in einer Ausführungsform die erste Datenschnittstelle einen an dem Prüfplatz angeordneten Steckverbinder, wobei der Steckverbinder der ersten Datenschnittstelle mit einem dazu komplementären Steckverbinder der Prüfeinheit verbindbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Datenübertragungseinrichtung ein TCP/I P-Datennetz- werk. In einer Ausführungsform umfasst dabei die erste Datenschnittstelle einen Switch mit einer eineindeutigen IP-Adresse oder mit einer Mehrzahl von Ports mit jeweils einer eineindeutigen IP- Adresse. Ein solcher Switch ist in einer Ausführungsform genau einem Prüfplatz zugeordnet, so dass seine IP-Adresse die Kennung der Prüfposition dieses Prüfplatzes bildet. In einer alternativen Ausführungsform ist jeweils ein Port eines Switches mit einer eigenen IP-Adresse genau einem Prüfplatz zugeordnet. Es versteht sich, dass in einer Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Prüfplätzen jedem Prüfplatz genau ein Switch oder genau ein Port eines Switches mit einer eineindeutigen IP-Adresse zugeordnet ist. Verbindet man die Prüfeinheit in einer solchen Ausführungsform mit einem solchen Switch, so liest die Prüfeinheit die IP-Adresse aus und erhält damit Kenntnis über die Prüfposition des Prüfplatzes, in den sie eingefügt wurde.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist somit die Kennung als IP-Adresse der ersten Datenschnittstelle kodiert.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Datenschnittstelle eine drahtlose Schnittstelle, beispielsweise eine WLAN- oder Bluetooth-Schnittstelle. Da in einer solchen Ausführungsform möglicherweise kein Steckverbinder an dem jeweiligen Prüfplatz vorgesehen ist, ist in einer solchen Ausführungsform die Kennung beispielsweise in einem RFID-Chip oder einem QR-Code an dem Prüfplatz kodiert.
Eine Datenübertragungseinrichtung im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfasst jedes zur Datenübertragung zwischen den mit der Datenübertragungseinrichtung verbundenen Elementen der Prüfanlage geeignete System, welches es ermöglicht Daten bzw. Informationen zwischen den an die Datenübertragungseinrichtung angeschlossenen Elementen auszutauschen. Beispiele für eine solche Datenübertragungseinrichtung sind ein BUS und ein IP-basiertes Datennetzwerk.
Die Datenübertragungseinrichtung der erfindungsgemäßen Prüfanlage ist zumindest mit der Ausstoßeinrichtung und der ersten Datenschnittstelle verbunden, sodass es in dieser Minimalkonfiguration möglich ist, einen Ausstoßbefehl von der Prüfeinheit, welche mit der ersten Datenschnittstelle verbindbar ist, an die Ausstoßeinrichtung zu übermitteln.
In einer weiteren Ausführungsform sind nicht nur eine oder mehrere Prüfeinheiten austauschbar und frei konfigurierbar an den Prüfplätzen aufnehmbar, sondern das gleiche modulare Konzept ist auch für die Ausstoßeinrichtung und/oder die Zuführeinrichtung realisiert. Daher weist die Prüfanlage in einer Ausführungsform ferner einen Ausstoßplatz und eine Kennung, die die Ausstoßposition eineindeutig identifiziert, auf. Dabei ist der Ausstoßplatz derart ausgestaltet, dass die Ausstoßeinrichtung austauschbar in den Ausstoßplatz eingefügt ist, wobei an dem Ausstoßplatz eine erste Datenschnittstelle vorgesehen ist, die mit einer zweiten Datenschnittstelle der Ausstoßeinrichtung verbunden ist, wobei die Datenübertragungseinrichtung zur Informationsübertragung wirksam über die erste Datenschnittstelle und die zweite Datenschnittstelle mit der Ausstoßeinrichtung verbunden ist, wobei die Kennung derart kodiert ist, dass die Kennung bei einem Einfügen der Ausstoßeinrichtung in den Ausstoßplatz von der Ausstoßeinrichtung auslesbar ist und wobei die Ausstoßeinrichtung eine Leseeinrichtung zum Auslesen der Kennung aufweist.
Es versteht sich, dass die ersten und zweiten Datenschnittstellen, die Kennung sowie die Ausleserichtung für den Ausstoßplatz bzw. die Ausstoßeinrichtung so ausgestaltet sein können, sowie wie es zuvor für den Prüfplatz und die Prüfeinheit beschrieben wurde.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Prüfanlage eine mit der Datenübertragungseinrichtung verbundenen Anlagensteuerung. In einer Ausführungsform ist die Anlagensteuerung ein Rechner.
Eine solche Anlagensteuerung übernimmt in einer Ausführungsform ausschließlich administrative Aufgaben zum Betrieb der Prüfanlage, nicht aber die Steuerung der Prüfung und der nachfolgenden Sortierung der Prüfobjekte. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Anlagensteuerung derart ausgestaltet, dass sie keine Ausstoßbefehle erzeugt, mit der ein Ausstoß eines Prüfobjekts an der Ausstoßeinrichtung auslösbar wäre.
In einer Ausführungsform der Erfindung übernimmt die Anlagensteuerung die Steuerung der Fördereinrichtung, beispielsweise das Einstellen oder Regeln der Geschwindigkeit, mit welcher die Mehrzahl von Prüfobjekten auf dem Förderweg bewegt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dient die Anlagensteuerung der Erfassung und/oder dem Sammeln von Fehlermeldungen der einzelnen Einrichtungen der Prüfanlage und/oder der Signalisierung solcher Fehler an einen Bediener.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch durch eine in einen Prüfplatz einer Prüfanlage einfügbare Prüfeinheit gelöst, wobei die Prüfeinheit eine Prüfsteuerung und eine mit der Prüfsteuerung verbundene zweite Datenschnittstelle aufweist, wobei die zweite Datenschnittstelle zum Datenaustausch mit einer ersten Datenschnittstelle der Prüfanlage verbindbar ist, wobei die Prüfsteuerung eine Ausleseeinrichtung umfasst, wobei die Ausleseeinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie in dem Betrieb der Prüfanlage eine Kennung, welche eine Prüfposition des Prüfplatzes der Prüfanlage eineindeutig identifiziert, ausliest und wobei die Prüfsteuerung derart eingerichtet ist, dass die Prüfsteuerung bei einem Einfügen der Prüfeinheit in den Prüfplatz die Kennung ausliest.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfsteuerung derart eingerichtet, dass sie die Kennung automatisch, d.h. ohne gesondertes Anstoßen des Ausleseprozesses durch einen Bediener, ausliest. Das Auslesen wird insbesondere automatisiert beim Einfügen der Prüfeinheit in den Prüfplatz angestoßen.
Ferner wird die zuvor genannte Aufgabe auch durch eine Kombination aus einer Prüfanlage, so wie sie in Ausführungsformen davon zuvor beschrieben wurde sowie einer Prüfeinheit, so wie sie in Ausführungsformen davon zuvor beschrieben wurde, gelöst. Dabei kann die Prüfanlage alle hierin optional beschriebenen Merkmale umfassen, auch wenn sie in Kombination nur mit der Prüfeinheit dargestellt werden. Ebenso kann die Prüfeinheit alle hierin optional beschriebenen Merkmale umfassen, auch wenn sie in Kombination nur mit der Prüfanlage dargestellt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Ausleseeinrichtung neben logischen, beispielsweise als Software implementierten Elementen auch Hardwareelemente, wie z.B. einen RFID-Leser oder einem zu dem Steckverbinder der Prüfanlage komplementären Steckverbinder, welcher über Leitungen mit dem Rest der Prüfsteuerung verbunden ist.
In einer Ausführungsform ist die Prüfsteuerung ein Rechner. Entscheidend ist, dass die Prüfsteuerung eine von der Anlagensteuerung separate Einheit ist, welche bei einem Entfernen der Prüfeinheit aus dem Prüfplatz in der Prüfeinheit verbleibt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfsteuerung derart eingerichtet, dass die Prüfsteuerung in dem Betrieb der Prüfanlage unter Verwendung der in der Kennung kodierten Prüfposition eine Dauer berechnet, die ein Prüfobjekt von eine Erfassung durch die Prüfeinheit an der Prüfposition bis zu dem Erreichen der Ausstoßposition benötigt, und die Prüfsteuerung in dem Betrieb der Prüfanlage einen Ausstoßbefehl für die Ausstoßeinrichtung gibt und über die erste und die zweite Datenschnittstelle und über die Datenübertragungseinrichtung an die Ausstoßeinrichtung sendet, sodass ein von der Prüfeinheit erfasstes Prüfobjekt von der Ausstoßeinrichtung ausgestoßen wird, wenn es dieses erreicht.
Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Prüfsteuerung der Prüfeinheit ermöglicht es, die gesamte Prüfaufgabe von der Erfassung des jeweiligen Prüfobjekts bis hin zum Ausstößen des Prüfobjekts an der dazu vorgesehenen Stelle von der Prüfsteuerung, welche in die Prüfeinheit integriert ist, auszuführen. Die Anlagensteuerung selbst, soweit sie überhaupt erforderlich ist, übernimmt dann nur koordinierende und verwaltende Aufgaben.
Dabei ist die Dauer, die ein Prüfobjekt von eine Erfassung durch die Prüfeinheit an der Prüfposition bis zu dem Erreichen der Ausstoßposition benötigt, in einer Ausführungsform beschrieben durch ein ganzzahliges Vielfaches eines Bearbeitungstakts der Prüfanlage. In einer Ausführungsform ist ein solcher Bearbeitungstakt definiert als der Vorschub der Fördereinrichtung um genau ein in der Fördereinrichtung aufgenommenes Prüfobjekt oder um genau eine Aufnahme der Fördereinrichtung für ein Prüfobjekt. Auf diese Weise ist die Dauer, die ein Prüfobjekt von eine Erfassung durch die Prüfeinheit an der Prüfposition bis zu dem Erreichen der Ausstoßposition benötigt, für die Prüfsteuerung berechenbar, selbst wenn es zu Unterbrechungen bei der Förderung der Prüfanlage kommt.
Eine in einen Prüfplatz eingefügte Prüfeinheit hat anhand der eineindeutigen Kennung des Prüfplatzes eine Information darüber, wo sie sich in der jeweiligen Prüfanlage befindet. Sie trifft eine Entscheidung darüber, an welcher Ausstoßposition ein geprüftes Prüfobjekt auszustoßen ist und übermittelt den Ausstoßbefehl unmittelbar an die jeweilige Ausstoßeinrichtung, ohne dass dafür die Anlagensteuerung notwendig wäre.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist folgendes Szenario denkbar. Eine Prüfanlage mit einer vorgegebenen Anzahl von Prüfplätzen, einer Zuführeinrichtung und einer vorgegebenen Anzahl von Ausstoßeinrichtungen wird aufgebaut. Diese Grundkonfiguration wird jeder Prüfeinheit, welche mit dieser Prüfanlage eingesetzt werden soll hinterlegt. Beim Einfügen einer derart vorkonfigurierten Prüfeinheit hat die Prüfeinheit dann aufgrund des Auslesens der Kennung des jeweiligen Prüfplatzes Kenntnis darüber, an welcher Prüfposition der jeweiligen Prüfanlage sie eingefügt ist, und kann sämtliche Prüfaufgaben selbstständig übernehmen.
Beispielsweise ist in der Prüfeinheit vorab hinterlegt, dass es zwei Ausstoßeinrichtungen an zwei verschiedenen Ausstoßpositionen gibt, eine Ausstoßeinrichtung für fehlerhafte Prüfobjekte und eine Ausstoßeinrichtung für Prüfobjekte, welche die Prüfung erfolgreich durchlaufen haben. Nach dem Erfassen eines Prüfobjekts sorgt die Prüfsteuerung der Prüfeinheit ohne Hinzuziehung einer Anlagensteuerung dafür, dass das jeweilige Prüfobjekt an der richtigen Ausstoßposition ausgestoßen wird. ln einer Ausführungsform der Erfindung ist die Anlagensteuerung derart eingerichtet, dass sie in dem Betrieb der Einrichtung mindestens einen Betriebsparameter der Prüfanlage an die Prüfsteuerung der Prüfeinheit übermittelt. Auf diese Weise kann in einer Ausführungsform eine Vorkonfiguration der Prüfeinheiten entfallen.
In einer Ausführungsform umfasst der übermittelte Betriebsparameter eine Beschreibung der Konfiguration der Prüfanlage. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Betriebsparameter eine oder mehrere Ausstoßpositionen.
In einer Ausführungsform kann die Prüfeinheit dann nach dem Auslesen der Kennung der Prüfposition des Prüfplatzes, in den sie eingefügt wurde selbstständig alle Informationen ableiten, die sie für die Steuerung des Ausstoßens der jeweiligen Prüfobjekte benötigt.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein von der Prüfanlage an die Prüfsteuerung übermittelter Betriebsparameter für die Berechnung der Dauer verwendet, die ein Prüfobjekt von einer Erfassung durch die Prüfeinheit an der Prüfposition bis zu dem Erreichen der Ausstoßposition benötigt.
Ein weiteres Beispiel für einen Betriebsparameter im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfsteuerung derart ausgestaltet, dass sie eine Mehrzahl von Vorkonfigurationen abspeichert, sodass eine einzige Prüfeinheit in einer Mehrzahl von Prüfanlagen flexibel verwendet werden kann. Ein Bediener kann dann beim Einfügen der Prüfeinheit in die Prüfanlage eine Vorkonfiguration auswählen oder die Vorkonfiguration wird automatisiert ausgewählt.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kennung zusätzlich eine eineindeutige Information über die jeweilige Prüfanlage und/oder über die Konfiguration der Prüfanlage und/oder über die Ausstoßpositionen der Prüfanlage.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kombination aus einer Prüfanlage mehrere Prüfplätze an der eine Mehrzahl von Prüfeinheiten aufgenommen ist.
Dabei sind in einer Ausführungsform die Prüfsteuerungen der Mehrzahl von Prüfeinheiten derart ausgestaltet, dass die Prüfeinheiten auch untereinander Daten austauschen können. Auf diese Weise ist es möglich, die Effizienz und die Sicherheit der Prüfanlage mit einer Mehrzahl von Prüfeinheiten zu erhöhen. In einer Ausführungsform der Erfindung signalisiert eine in der Förderrichtung der Fördereinrichtung erste Prüfeinheit an eine in der Förderrichtung zweite Prüfeinheit, wenn die erste Prüfeinheit ein fehlerhaftes Prüfobjekt erfasst hat, so dass die zweite Prüfeinheit dieses Teil gar nicht mehr prüft. In einerweiteren Ausführungsform signalisiert die erste Prüfeinheit an die zweite Prüfeinheit, wenn sie ein Prüfobjekt mit einem Übermaß erfasst hat. Die zweite Prüfeinheit zieht dann beispielsweise einen Tastkopf zurück oder trifft eine sonstige Maßnahme, um eine Beschädigung der zweiten Prüfeinheit zu vermeiden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfsteuerung der Prüfeinheit derart ausgestaltet, dass sie eine vorausgewählte Anzahl von Prüfobjekten an einer vordefinierten Ausstoßposition ausstößt, sodass diese einer gesonderten Toleranzmessung unterzogen werden.
In einer Ausführungsform ist die Prüfsteuerung derart ausgestaltet, dass sie auch die Zuführeinrichtung steuert. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Prüfanlage zwei Zuführeinrichtungen an zwei Zuführpositionen. Dabei ist die Prüfsteuerung derart ausgestaltet, dass die Zuführpositionen in regelmäßigen oder zufälligen Zeitintervallen Referenzteile in die Prüfanlage einschleust. Diese Referenzteile werden nach der Erfassung durch die Prüfeinheit immer an der gleichen Ausstoßposition aus der Prüfanlage ausgestoßen, um sie zu einem späteren Zeitpunkt erneut der Anlage zuführen zu können.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfsteuerung der Prüfeinheit derart ausgestaltet, dass sie eine vorausgewählte Anzahl von Prüfobjekten an einer vordefinierten Ausstoßposition ausstößt, um diese dort ausgestoßenen Prüfobjekte einer Stich proben messung zu unterziehen.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Prüfanlage eine Verarbeitungseinrichtung an einer Verarbeitungsposition, wobei vorzugsweise die Verarbeitungsposition in der Förderrichtung vor der Prüfposition angeordnet ist, wobei die Verarbeitungseinrichtung einer Be- oder Verarbeitung des zu prüfenden Objekts dient. Eine solche Ver- oder Bearbeitung kann beispielsweise ein Zusammenfügen zweier Teile zu dem eigentlichen Prüfobjekt, beispielsweise das Aufdrehen einer Mutter auf eine Schraube, umfassen. Weitere Beispiele für eine derartige Verarbeitungseinrichtung sind
■ eine Montageeinrichtung, beispielsweise zum Ein- oder Aufpressen oder Ein- oder Aufdrehen von zusätzlichen Bauteilen auf das Prüfobjekt, insbesondere mit einer gleichzeitigen Drehmoment-und Positionskontrolle und
■ eine Beschichtungseinrichtung, beispielsweise zum Aufbringen einer Beschichtung, insbesondere eines Gleitmittels oder einer Schutzbeschichtung auf ein zylindrisches Sicherheitsbauteil. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfanlage derart ausgestaltet, dass sie einen getakteten Vorschub der Fördereinrichtung bereitstellt. Der Vorschub der Fördereinrichtung erfolgt in einer solchen Ausführungsform intermittierend, wobei die Dauer der Unterbrechungen bei dem Vorschub beispielswiese davon abhängt, wie lange ein Verarbeitungsschritt in einer Verarbeitungseinrichtung dauert oder auch wieviel Zeit benötigt wird, um eine Prüfung in einer Prüfeinheit abzuschließen. Insbesondere ist es möglich die Prüfanlage so auszugestalten, dass sie Arbeitstakte variabler Länge ermöglicht.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Fördereinrichtung eine Mehrzahl von Aufnahmen, wobei jede der Aufnahmen aus der Mehrzahl von Aufnahmen derart ausgestaltetet und angeordnet ist, dass in der Aufnahme jeweils genau ein Prüfobjekt aus der Mehrzahl von Prüfobjekten entlang des Förderweges förderbar ist und dass jeweils zwei Prüfobjekte aus der Mehrzahl von Prüfobjekten entlang des Förderweges einen von der Mehrzahl von Aufnahmen vorgegebenen Abstand aufweisen. In einer Ausführungsform der Erfindung sind alle Abstände zwischen jeweils zwei Prüfobjekten gleich.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Fördereinrichtung derart ausgestaltet, dass die Mehrzahl von Aufnahmen auf einem geschlossenen Bewegungspfad geführt ist, wobei der Förderweg einen Teil des Bewegungspfades einnimmt. Auf diese Weise kann die Fördereinrichtung kontinuierlich arbeiten, da die Aufnahmen nach einem Umlauf immer wieder an ihren Ursprungsort zurückkehren.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Bewegungspfad der Mehrzahl von Aufnahmen zwei gerade Abschnitte auf, wobei zumindest einer der geraden Abschnitte Teil des Förderweges ist. In einer Ausführungsform der Erfindung sind beide geraden Abschnitte Teil des Förderweges. In einer Ausführungsform sind die beiden geraden Abschnitte des Bewegungspfades einander gegenüberliegend angeordnet.
Es versteht sich, dass in einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Fördereinrichtung einem geschlossenen Bewegungspfad mit zwei geraden Abschnitten aufweist, der Bewegungspfad symmetrisch ausgestaltet ist, vorzugsweise spiegelsymmetrisch gegenüber einer Ebene senkrechtzu den geraden Abschnitten des Bewegungspfades und vorzugsweise rotationssymmetrisch mit einer zweizähligen Rotationssymmetrie.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Fördereinrichtung von einem im Wesentlichen kreisförmigen Drehteller gebildet wird, wobei die Aufnahmen für die einzelnen Prüfobjekte durch Bohrungen oder Ausnehmungen in dem Teller realisiert sind. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Mehrzahl von Aufnahmen für die einzelnen Prüfobjekte derart ausgestaltet, dass darin jeweils ein zylindrisches Sicherheitsbauteil aufnehmbar ist. Beispiele für ein solches zylindrisches Sicherheitsbauteil ist eine Schraube, ein Stift oder ein Bolzen.
Für die Ausgestaltung der einzelnen Aufnahmen sind verschiedene Realisierung möglich. In einer Ausführungsform der Erfindung ist jede Aufnahme in Form eines Magnetnestes ausgestaltet. Dabei dient vorzugsweise ein Permanentmagnet dazu, das jeweilige Prüfobjekt in der Aufnahmen zu halten.
In einer Ausführungsform dient die Aufnahme zum Halten oder Aufnehmen eines zylindrischen Sicherheitsbauteils mit einem Kopf.
In einer Ausführungsform weist die Aufnahme eine in einer Ebene liegende Trägerfläche und eine Durchbrechung in der Trägerfläche auf, wobei die Durchbrechung zu einer Seite der Trägerfläche eine Öffnung aufweist, sodass ein einzelnes Prüfobjekt durch die Öffnung in die Durchbrechung einführbar ist. In einer Ausführungsform ist eine solche Aufnahme schlitzartig oder langlochförmig ausgestaltet, wobei der Schlitz an einer Seite der Trägerfläche offen ist, um von dort das Prüfobjekt in die Durchbrechung der Aufnahme einführen zu können.
Insbesondere ist eine solche Ausführungsform eine Aufnahme zum Aufnehmen eines zylindrischen Sicherheitsbauteils mit Kopf geeignet. Der zylindrische Abschnitt des Sicherheitsbauteils wird durch die Öffnung in die Durchbrechung in der Trägerfläche eingeführt. Eine Unterseite des Kopfes des Sicherheitsbauteils liegt auf der Trägerfläche der Aufnahme auf.
Es versteht sich, dass in einer einzigen Trägerfläche eine Mehrzahl von Aufnahmen vorgesehen sein kann.
Während in einer Ausführungsform der Erfindung der Abstand zwischen den einzelnen Aufnahmen fest vorgegeben ist, kann die Belegung der Aufnahmen variiert werden. Insbesondere kann die Zuführeinrichtung derart gesteuert werden, dass nur jede x-te Aufnahme mit einem Prüfobjekt belegt wird. Auf diese Weise kann die Prüfanlage an verschiedene Dimensionen von Prüfobjekten durch ihre Steuerung angepasst werden.
In einer Ausführungsform wird die Belegung der Aufnahmen als Grundkonfiguration der Prüfanlage in der Prüfsteuerung hinterlegt. In einer weiteren Ausführungsform wird die Belegung der Aufnahmen als Betriebsparameter von der Analgensteuerung an die jeweilige Prüfsteuerung übergeben. In einer Ausführungsform der Erfindung weist jeder aus der Mehrzahl von Aufnahmen eine in einer Ebene liegende Trägerfläche und eine Durchbrechung in der Trägerfläche auf, wobei die vorzugsweise Durchbrechung an einer Seite der Trägerfläche eine Öffnung aufweist, sodass ein Prüfobjekt aus der Mehrzahl von Prüfobjekten durch eine Öffnung in die Durchbrechung einführbar ist. In einer
Ausführungsform ist die Trägerfläche aus einer ersten Lage in eine zweite Lage bewegbar ist. Die Möglichkeit die Trägerfläche aus einer ersten Lage eine zweite Lage zu bewegen, ermöglicht es, je nach Anordnung das Prüfobjekt auf einfache Weise aus der Aufnahme auszustoßen oder eine weniger Fehler anfällige Zuführung des jeweiligen Prüfobjektes in die Aufnahme zu ermöglichen. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Lage der Trägerfläche dadurch bestimmt, dass sich die Trägerfläche im Wesentlichen horizontal erstreckt. In dieser ersten Lage der Trägerfläche ist dann das Prüfobjekt stabil in der Aufnahme aufgenommen. Bewegt man nur die Trägerfläche aus der ersten Lage in eine zweite, nicht horizontale Lage, sodass sich das Prüfobjekt in Richtung der Öffnung bewegt, so wird das Prüfobjekt von der Schwerkraft angetrieben durch die Öffnung hindurchtreten und aus der Aufnahme herausfallen. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Trägerachse um eine Schwenkachse aus der ersten Lage in die zweite Lage schwenkbar, wobei die Schwenkachse parallel zu einer Bewegungsrichtung der Aufnahme entlang des Förderweges ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Trägerfläche transparent, sodass eine Prüfeinheit das jeweilige Prüfobjekt vollständig von nur einer Seite der Trägerfläche aus erfassen kann.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Fördereinrichtung mindestens eine Führungsschiene und eine Mehrzahl von an der mindestens einen Führungsschiene geführten Laufwagen, wobei jeder aus der Mehrzahl von Laufwagen mindestens eine aus der Mehrzahl von Aufnahmen trägt.
Während in einer Ausführungsform ein einziger Laufwagen genau eine Aufnahme für genau ein Prüfobjekt aufweist, hat in einer anderen Ausführungsform ein Laufwagen eine Mehrzahl von Aufnahmen, die jeweils genau ein Prüfobjekt aufnehmen.
Die Ausführung der Fördereinrichtung mit einem System aus Führungsschiene und eine Mehrzahl von an der Führungsschiene geführten Laufwagen ermöglicht es, die Länge des Förderweges auf einfache Weise zu variieren. So kann die Führungsschiene durch Hinzufügen von weiteren Segmenten verlängert oder durch Herausnehmen von Segmenten verkürzt werden, wobei dann die Anzahl der Laufwagen, die an der Führungsschiene aufgenommen sind, ebenfalls variiert wird. ln einerweiteren Ausführungsform weist die Fördereinrichtung eine Mehrzahl von Segmenten auf, wobei der gerade Abschnitt des Förderweges ein ganzteiliges vielfaches von Segmenten aufweist. Bei einer derartigen Ausgestaltung lässt sich der gerade Abschnitt in seiner Länge flexibel an die Prüfaufgabe anpassen, insbesondere lassen sich verschiedene Anzahlen von Prüfeinheiten an dem geraden Abschnitt unterbringen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Mehrzahl von Aufnahmen auf einem geschlossenen Bewegungspfad geführt, wobei der Bewegungspfad zwei gerade Abschnitte und zwei gekrümmte Abschnitte, welche jeweils eine Umlenkung um 180° bereitstellen, aufweist. Eine solche Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass für jede Anlage zwei Segmente mit gekrümmten Abschnitten des Bewegungspfades bereitgestellt werden müssen und eine flexible Anzahl von Segmenten mit jeweils zwei geraden Abschnitten des Bewegungspfades je nachdem, für welche Prüfaufgabe die Prüfanlage gedacht ist.
In einer Ausführungsform der zuvor beschriebenen Erfindung weist die Prüfeinheit ein Gehäuse mit einem vorgegebenen Bauraum auf, wobei das Gehäuse lösbar mit der Fördereinrichtung verbindbar ist, sodass die Prüfeinheit durch eine andere Prüfeinheit austauschbar ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse der Prüfeinheit eine vorgegebene Breite auf, wobei der gerade Abschnitt des Förderweges ein ganzteiliges vielfaches der Breite ist, sodass eine Mehrzahl von Prüfeinheiten mit der gleichen Breite mit der Fördereinrichtung verbindbar ist.
Auf diese Weise kann die Prüfanlage modular aufgebaut werden, wobei je nach Anwendung eine oder mehrere Prüfeinheiten mit ihren Gehäusen mit der Fördereinrichtung verbunden werden können und wobei ein Austausch der einzelnen Prüfeinheiten möglich ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Prüfeinheit mindestens einen Sensor, wobei der Sensor derart angeordnet ist, dass er an der Prüfposition eine Eigenschaft der Mehrzahl von Prüfobjekten erfasst. In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem Wirbelstromsensor, einem Tastkopf, einem Leitfähigkeitssensor und einer Kamera oder eine Kombination davon.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prüfeinheit derart ausgestaltet, dass sie eine Prüfung des Prüfobjekts ausführt, die ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus
■ einer Rissprüfung, beispielsweise einer Prüfung auf Risse, die durch einen Pressprozess über die gesamte Kontur einer Schraube die an Rotationsebenen entstehen, einer Gefügeprüfung, beispielsweise einer Prüfung auf Fehler in der Materialzusammen- setzung, auf den Einschluss von Fremdmaterial oder auf Lufteinschlüsse oder eine Unterscheidung von gehärteten und ungehärteten Teilen,
■ einer Innen-und Außenkonturprüfung, insbesondere des Kopfes eines zylindrischen Sicherheitsbauteils, beispielsweise durch mechanische Prüfung auf Verschraubbarkeit und Eindringtiefe oder durch Auswertung über ein Kamerasysteme,
■ einer mechanischen Prüfung auf Rundheit, insbesondere eines Kopfes eines zylindrischen Sicherheitsbauteils,
■ einer Prüfung auf Pressfehler mittels eines Konturtasters,
■ einer Geradheitsprüfung, beispielsweise der Prüfung der Geradheit des Schafts eines zylindrischen Sicherheitsbauteils anhand einer Messung in drei Ebenen,
■ einer automatisierten Sichtprüfung mit einer Kamera, beispielsweise auf den Kopf eines zylindrischen Sicherheitsbauteils von oben, auf den Kopf eines zylindrischen Sicherheitsbauteils von unten, insbesondere zur Kontrolle eine Dichtfläche auf Verunreinigungen und Schlagstellen, auf den Kopf eines zylindrischen Sicherheitsbauteils von der Seite, insbesondere zur Kontrolle der Maße des Kopfes, oder seitlich auf den Schaft, insbesondere zur Kontrolle der Maße des Schafts,
■ einer optischen Prüfung auf das Vorhandensein/Fehlen von Konturen, Beschriftungen, Beschichtungen, Verunreinigungen und Schlagstellen,
■ einer optischen Prüfung der Maße verschiedener Konturen des Prüfobjekts, einer automatisierten Rund-um-Sichtprüfung mit einer Kamera (360° Kameraprüfung) und
■ einer Beschichtungsprüfung, beispielsweise der Prüfung eine Klebebeschichtung oder einer Kombination davon.
Derartige Messverfahren sind geeignet, die Qualität der Eigenschaften eines Prüfobjekts, insbesondere eines Prüfobjekts aus Metall, quantitativ zu erfassen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Prüfeinheit eine mit der Prüfsteuerung verbundene Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer ausgezeichneten Position an einem jeden Laufwagen der Fördereinrichtung auf. Dabei ist die ausgezeichnete Position an dem jeweiligen Laufwagen beispielweise dessen Beginn. Die Erfassungseinrichtung ist in einer Ausführungsform eine Lichtschranke. Eine solche Ausführungsform ermöglicht es, den Arbeitstakt der Prüfanlage mittels der Prüfsteuerung zu bestimmen oder zu Kalibrieren. Der Arbeitstakt, der der weiteren Steuerung der Prüfanlage, insbesondere den Ausstoßbefehlen, dann zugrunde liegt, ist unabhängig von einem etwaigen mechanischen Spiel der Fördereinrichtung. Erfasst die Erfassungseinrichtung beispielsweise den Beginn eines Laufwagens, so hat sie Kenntnis darüber, dass die Fördereinrichtung seit dem zuvor erfassten Laufwagen einen Vorschub um eine Anzahl von Arbeitstakten erfahren hat, die gleich der Anzahl von Aufnahmen für die Prüfobjekte auf den Laufwagen ist. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen davon sowie der dazugehörigen Figuren deutlich. In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 ist eine teilweise weggebrochene isometrischen Ansicht einer Prüfanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist eine isometrischen Ansicht der Fördereinrichtung aus der Prüfanlage aus Figur
1.
Figur 3 ist eine vergrößerte, weggebrochene Ansicht der Förderereinrichtung aus Figur 2.
Figur 4 ist eine isometrischen Ansicht einer Prüfanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 5 ist eine isometrischen Ansicht einer Prüfanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 6 ist eine schematische Draufsicht auf ein die Prüfanlage aus Figur 1 beschreibendes
Blockschaltbild.
Anhand eines Beispiels wird nun eine Realisierung der erfindungsgemäßen Prüfanlage beschrieben. Figur 1 zeigt eine isometrische Ansicht der gesamten Prüfanlage. Für die Beschreibung des Betriebs der Anlage wird immer wieder auf diese Figur zurückgegriffen.
Die Prüfanlage 1 dient der Prüfung einer Mehrzahl von Schrauben als Prüfobjekten im Sinne der vorliegenden Anmeldung. Schrauben werden als Schüttgut angeliefert und über eine Zuführeinrichtung der Prüfung zugeführt. Neben der Zuführeinrichtung (in der Figur nicht dargestellt) verfügt die Prüfanlage 1 über eine Fördereinrichtung 3, zwei Ausstoßeinrichtungen und zwei Prüfeinheiten 4, 5.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Zuführeinrichtung 2 von der Schwerkraft angetrieben, d.h. die einzelnen Schrauben rutschen aufgrund ihrer Masse übereine Zuführschräge in Richtung der Fördereinrichtung 3. In der Zuführeinrichtung sind die Schrauben bereits aufgereiht, jedoch immer noch in unmittelbarem Kontakt miteinander, sodass sie noch nicht vereinzelt sind. Die Schrauben hängen mit ihrem Kopf bzw. der Fläche auf der Unterseite des Schraubenkopfes auf der Zuführschräge. Die Fördereinrichtung 3 greift immer genau eine Schraube aus der Zuführeinrichtung und fördert sie mit einem Abstand zu der vorhergehenden Schraube und zu der nachlaufenden Schraube entlang eines Förderweges. Der Förderweg wird nachstehend im Detail beschrieben.
Dabei wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung der Weg, welchen die Schrauben zwischen der Zuführposition 7, an welcher die Zuführeinrichtung angeordnet ist, und der Ausstoßeinrichtung als Förderweg bezeichnet. Der Weg, auf dem sich die Aufnahmen für die einzelnen Schrauben in der Fördereinrichtung 3 insgesamt bewegen, wird als Bewegungspfad bezeichnet.
Die Fördereinrichtung 3 umfasst ein Schienenelement 8 und eine Mehrzahl von an diesem Schienenelement 8 geführten Laufwagen 9. Der Bewegungspfad der Aufnahmen für die Schrauben ist im Wesentlichen O-förmig mit zwei geraden, einander gegenüberliegenden Abschnitten 10, 11 und zwei gekrümmten Abschnitten 12, 13, welche den Bewegungspfad der Laufwagen jeweils um 180° umlenken. Die beiden Prüfeinheiten 4, 5 sind an dem geraden Abschnitt 10 des Bewegungspfades und damit des Förderweges der Schrauben angeordnet. Die Anordnung der Prüfeinheiten 4, 5 entlang des geraden Abschnitts des Förderwegs weist zwei Vorteile auf, die nachfolgend genauer erläutert werden.
Jede der beiden Prüfeinheiten 4, 5 verfügt über einen Sensor 14, 15. Bei dem Sensor 14 der ersten Prüfeinheit 4 handelt es sich um eine CCD-Kamera zur visuellen Prüfung der einzelnen Schrauben. Demgegenüber ist der Sensor 15 der zweiten Prüfeinheit 5 ein Wirbelstrommesskopf zum Erfassen von Rissen in den einzelnen Schrauben. Da die beiden Prüfeinheiten 4, 5 entlang des geraden Abschnitts 10 des Förderweges angeordnet sind, ändert sich der Abstand der einzelnen Prüflinge von dem jeweiligen Sensor 14, 15 entlang der Messstrecke, die auf dem geraden Abschnitt des Förderweges liegt, nicht. Daher müssen Artefakte, welche aufgrund einer gekrümmten Messstrecke durch einen sich ändernden Abstand zwischen Prüfobjekt und Sensor auftreten, nicht herausgerechnet werden.
Die Fördereinrichtung 3 ist modular aus einer Mehrzahl von lösbar und austauschbar miteinander verbundenen Segmenten aufgebaut. Die gezeigte Fördereinrichtung 3 besteht aus zwei kopfseitigen Segmenten 16, welche die gekrümmten Abschnitte des Schienenelements 8 tragen. Die gekrümmten Abschnitte des Schienenelements 8 bewirken eine Umlenkung um jeweils 180°. Zwischen diesen beiden kopfseitigen Segmenten 16 sind zwei gerade Segmente 17 vorgesehen, welche jeweils zwei einander gegenüberliegende, gerade Schienenabschnitte tragen. Die geraden Segmente 17 der Fördereinrichtung lassen sich mit wenigen Handgriffen aus der Prüfanlage 1 entfernen bzw. in diese einsetzen. Auf diese Weise kann die Gesamtlänge der Prüfanlage, hier insbesondere die Länge der geraden Abschnitte des Förderweges vor Ort an die jeweilige Prüfaufgabe angepasst werden. In Abhängigkeit davon, wie lange der gerade Abschnitt des Förderweges ist, können mehr oder weniger Prüfeinheiten 4, 5 an dem geraden Förderweg aufgenommen werden und ganz unterschiedliche Prüfaufgaben erledigt werden.
Da die beiden Segmente 17 jeweils zwei gegenüberliegend angeordnete gerade Schienenabschnitte aufweisen, können beim Hinzufügen eines geraden Segmentes 17 jeweils an den gegenüberliegenden Seiten Prüfeinheiten aufgenommen werden.
Eines der gekrümmten Segmente 16 trägt zudem einen Antriebsmotor 18 für die Laufwagen 9 der Fördereinrichtung 1. Der Antrieb der einzelnen Laufwagen 9 erfolgt über einen über zwei Zahnriemenscheiben 19, 20 geführten Zahnriemen. Dabei ist jeder der Laufwagen 9 in den Zahnriemen eingehängt.
Jeder der Laufwagen 9 ist mit Hilfe einer Laufrollen an dem Schienenelement 8 geführt. Dabei erstreckt sich das Schienenelement 8 zwischen jeweils zwei der vier Laufrollen hindurch.
In der dargestellten Ausführungsform trägt jeder der Laufwagen 9 vier Aufnahmen 21 für jeweils genau eine Schraube. Jede der Aufnahmen 21 umfasst ein Langloch als Durchbrechung im Sinne der vorliegenden Anmeldung in einer T rägerfläche 22. Dabei sind in der dargestellten Ausführungsform alle Langlöcher in der gleichen T rägerfläche 22 vorgesehen. Jedes der Langlöcher weist zum Rand der Trägerfläche 22 hin eine Öffnung auf, sodass die Schrauben mit ihren zylindrischen Abschnitten durch diese Öffnung in das Langloch eingeführt werden können. Die Unterseiten der Schraubenköpfe liegen dann auf der Trägerfläche 22 auf.
Die Figuren 4 und 5 verdeutlichen die Modularität der erfindungsgemäßen Prüfanlage 1 . Bei der in den beiden Figuren 4 und 5 gezeigten Prüfanlage 1 handelt es sich um ein und dieselbe Anlage in zwei Konfigurationen. Dabei wurde die Anlage in der Konfiguration aus Figur 7 um eine zusätzliche Prüfeinheit 28 gegenüber der in Figur 6 dargestellten Konfiguration erweitert. In der Konfiguration aus Figur 6 umfasst die Prüfanlage die beiden kopfseitigen Segmente 16 der Fördereinrichtung sowie genau zwei gerade Segmente 17. An den beiden geraden Segmenten 17 sind die beiden auch schon in Figur 1 dargestellten Prüfeinheiten 4, 5 aufgenommen. Demgegenüber verfügt die umkonfigurierte Anlage aus Figur 7 über drei gerade Segmente 17 der Fördereinrichtung, sodass an dem dritten Segment die weitere Prüfeinheit 28 aufgenommen ist. Aufgrund Ihrer Modularität der Fördereinrichtung 3 lässt sich die Prüfanlage an ganz unterschiedliche Prüfanforderungen anpassen. Figur 6 zeigt in einem Blockdiagramm eine Draufsicht auf die Prüfanlage als Figuren 1-3. Neben den mechanischen Komponenten sind in dem Blockschaltbild schematisch die Elemente zur Steuerung der Prüfanlage 1 gezeigt.
An einer Zuführposition 7 erfolgt wie zuvor beschrieben die Zuführung der vereinzelten Prüfobjekte, hier Schrauben. Die Prüfanlage 1 umfasst zwei Prüfeinheiten 4, 5, welche an einem ersten Prüfplatz 50 und einem zweiten Prüfplatz 51 an dem Förderweg der Fördereinrichtung 3 angeordnet sind. Durch die Plätze 50, 51 sowie die Ausgestaltung der Prüfeinheiten 4, 5 sind die jeweiligen Prüfpositionen 52, 53 festgelegt. An diesen Prüfpositionen erfolgt die eigentliche Prüfung, d. h. die Erfassung der Prüfobjekte. Die Prüfpositionen liegen in der Förderrichtung 54 betrachtet hinter der Zuführposition 7.
Wie oben ausgeführt weist die Prüfanlage 1 zwei Ausstoßeinrichtungen 55, 56 auf, die jeweils an einer Ausstoßposition 57, 58 angeordnet sind.
Die beiden Prüfeinheiten 4, 5 verfügen jeweils über eine Prüfsteuerung 59 und eine Datenschnittstelle 60 in Form eines Steckverbinders. Diese Datenschnittstelle 60 wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung als zweite Datenschnittstelle bezeichnet. Die Steckverbinder sind, wenn die Prüfeinheiten 4, 5 an dem jeweiligen Prüfplatz 50, 51 aufgenommen sind, in dazu komplementäre Steckverbinder 61 an dem verbleibenden Teil der Prüfanlage eingesteckt. Diese komplementären Steckverbinder 61 bilden im Sinne der vorliegenden Anmeldung die ersten Datenschnittstellen.
Die ersten Datenschnittstellen 61 sind über eine Busleitung 62 mit anderen Elementen der Prüfanlage verbunden. An den Bus 62 sind weiterhin eine Anlagensteuerung 63, die Ausstoßeinrichtungen 55, 56 sowie der Antrieb 18 der Fördereinrichtung 3 angebunden.
Die Anlagensteuerung 61 übernimmt in der dargestellten Ausführungsform lediglich das Fehlermanagement und die Verwaltung der Anlage 1. Insbesondere übernimmt die Anlagensteuerung 61 die Ansteuerung des Antriebsmotors 18, d.h. die Vorgabe der Fördergeschwindigkeit.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Anlagenparameter wie die Geschwindigkeit der Prüfobjekte entlang des Prüfweges und die Belegung der Aufnahmen der Fördereinrichtung 3 vorab in der Prüfsteuerung 59 jeder Prüfeinheit 4, 5 abgespeichert. Beim erstmaligen Einfügen einer Prüfeinheit 4, 5 an dem jeweiligen Prüfplatz 50, 51 erfasst die Prüfsteuerung 59 an welchem Prüfplatz 50, 51 und damit an welcher Prüfposition 52, 53 sie angeordnet ist. Zu diesem Zweck nutzt die dargestellte Ausführungsform eine Kennung des jeweiligen Prüfplatzes 50, 51 , der in Form der Anschlussbelegung der Buchsen der Steckverbinder 61 der ersten Datenschnittstellen codiert sind.
Aus der Prüfposition 52, 53 berechnet die jeweilige Prüfsteuerung 59, wie lange es dauert, bis ein von ihr geprüftes Prüfobjekt von der Prüfposition 52, 53 bis zu der Ausstoßposition 57 bzw. 58 gefördert wurde. Auf diese Weise verfügt die jeweilige Prüfsteuerung 59 über alle Informationen, die es ihr ermöglichen, nicht nur die eigentliche Prüfung durchzuführen, sondern auch das Ergebnis der Prüfung umzusetzen, indem sie das jeweilige Prüfobjekt an der richtigen Ausstoßposition 57, 58 ausstößt.
In der dargestellten Ausführungsform laufen Teile, die die Prüfung mit den beiden Prüfeinheiten 4, 5 erfolgreich durchlaufen haben, von der in der Förderrichtung 54 zweiten Ausstoßeinrichtung 56 ausgestoßen. Hingegen werden Teile, welche die Qualitätsprüfung nicht bestanden haben, von der ersten Ausstoßeinrichtung 55 ausgestoßen.
Angenommen die erste Prüfeinheit 5 erfasst ein Teil, welches die Prüfung nicht bestanden hat, so gibt die Prüfsteuerung 59 einen Ausstoßbefehl über die Steckverbinder 60, 61 der ersten und zweiten Datenschnittstellen und den Bus 60 direkt an die erste Ausstoßeinrichtung 55. Die Ausstoßbefehl wird zu einem Zeitpunkt erzeugt, zu dem das Prüfobjekt diese erste Ausstoßeinrichtung 55 erreicht hat.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit es nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombination unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombination wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisen" nicht andere Elemente oder Schritte aus, und der unbestimmte Artikel „eine“ oder „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unter- schiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht.
B e z u g s z e i c h e n
1 Prüfanlage
2 Zuführeinrichtung
3 Fördereinrichtung
4, 5, 28 Prüfeinheit
7 Zuführposition
8 Schienenelement 9 Laufwagen
10, 11 gerade Abschnitt 12, 13 gekrümmter Abschnitt 14, 15 Sensor 16 kopfseitige Segmente der Fördereinrichtung
17 gerade Segmente der Fördereinrichtung
18 Antrieb, Antriebsmotor
19, 20 Zahnriemenscheibe 21 Aufnahme 22 Trägerfläche
50, 51 Prüfplatz 52, 53 Prüfposition 54 Förderrichtung
55, 56 Ausstoßeinrichtung 57, 58 Ausstoßposition
59 Prüfsteuerung
60 Steckverbinder der zweiten Datenschnittstelle 61 Steckverbinder der ersten Datenschnittstelle 62 Bus 63 Anlagensteuerung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Prüfanlage (1 ) für eine Mehrzahl von vereinzelbaren Prüfobjekten mit einer Zuführeinrichtung (2) für die Mehrzahl von Prüfobjekten, einer Fördereinrichtung (3) mit einem Förderweg für die Mehrzahl von Prüfobjekten, einem Prüfplatz (50, 51) zum Einfügen einer Prüfeinheit (4, 5, 28), einer Ausstoßeinrichtung (55, 56), einer Datenübertragungseinrichtung (62) und einer ersten Datenschnittstelle (61), die mit der Prüfeinheit (2, 5, 28) verbindbar ist, wobei die Zuführeinrichtung (2) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass mit der Zuführeinrichtung (2) in einem Betrieb der Prüfanlage (1) die Mehrzahl von Prüfobjekten mittels der Zuführeinrichtung (2) an einer Zuführposition (7) der Fördereinrichtung (3) zuführbar ist, wobei der Prüfplatz (50, 51 ) an einer Prüfposition (52, 53) an dem Förderweg in einer Förderrichtung (54) hinter der Zuführposition (7) angeordnet ist, wobei der Prüfplatz (50, 51) derart ausgestaltet ist, dass die Prüfeinheit (4, 5, 28) austauschbar mit dem Prüfplatz (50, 51) verbindbar ist, wobei die Ausstoßeinrichtung (55, 56) an dem Förderweg in der Förderrichtung (54) hinter der Prüfposition (52, 53) an einer Ausstoßposition (57, 58) angeordnet und derart ausgestaltet ist, dass in dem Betrieb der Prüfanlage (1 ) zumindest eines aus der Mehrzahl von Prüfobjekten mittels der Ausstoßeinrichtung (55, 56) aus der Fördereinrichtung (3) ausstoßbar ist, und wobei die Datenübertragungseinrichtung (62) zur Informationsübertragung wirksam zumindest mit der Ausstoßeinrichtung (55, 56) und der ersten Datenschnittstelle (61) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfanlage (1 ) weiterhin eine Kennung aufweist, die die Prüfposition (52, 53) eineindeutig identifiziert, wobei die Kennung derart kodiert ist, dass die Kennung bei einem Einfügen der Prüfeinheit (4, 5, 28) in den Prüfplatz (50, 51) von der Prüfeinheit (4, 5, 28) auslesbar ist.
2. Prüfanlage (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kennung in einer an dem Prüfplatz (50, 51) angeordneten und von der Prüfeinheit (4, 5, 28) auslesbaren Kennungseinrichtung kodiert ist.
3. Prüfanlage (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kennungseinrichtung von einem Steckverbinder (61) gebildet ist, der an dem Prüfplatz (50, 51) angeordnet ist, wobei der Steckverbinder (61 ) vorzugsweise eine Mehrzahl von Kontaktstiften oder Kontaktbuchsen aufweist und wobei die Anordnung der vorhandenen und/oder mit einer Anschlussleitung verbundenen Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen die Kennung kodiert.
4. Prüfanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Datenschnittstelle einen an dem Prüfplatz (50, 51) angeordneten Steckverbinder (61) umfasst, wobei der Steckverbinder (61) der ersten Datenschnittstelle mit einem dazu komplementären Steckverbinder (60) der Prüfeinheit (4, 5, 28) verbindbar ist.
5. Prüfanlage (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kennung als IP-Adresse der ersten Datenschnittstelle kodiert ist.
6. Prüfanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Datenschnittstelle eine drahtlose Schnittstelle ist.
7. Prüfanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prüfanlage (1 ) ferner einen Ausstoßplatz und eine Kennung, die die Ausstoßposition (57, 58) eineindeutig identifiziert, aufweist, wobei der Ausstoßplatz derart ausgestaltet ist, dass die Ausstoßeinrichtung (55, 56) austauschbar in den Ausstoßplatz eingefügt ist, wobei an dem Ausstoßplatz eine erste Datenschnittstelle vorgesehen ist, die mit einer zweiten Datenschnittstelle der Ausstoßeinrichtung (55, 56) verbunden ist, wobei die Datenübertragungseinrichtung (62) zur Informationsübertragung wirksam über die erste Datenschnittstelle und die zweite Datenschnittstelle mit der Ausstoßeinrichtung (55, 56) verbunden ist, wobei die Kennung derart kodiert ist, dass die Kennung bei einem Einfügen der Ausstoßeinrichtung (55, 56) in den Ausstoßplatz von der Ausstoßeinrichtung (55, 56) auslesbar ist und wobei die Ausstoßeinrichtung (55, 56) eine Ausleseeinrichtung zum Auslesen der Kennung aufweist.
8. Prüfanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prüfanlage (1) eine mit der Datenübertragungseinrichtung (62) verbundene Anlagensteuerung (63) aufweist.
9. In einen Prüfplatz (50, 51 ) einer Prüfanlage (1 ) einfügbare Prüfeinheit (4, 5, 28) mit einer Prüfsteuerung (59) und einer mit der Prüfsteuerung (59) verbundenen zweiten Datenschnittstelle (60), wobei die zweite Datenschnittstelle (60) zum Datenaustausch mit einer ersten Datenschnittstelle (61) der Prüfanlage (1) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfsteuerung (59) eine Ausleseeinrichtung umfasst, wobei die Ausleseeinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie in dem Betrieb der
Prüfanlage (1) eine Kennung, welche eine Prüfposition (52, 53) des Prüfplatzes (50,
51) der Prüfanlage (1) eineindeutig identifiziert, ausliest, und wobei die Prüfsteuerung (59) derart eingerichtet ist, dass die Prüfsteuerung (59) bei einem Einfügen der Prüfeinheit (4, 5, 28) in den Prüfplatz (50, 51) die Kennung ausliest.
10. Kombination aus einer Prüfanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer Prüfeinheit (4, 5, 28) nach Anspruch 9, wobei die Prüfeinheit (4, 5, 28) an dem Prüfplatz (50, 51) in die Prüfanlage (1) eingefügt ist.
11. Kombination nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Prüfsteuerung (59) derart eingerichtet ist, dass die Prüfsteuerung (59) in dem Betrieb der Prüfanlage (1) unter Verwendung der in der Kennung kodierten Prüfposition (52, 53) eine Dauer berechnet, die ein Prüfobjekt von einer Erfassung durch die Prüfeinheit (4, 5, 28) an der Prüfposition (52, 53) bis zu dem Erreichen der Ausstoßposition (57, 58) benötigt, und die Prüfsteuerung (59) in dem Betrieb der Prüfanlage (1) einen Ausstoßbefehl für die Ausstoßeinrichtung (55, 56) ausgibt und über die erste und die zweite Datenschnittstelle (60, 61) und über die Datenübertragungseinrichtung (62) an die Ausstoßeinrichtung (55, 56) sendet, so dass ein von der Prüfeinheit (4, 5, 28) erfasstes Prüfobjekt von der Ausstoßeinrichtung (55, 56) ausgestoßen wird, wenn das Prüfobjekt die Ausstoßeinrichtung (55, 56) erreicht.
12. Kombination nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , soweit von Anspruch 8 abhängig, wobei die Anlagensteuerung (63) derart eingerichtet ist, dass sie in dem Betrieb der Prüfanlage (1 ) mindestens einen Betriebsparameter der Prüfanlage (1 ) an die Prüfsteuerung (59) übermittelt.
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