JPH06501309A - 複数の機械的部品の特徴を検査するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 複数の機械的部品の特徴を検査するための方法および装置 技術分野 本発明は、複数の機械的部品の特徴を検査するための方法に係り、この方法は、 列に部品を配列し、所定の送り込み方向へそれらを送り込ませる工程、および少 なくとも１個の検査位置に対応して前記列の部品を検査する工程を備えている。

さらに、本発明は前記方法を実施するための装置に係り、この装置は、検査され る部品を運ぶために支持手段、前記支持手段に結合し、送り込み方向へ沿った列 にある部品を位置合わせするための中心合わせ手段、および検査する手段を備え ている。

背景技術 工作機械によって作られた複数の部品を検査する、特に寸法を検査することは、 米国特許ＵＳ−Ａ−３９７５８２９の請求の範囲の第１項から第１０項のプリア ンプルからよく知られている。その部品は実質的に円筒状であり、棒からなるコ ンベア上に配され、棒は所定の方向へ揃え案内し、一方、測定ヘッドは、その方 向へ並進変位させながらそのように揃えられた部品の直径寸法を検査する。

工作機械によって作られた後に構造欠陥を検査するために非破壊検査を行うこと が知られている。これらの試験は、部品の信頼性や安全性に関して非常に厳しい 特性に合格するために、大量生産においては基本的に重要である。

ベアリング用ローラの特殊の場合、ドイツ特許出願ＤＥＡ３７０３３３５に例え ば開示されているように、研削機械による仕上げ作業の間に生じ得る特にローリ ング表面上の欠陥やクラックの存在を検査することは重要である。

これらの検査を行うために、プローブと部品との開を並進と回転の変位を交互に 結び付けることによって表面を走査する渦電流プローブのような“非接触プロー ブ“を用いることができる。さらに特殊な場合には、これらの交互の変位は、環 状の支持部とともにその軸線の回りに、ローラをその軸線方向に沿って変位させ るとともにプローブの検出部分を回転させることによって、行うことができる。

部品の表面の欠陥は原因が統計的に分布するので、サンプルを検査するのでは十 分ではなく、全ての部品を検査する必要がある。この目的のために、砥石装置の 出口において、回転し部品の回転表面を回りを走査する検出プローブに向かって ローラはコンベアによって運ばれて列状に案内される。

“ビア樽“形状のローラの場合、ローラの位置合わせの問題のために、検査作業 は困難である。実際に、側部の凸面の表面上における停止部は、コンベアの変位 のために振動する部品の軸線の角度位置を一定の安定した方法で形成されない。

似たような振動により検出プローブによる表面の欠陥の検出が妨げられることは 明らかである。　一方、コンベアの供給方向に横たわる軸線のある平たい表面上 のローラの可能な停止部は、異なるタイプの部品を考慮する米国特許ＵＳＡ３９ ７５８２９に示される類似の方法では、またかなり複雑な場合はいつでも、前述 した方法で異なる部品の側部表面を連続的に検査することを困難にする。

発明の開示 本発明の目的は、複数の機械部品の性質を次々と検査でき、従来の方法および装 置で典型的に遭遇する部品の位置合わせの問題を解決する検査方法および装置を 提供することである。

この目的は、請求の範囲１乃至６による方法および装置によって達成される。

本発明の方法および装置によって達成される主な結果は、部品の性質を自動検査 できること、さらには、回転対称を有する部品の表面の性質を、その部品を簡易 で安全に自動的に位置合わせと中心合わせを自動的に行い、非接触な方法で自動 検査できることである。

本発明による利益の一つは、回転対称を有する全ての回転表面を、それらが円筒 形状であれ、非円筒形状であれ、迅速に信頼性のある方法で、自動検査できる可 能性である。

図面の簡単な説明 本発明の好適な実施例は限定されない例で与えられる添付図面を参照して記載さ れ、この実施例における図面は、ビア樽形状のローラを検査する装置の詳細の断 面とともに概略的な側面を示す。

発明を実施するための最良の形態 図面は、ビア樽形状のローラのような部品１の表面の性質を非接触で連続的に検 査する装置を示し、部品１は対称軸線と、側部表面２あるいは凸ローラ表面と、 はぼ平面で対称軸線に垂直な一対の対向する表面３とを有する。この装置は部品 のローラ表面上のクラックを検出することができる。

この装置において、支持手段はベッド４と、ベッド４に固定された支持部材６． ８および１０を備えている。

支持部材６によってベッド４へ結合された供給ステーション１２は、図示しない 例えば研削装置や砥石装置のような機械装置の出口に部品１を集め、これによっ て部品が加工される。ステーション１２において、支持手段は供給装置、例えば コンベアベルト１４を備えている。

制御手段はモータ１６と、コンベアベルト１４の変位を制御するためにギア、ベ ルトおよび駆動プーリを有する伝達部材１８とを備えている。部品１はコンベア ベルト１４上に停止され、コンベアベルト１４は“ビア樽“形状に加工されたロ ーラ表面２上に並進変位を生じさせて、縦の供給方向に沿ってほぼ直線の列に揃 える。支持手段に結合した中心合わせ手段は、横方向に列を定義して揃えるため に一対の平行な縦の棒２０を有する縦案内部材を備えており、棒の一本のみが図 面に表れている。さらに中心合わせ手段は、スラスト手段を存する抑圧手段を備 え、このスラスト手段はスラストホイール２２と、調整支持部２４と、回転運動 のためにホイール２２へ伝達するためのモータ１６に結合したギア、ベルトおよ びブーりを有する伝達部材２６を備えている。ホイール２２の周の表面は圧縮可 能な材料、例えばゴムから作られ、その停止位置はノブ２８によって駆動される ねじ結合によって高さが調節できる。ホイール２２の周囲の表面は、縦の供給方 向を横切る第１切断平面に対応して押し出し、その回転がスラストを前記供給方 向の列へ伝達する。モータ１６、伝達部材１８および他の伝達部材２６の結合は 、ホイール２２のスラストを受けるときでさえコンベアベルト１４によって搬送 され続ける部品１４に引っ張りと滑りを防止するために、コンベアベルト１４と ホイール２２との変位が相互に同時であるようになっている。

支持部材８によって結合された検査ステーション３゜は、図面において対称的に 示されており渦電流型の２個のプローブ３２を有する検査手段と、プローブ３２ を運ぶ回転支持部３４と、支持部３４上のプローブ３２の半径方向の位置を調整 するための調整手段３２とを備えている。検査ステーション３ｏにおいて、縦の 案内部材は対向して配置されたブッシング３６．３８を備えており、ブッシング ３６．３８は、縦方向に沿って供給ステーション１２から到着する部品１の列を 支持し案内し中心合わせする。回転支持部３４は部品の通過のための中心開口を 有する。プローブ３２は、供給方向で規定される縦方向の回りに、支持部３４と 一体に回転する。

縦方向の分離間隔、すなわちブッシング３６．３８の２個の対向する端部の間の ギャップ４ｏは、回転支持部３４の前記中心開口に対応して配置されている。ギ ャップ４０は、支持部３４の回転の間、プローブ３２を各ローラ１の表面を走査 できるようにする。ブッシング３６．３８の近接する端部の間にある距離は、実 際に、図面にわかりやすくするために示したよりもがなり小さい。長さが約１０ ｍｍの部品１が検査されるとすると、２ｍｍが典型的な距離である。

図面に概略的に示し参照番号４２によって示される処理および表示の手段は、電 気信号を受けるとともに検査部品の表面の性質に関する情報を処理し表示するた めに、プローブ３２へ接続されている。

支持部材１０によってベッド４へ結合された出ロステーション４４は支持表面４ ６を備え、列に揃えられた部品１が検査作業の後に支持表面４６の上に到着し、 図示されていない公知の集合および区分はユニットへ向かって運ばれる。出ロス テーション４における押圧手段は摩擦シュー５０からなる図面に概略的に示した ブレーキ手段４８を備えている。シュー５０はフレーム５２へ結合し、シュー５ ０そのものが、供給方向を横切る第２の平面に対応する部品１の表面４６へ向け られた調整可能な力によって弾力的に押し付けられる。バネ５４およびノブ５６ は図面にそれらの性質を概略的に示している。前記力はシュー５０が検査ステー ション３０から到着する部品１に当接するように調整され、摩擦力は供給方向に 沿った列の並進変位を止めることなく遅くする。

本装置の作用は以下のようである。

例えば研削装置のような工作機械による加工のために、部品１は供給ステーショ ン１２のコンベアベルト１４上に載置され、バー２０によって縦方向へおおまか に揃えられる。部品１はコンベアベルト１４の変位によって供給方向に沿って変 位し、同じ方向へスラストをそれらに与えるホイール２２に到着する。ベルト１ ４の並進変位とホイール２２の回転変位との間の同時性は、両者の運動がモータ １６によって制御されるので、歪みおよび／または滑りのない、部品に対する正 しい動作を保証する。

ホイール２２によって列の揃えられ押し付けられた部品はブッシング３６，３ｇ によって案内される検査ステーション３０を通過して、その後出ロステーション ４４へ到着し、出ロステーション４４でブレーキ手段４８に対応してシュー５０ の作用を受け、シュー５０はホイール２２により当てられるスラストに対向する 摩擦力による抵抗作用をこの列に与える。この摩擦力は部品１が供給方向に沿っ て変位し続けて集合および区分はユニットに向かってブレーキ手段４８に打ち勝 つことを妨げないが、この摩擦力は、ホイール２２とシュー５０との間にあると ともに第１および第２の切断平面によって動的に形成されるセクションであって 検査ステーション３０を通過する部品１を含むセクションにおける列の部品１の 間に、圧力によって締め付は作用をもたらす。

ブッシング３６．３８の間に存在するギャップ４０によって実質的に形成される 検査位置において、部品１の回転表面はプローブ３２によって、および支持部３ ４の結合した回転および部品１の並進変位によって走査される。前述した圧力手 段、すなわち対向して配設されたスラストおよびブレーキによる締め付は作用は 、検査ステーション３０におけるとア樽形状のローラ１を正しく位置合わせでき るようにする。実際に、そのような締め付は作用によって接触している近接する ローラ１の表面３の相互のスラストは、例えば凸の座り表面における振動などの 好ましくない変位を防止する。一般に変位はローラ１の対象軸と縦の供給方向と の間のミスアライメントを生じさせる。

前述した走査部に加えて、プローブ３２は回転表面２の表面条件に応答して処理 および関係するデータを表示する装置４２へ電気信号を送り、本装置の下流部に 位置する適当な選択ユニットへそのデータを供給する。

検査装置は図面に符号５８で示されるような追加のプローブを備えていてもよい 。このプローブ５８はブレーキ装Ｒ４Ｂに接続され、プローブ３２から縦方向に 既知の距離の位置にある。この距離は例えば部品１の長さの数倍である。追加の プローブ５８は処理手段４２に接続され、２個の近接するローラ１の間の接触が 生じる列の領域に対応して信号を発生するようになっている。プローブ３２は一 般に連続的に列の部品１を走査し、言い換えれば列の搬送と支持部３４の回転は 連続的であるが、プローブ５８によって送られる信号は、２個のローラ１の間の 接触領域がギャップ４０にあるときにモニターするために用いられ、すなわち、 プローブ５８によって送られる信号は検査位置において１個のローラ１からそれ に続くローラまでの通過を示し、この通過に応じて、プローブ３２によって送ら れる信号を装置４２によって処理することを止める。

プローブ３２は部品１の表面条件を渦電流で検査する既知のものであり、検査す る間回転支持部３４上の横方向の位置、すなわち回転表面２からのプローブ３２ の位置は、調整手段３３によって調整可能に固定される。ビア樽形状のローラの 場合、前記横方向（あるいは半径方向）のプローブ３２の支持部３４上の位置は 、各部品１の検査の操作の間に動的に調整でき、これによって、部品１の直径の 寸法の変動に追従して、前記距離が表面２から略一定に維持される。この目的の ために、処理装置４２は調整装置３３に接続され、プローブ３２からの信号かま たは、検査ステーション３０を通過する各部品１の直径の変動を検出する追加の プローブ（図示されていない）からの信号かに基づいて、調整装置３３を制御す る。

小さな直径の変動を有するビア樽形状のローラの場合、プローブ３２の半径方向 の位置の調整は不必要であり、またプローブ３２と回転表面２の間に存在する距 離の変動の調整は、例えば既知の電気的なダイナミック補償システムによって行 なうことができる。

上述した装置は一連の部品１を動的に検査することができ、したがってとア樽形 状のローラのような特殊な部品を検査する作業を従来よりも迅速にする。実際に 、前述の既知の方法で行われる部品の検査などは、特殊な部品の形状の問題のた めに、同時に部品１を選択し、位置合わせし、検査することを意味する。

上述した装置により約１０ｍｍの長さを有するビア樽形状のローラを検査する典 型的な作業は、１秒で１個乃至４個の部品を検査することができる。

部品ｌの列上のシュー５０によりて当接される作用は、示されたものと異なる方 法で特徴づけることができる。

シュー５０は、重量によって、または前述した摩擦作用をもたらす他の方法によ って、部品１に向かって強制されることができる。

さらに、スラスト作用と抵抗作用は図面に示されるものと異なる方法で行なうこ とができ、例えば、部品の重量および／または、支持手段および／または中心合 わせ手段を適当に傾けることを利用することによって、供給方向へのスラストを 生じさせたり対向する抵抗力を生じさせたりできる。スラスト作用と抵抗作用を 得るための異なる方法はいずれも、列の部品１の間に圧力を与えなければならな い。

異なる実施例によれば、列は、検査が行われる領域に対応するブッシング３６． ３８の間に存在するギヤ・ツブ４０へ案内される。この目的のためにブッシング ３６をブッシング３８へ接続するためのチューブを考えることかでき、このチュ ーブは、プローブ３２の正しい機能に影響しないようにブロービング例えばプラ スチックのような非磁性材料からつくられている。

さらに他の実施例によれば、中心位置合わせ手段は例えば非磁性材料からなるチ ューブによって得られ、供給方向は直線的である必要はない。

示した装置と略類似の装置において、例えば表面条件を検査するための光学ヘッ ドや、部品の直径寸法の検査のように接触あるいは非接触で検査するヘッドのよ うに、プローブ３２と異なる検査手段も考えることができる。

平成　５　年　３　月　１５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．部品を列に配列し所定の供給方向に沿って前記部品を供給する工程；および 、少なくとも１個の検査位置に対応して前記列の部品を検査する工程；を備える 複数の機械的部品の特徴を検査するための方法において：列の部分にある近接す る部品が前記所定の供給方向に対して好ましくない変位をすることを防止するた めに前記列の部分にある近接する部品の間に直線的なスラストを佑じさせるよう に、前記列の部分にある部品の間に前記所定の供給方向に沿って押し付け力をか け、前記列の部分に配列されたとき前記部品が検査されるようにする工程＝をさ らに備えることを特徴とする複数の横桟的部品の特徴を検査するための方法。 ２．前記供給方向に対して横断する第１の切断平面に対応して前記供給方向に沿 って部品にスラストをかけ、前記列の部品を並進変位させる工程； および、前記列の部分にある部品に前記スラストに対向する抵抗作用を与え、前 記スラスト作用および抵抗作用は前記押し付け力を与える工程１を備えることを 特徴とする請求項１に記載の複数の機械的部品の特徴を検査するための方法。 ３．抵抗作用を与える前記工程は、前記供給方向に横断する第２切断平面に対応 して前記部品の動きをゆるめ、前記第１切断平面と前記第２切断平面は前記列の 部分を形成する工程；を確えることを特徴とする請求項２に記載の複数の機械的 部品の特徴を検査するための方法。 ４．部品（１）の各々は対称軸、１個の側部回転表面（２）および前記対称軸に 垂直で屠平面の２個の表面（３）を形成し、検査手段（３２）によって回転対称 の部品（１）の特徴を検査する方法であって；前記対称軸が前記供給方向に沿っ て揃うように前記部品を配列し、前記押し付け力によって前記列の部分にある近 接する部品（１）の平面表面（３）の間を接触させるようにする工程＝を備える ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複数の機械的部 品の特徴を検査するための方法。 ５．前記列と前記供給方向に平行な検査手段（３２）との間に相互の並進変位を 生じさせ・この並進変位の間に部品（１）の特徴を検査する工程；を備えること を特徴とする請求項４に記載の複数の機械的部品の特徴を検査するための方法。 ６．検査される部品（１）を運ぶための支持手段（４乃至１０、１４）；供給方 向に沿って部品（１）を列に位置合わせするための前記支持手段（４乃至１０、 １４）に結合された中心合わせ手段（２０、２２、３６、３８、４８）；および 、検査手段（３２、５８）を備える、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記 載の方法を実施するための装置において： 前記中心合わせ手段は、前記列の部分にある部品（１）が互いに当接するように 、前記列の部分に前記押し付け力をかける押し付け手段（２２、４８）を備える ことを特徴とする装置。 ７．前記押し付け手段は前記供給方向に沿って互いに離れて位置するスラスト手 段（２２）とブレーキ手段（４８）とを備えており、前記検査手段（３２）は前 記スラスト手段（２２）と前記ブレーキ手段（４８）との間に位置することを特 徴とする請求項６に記載の装置。 ８．前記支持手段（４乃至１０、１４）は列の部品（１）を変位させて前記供給 方向に沿って並進変位させるようにし、前記スラスト手段（２２）と前記ブレー キ手段（４８）はそれぞれ前記並進変位に一致するスラストと対向する力をかけ 、前記検査手段（３２）は前記並進変位の間に部品（１）の検査を行うことを特 徴とする請求項７に記載の回転対称な部品（１）を検査する装置。 ９．前記供給方向は略直線的であることを特徴とする請求項８に記載の装置。 １０．前記スラスト手段はスラストホイール（２２）を備え、スラストホイール （２２）は回報を行いかつ前記スラストを前記列の部品（１）に接触させるよう にし、前記ブレーキ手段（４８）は前記並進変位に抵抗を与えるために配役され た摩擦シュー（５０）を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。 １１．関係する前記並進変位と前記回転を同期的に制御するために前記供給装置 （１４）および前記スラストホイール（２２）に結合された制御手段（１６、１ ８、２６）を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．前記中心合わせ手段（２０、２２、３６、４８）は縦方向の案内部材を備 えていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １３．前記検査手段（３２、３３、５８）に接続された処理表示手段（４２）を 有し、部品（１）の表面状態を調べるために渦電流の検査を行うため前記検査手 段はプローブ（３２）と、関係する回転支持部（３４）とを備えていることを特 徴とする請求項９に記載の装置。 １４．前記検査手段（３２、３３、５８）は前記プローブ（３４）および前記回 転支持部（３４）へ接続された調整手段（３３）を備え、前記処理表示手段（４ ２）は前記プローブ（３２）の調整を関係する回転支持部（３４）上で制御する ための調整手段（３３）に接続されていることを特徴とする請求項１３に記載の 装置。 １５．前記検査手段（３２、３３、５８）は他のプローブ（５８）を備え、他の プローブ（５８）は部品（１）から列の沿って他の部品まで通過したことを検出 するためにブレーキ手段（４８）へ結合されていることを特徴とする請求項１４ に記載の装置。 １６．前記支持手段（４乃至１０、１４）はベッド（４）と３個の支持部材（６ 、８、１０）、供給ステーション（１２）、検査ステーション（３０）、および 前記３個の支持部材（６、８、１０）に結合されるとともに前記供給方向に沿っ て連続して配列された出口ステーション（４４）を備え、前記供給ステーション （１２）は前記供給装置（１４）と前記スラスト手段（２２）とを備え、前記検 査ステーション（３０）は前記検査手段（３２）を備え、前記出口ステーション （４４）は前記ブレーキ手段（４８）を備えていることを特徴とする請求項８に 記載の装置。