TWI818926B - 檢驗系統及分析缺陷之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於使用一檢驗系統分析變壓器疊片之缺陷的方法，且係關於一種檢驗系統(24)，其中該檢驗系統包含一偵測單元(26)、一傳送裝置(27)及一處理裝置，其中該偵測單元包括一光學偵測裝置(31)，其中該傳送裝置用於相對於該偵測裝置連續地輸送複數個變壓器疊片(25)，其中該偵測裝置橫向於、較佳地正交於一變壓器疊片之一移動方向而配置，其中一變壓器疊片相對於該偵測裝置之一移動速度係經由該偵測單元之一量測裝置(40)而量測，其中使用該偵測裝置擷取一變壓器疊片之一輪廓之一影像，其中一變壓器疊片之影像經由該處理裝置在考慮到該變壓器疊片之該移動速度的同時組合成該變壓器疊片之一合併影像，其中該變壓器疊片之一形狀係經由該處理裝置基於該合併影像而判定。

Description

檢驗系統及分析缺陷之方法
本發明係關於一種檢驗系統及一種用於使用檢驗系統分析變壓器疊片之缺陷的方法，其中該檢驗系統包含偵測單元、傳送裝置及處理裝置，其中該偵測單元包括光學偵測裝置，其中該傳送裝置用於相對於偵測裝置連續地輸送複數個變壓器疊片，其中該偵測裝置橫向於、較佳地正交於變壓器疊片之移動方向而配置。
在變壓器生產中，由變壓器疊片組裝之變壓器核心之品質及效能損耗明顯受變壓器疊片之特徵影響。詳言之，超出容差範圍的變壓器疊片之幾何形狀之偏差可導致關於變壓器核心中之疊片之間隙及角度的缺陷。另外，此類偏差可妨礙變壓器核心之組裝。因此，已知將在切割步驟之後自用於製造變壓器疊片之機器移除變壓器疊片且於外部量測台上量測其幾何形狀。因此採取之量測可用於經由機器之系統控件執行對機器參數之調整，以便校正疊片之尺寸。此處之缺點在於機器必須多次停止，直至變壓器疊片之形狀再次處於所需容差範圍內為止。因此，檢驗變壓器疊片及校正機器之過程十分耗時且亦因而成本較高。此外，此過程需要一量測工作台，其必須設置於具有經調整以匹配機器處之溫度的清潔環境中，且必須定期進行校準。在該量測工作台上，變壓器疊片可全部由配置於變壓器疊片上方之攝影機擷取，且隨後可經由影像處 理藉助於參考點量測。此外，已知經由複數個攝影機擷取及/或量測變壓器疊片。攝影機可以可移動地配置於固定座標系統內。亦已知經由雷射系統偵測及量測變壓器疊片之邊緣。在量測之前，雷射經定位使得其已經配置於變壓器疊片之邊緣之區域中以加速偵測過程。因此，在此情況下，量測變壓器疊片要求限定變壓器疊片之位置。
此外，偵測單元之複數個光學偵測裝置可經配置於待檢驗之變壓器疊片上方，其中變壓器疊片隨後可相對於光學偵測裝置移動。以此方式，安裝檢驗系統所需之空間可大幅度減小，因為不再要求偵測單元或光學偵測裝置相對於固定變壓器疊片移動。由光學偵測裝置所記錄之變壓器疊片之影像可藉助於變壓器疊片上之標記經組合成變壓器疊片之合併影像。此處之缺點在於無法達成令人滿意之量測準確性，且變壓器疊片之移動速度相對較低。舉例而言，在疊片之大於50m/min之移動速度下，對於疊片中心處之每一公尺長度而言，可達成疊片長度之
Figure 107137199-A0305-02-0005-1
1：10,000範圍內的量測準確性。當變壓器疊片之長度可在若干公尺之範圍內時，有可能僅藉由改良檢驗過程而達成顯著之成本優勢。
因此本發明之技術問題在於提出一種用於使用檢驗系統分析變壓器疊片之缺陷的方法以及一種檢驗系統，其有助於變壓器疊片之更準確及具成本效益之檢驗。
此問題藉由具有如請求項1之特徵的方法及具有如請求項14之特徵的檢驗系統解決。
在用於使用檢驗系統分析變壓器疊片之缺陷的本發明方法中，檢驗系統包含偵測單元、傳送裝置及處理裝置，其中偵測單元包括光學偵測裝置，其中傳送裝置用於相對於偵測裝置連續地輸送複數個變壓器疊片，其中偵 測裝置橫向於、較佳地正交於變壓器疊片之移動方向而配置，其中變壓器疊片相對於偵測裝置之移動速度係經由偵測單元之量測裝置而量測，其中使用偵測裝置擷取變壓器疊片之輪廓之影像，其中變壓器疊片之影像經由處理裝置在考慮到變壓器疊片之移動速度之同時經組合成變壓器疊片之合併影像，其中變壓器疊片之形狀係經由處理裝置基於合併影像而判定。
本發明方法可顯著提高變壓器疊片之檢驗之品質及速度。此藉由提供量測裝置達成，變壓器疊片之移動速度係使用該量測裝置量測，而該疊片由光學偵測裝置擷取。擷取變壓器疊片之至少一個輪廓之實情亦使得可量測或判定變壓器疊片之形狀。變壓器疊片之形狀在本文中被理解為變壓器疊片之二維延伸，亦即，其輪廓。藉由在影像擷取期間量測變壓器疊片之移動速度，可記錄變壓器疊片之複數個連續影像且隨後藉助於處理裝置(亦即，使用影像處理)將其組合成合併影像。在此情況下，處理裝置視移動速度而特定地組合變壓器疊片之影像，以使得可在處理裝置中獲得變壓器疊片之逼真視覺表示或其輪廓。變壓器疊片之此視覺表示則同時對應於變壓器疊片之形狀之表示。
總體而言，變壓器疊片之移動速度亦可提高以達到此速度對應於用於切割變壓器疊片之機器的切割裝置之輸出速度的程度。結合移動速度亦有助於達成較高量測準確性。舉例而言，在大於200m/min之移動速度下，基於疊片中心之七公尺之長度，形狀可經量測恰好在疊片長度之
Figure 107137199-A0305-02-0006-2
1：70,000之容差範圍內。
在此上下文中，使用哪一類型之光學偵測裝置無關緊要。重要的是光學偵測裝置橫向於變壓器疊片之移動方向而配置。輪廓之影像可經由變壓器疊片邊緣之適合光反射藉助於對比度偵測或使用用於邊緣偵測之所謂的雷射掃描器來記錄。在此過程中，光學偵測裝置至少與變壓器疊片重疊或與一定寬度之變壓器疊片重疊，使得例如可避免調整複數個攝影機。
詳言之，可經由影像處理自合併影像判定變壓器疊片之尺寸及/或輪廓。舉例而言，可量測或判定變壓器疊片之長度及寬度、個別邊緣之長度、角度、開口之直徑、其間隔、疊片中之彎曲段、開口之位置、邊緣品質及/或切口之品質。舉例而言，可藉助於影像之灰度值之影像處理或藉由疊片邊緣或輪廓之區分在疊片邊緣或輪廓之偵測中達成高準確性。此外，變壓器疊片之穩定性及表面中之缺陷(諸如損傷、刮擦、孔洞、磨損邊緣等等)可藉助於單一量測或分別在單一量測循環中偵測及判定。
處理裝置可使所擷取影像與藉由量測裝置量測的變壓器疊片在擷取時間在相對於偵測裝置之移動方向上的位置相關聯。因此，影像之影像資料集及所量測位置之位置資料集可藉由處理裝置以疊片之影像擷取之同步、影像擷取時間及速度之方式經指派給彼此。
處理裝置可將影像之影像資料集及位置之量測資料集儲存於變壓器疊片之組件資料集中。組件資料集可例如經由條碼或色型唯一地指派給變壓器疊片，使得該變壓器疊片可立即藉由光學偵測裝置或處理裝置識別。歸因於將組件資料指派給各別變壓器疊片之能力，組件資料集亦可用於連接檢驗系統與機器之工藝特定基礎架構，藉此可減小用於生產變壓器核心之品質保證及任何後續工作步驟之費用
此外，處理裝置可將一致時間戳記分配至影像之影像資料集及位置之量測資料集。具有時間戳記保證了影像至依據變壓器疊片之移動速度而變之擷取時間的確切指派。此外，可使用時間戳記標記由影像可視化之變壓器疊片位置，以在必要時判定移動速度改變之確切時間並儲存該時間。
處理裝置亦可在影像之影像資料集內偵測變壓器疊片之個別光學標記物且可將其指派給組件資料集。舉例而言，光學標記物可為變壓器疊片表面上之條碼或色型。替代地，可藉助於標記裝置將光學標記物塗覆至已量測 之變壓器疊片且隨後將組件資料集指派給缺陷分析。
有利的是處理裝置基於變壓器疊片之形狀判定用於生產變壓器核心之複數個變壓器疊片之置放順序。已經量測及指派給變壓器疊片之組件資料可由適當軟體用於將變壓器核心處之置放間隙之大小保持為最小。因此，變壓器核心之功率耗散可顯著降低。因此，處理裝置可連接至機器之部分或完全自動之核心堆疊系統。若各別變壓器疊片經標記，則變壓器疊片之生產及變壓器疊片至變壓器核心之組裝可在機器中於單獨的位置及/或彼此完全獨立地進行。此情況之基本態樣在於將變壓器疊片之組件資料集傳輸至堆疊系統，其中該組件資料集可用於使變壓器疊片在機器內擱置疊片之位置處的定位達到最佳。
量測裝置之位置感測器及/或距離感測器之使用使得可直接在變壓器疊片處量測變壓器疊片之位置、所完成移動之距離及/或移動速度。視傳送裝置之設計而定，若傳送系統為摩擦之系統，則變壓器疊片與傳送系統之間可能發生滑移，其可導致移動速度之量測之不準確性。舉例而言，傳送帶之移動速度可經由編碼器來判定，該編碼器配置於傳送帶之驅動器上且產生速度剖面。另外，可提供表面感測器，其用於藉由將表面影像與參考影像進行比較來連續偵測傳送帶之磨損，藉此可得出關於變壓器疊片與表面之間的摩擦係數之變化的結論。位置感測器或(相應地)距離感測器亦可為光學或機械感測器，其可用於量測變壓器疊片之所完成移動之距離或移動速度。在一個尤其簡單之具體實例中，位置感測器或(相應地)距離感測器可包含輪子，該，與變壓器疊片接觸，使得將變壓器疊片之移動直接傳遞至該輪子。另外，可存在複數個位置感測器或(相應地)距離感測器，例如以偵測變壓器疊片進入檢驗系統中或判定變壓器疊片之前端及後端之位置。因此，距離感測器可在其於變壓器疊片進入時偵測到變壓器疊片之前端後打開且可在其偵測到變壓器疊片之後端後 關閉。
處理裝置可處理來自沿移動方向置放於偵測裝置前方的位置感測器及/或距離感測器的量測資料且隨後處理來自沿移動方向置放於偵測裝置後方的位置感測器及/或距離感測器的量測資料。因此，當位置感測器或距離感測器未與偵測裝置前方或後方的變壓器疊片接合時或當其無法偵測該變壓器疊片時，變壓器疊片並非必須擱置於連續傳送裝置之整個長度上，而是可在變壓器疊片之末端區域及起始區域中具有不同速度。若各別位置感測器或距離感測器既不在偵測裝置前方及後方與變壓器疊片接合，亦不偵測該變壓器疊片，則偵測裝置前方的傳感器或後方的傳感器可在其不能再偵測變壓器疊片之前用作前置感測器。以此方法，亦即，藉由以此方式配置各別感測器，檢驗系統可直接配置於用於切割變壓器疊片之機器上。另外，即使當變壓器疊片由於變壓器疊片之一部分仍位於機器之切割區段中且仍處於加工中而停止或暫停時，量測裝置亦能夠經由位置感測器或距離感測器偵測變壓器疊片。藉此，已量測之變壓器疊片區域之確切位置可用於在變壓器疊片繼續向前移動時進行準確之繼續量測。另外，變壓器疊片可在機器之各種切割方案之過程中在量測期間縮回，因為處理裝置隨後將搜尋且辨識最近量測之變壓器疊片位置而不影響量測結果。
尤其有利的是，處理裝置在形狀之判定中考慮在變壓器疊片之一端處量測之移動速度與在變壓器疊片之相對端處量測之移動速度之間的差異，較佳地亦同時考慮移動速度改變的時間。此情況在位置感測器及/或距離感測器同時偵測隨後可由處理裝置同時處理的變壓器疊片之位置或(相應地)距離資料時是可能的。位置資料或(相應地)距離資料可由處理裝置合併，使得移動速度改變之確切時間可連同變壓器疊片在彼相同時間之位置一起經判定。因此，例如歸因於兩個單獨傳送帶之使用的移動速度之改變不會使量測結果反常。詳言之，可沿移動方向在光學偵測裝置前方及後方進行速度調整。
為獲得更準確之量測結果，變壓器疊片及/或傳送裝置之溫度可經量測且由處理裝置連同各別膨脹係數一起考慮以進行形狀判定。舉例而言，溫度感測器可判定進入之變壓器疊片之溫度且可將此溫度值傳輸至處理裝置。變壓器疊片之溫度值可用於所量測長度相較於量測區域中之周圍溫度或預定參考溫度(諸如測試區域之溫度)的溫度相關改變。
可藉由量測傳送裝置之傳送帶之皮帶張力及/或摩擦係數及由處理裝置將其納入形狀判定之考慮來進一步改良量測結果之品質。就諸如傳送帶之可撓性傳送裝置而言，可經由張力器增大或減小皮帶張力，其中皮帶張力隨後可由處理裝置納入考慮。因此，皮帶張力改變可導致傳送帶之摩擦係數改變，其可引起傳送帶與移動變壓器疊片之間的速度差異。此外，可提供感測器，其相較於參考距離量測拉長之傳送帶之距離，以便判定皮帶張力。
另外，可經由檢驗具備已知形狀之變壓器疊片來進行檢驗系統之校準。其中，具有確切疊片長度之變壓器疊片之參考長度可在將檢驗系統投入操作中之前進行判定，且可將諸如溫度、皮帶張力、皮帶表面狀態、周圍光及其他資料之周圍資料作為校準資料輸入至處理裝置中。參考長度可藉助於例如限定時間間隔內靜止變壓器疊片之額外影像擷取重新計算且隨後可輸入至處理裝置中。在此上下文中，變壓器疊片可以其形狀十分詳細之方式加以量測，其中量測準確性可明顯比檢驗系統之量測準確性更準確。尤其有利的是光學偵測裝置具有比待量測之變壓器疊片更低之熱膨脹係數。此將進一步降低溫度對於量測結果之潛在影響。另外，在校準期間使用之變壓器疊片之已知形狀之組件資料亦可用於校準用於切割變壓器疊片之機器。
用於分析變壓器疊片之缺陷的本發明檢驗系統包含偵測單元、傳送裝置及處理裝置，其中偵測單元包括光學偵測裝置，其中傳送裝置可用於相對於偵測裝置連續地輸送複數個變壓器疊片，其中偵測裝置橫向於、較佳地 正交於變壓器疊片之移動方向而配置，其中變壓器疊片相對於偵測裝置之移動速度可經由偵測單元之量測裝置而量測，其中可使用偵測裝置擷取變壓器疊片之輪廓之影像，其中變壓器疊片之影像可經由處理裝置在考慮到變壓器疊片之移動速度之同時經組合成變壓器疊片之合併影像，其中變壓器疊片之形狀可經由處理裝置基於合併影像而判定。本發明檢驗系統之有利效應可見於本發明方法之優勢之描述中。
光學偵測裝置可包括線掃描攝影機，其中變壓器疊片之輪廓之線掃描影像可由線掃描攝影機擷取。線掃描攝影機應被理解為在單一行中配置線感測器之攝影機，其中一個線感測器可對應於一個像素。然而，線掃描攝影機亦可具有三個平行列之線感測器，其中之每一者為用於原始RGB色彩之各別色彩感測器。線掃描攝影機可具有透鏡系統或可為具有梯度指數透鏡之觸點-影像-感測器線掃描攝影機。在此上下文中，線掃描攝影機可跨變壓器疊片之整個寬度延伸，亦即，其可具有對應長度。較佳地垂直或正交於變壓器疊片定向的線掃描攝影機之高解析度使得可由處理裝置藉助於影像處理偵測及評估輪廓之切割品質。另外，線感測器之資料容量顯著低於區域掃描攝影機之資料容量，其使得可在變壓器疊片經過期間即時地將線掃描攝影機之影像快速處理為合併影像。此外，可經由複數個線掃描攝影機之適合配置，例如經由分段重疊之兩個線掃描攝影機之偏移配置來設計線掃描攝影機。隨後可在影像處理期間將線掃描攝影機之配置納入考慮，使得其部分影像經組合成合併影像。
光學偵測裝置亦可包括投影裝置，其中投影裝置可經設計為照明裝置，其可用於將光投射至變壓器疊片上。因此，光源可直接提供於光學偵測裝置處，以便改良變壓器疊片之邊緣處的對比度且因此有助於輪廓之偵測。若線掃描攝影機經設計為複數個線掃描攝影機之偏移配置，則投影裝置亦可具有因此經偏移之光源。
量測裝置可包括用於直接在變壓器疊片處量測變壓器疊片之位置及/或移動速度的位置感測器及/或距離感測器。針對變壓器疊片之移動速度之量測，位置感測器或距離感測器可特別經配置使得變壓器疊片中之凹部及開口儘可能少地影響量測。舉例而言，位置感測器或(相應地)距離感測器可經配置於變壓器疊片或傳送裝置上方之水平滑動裝置上，使得相對於傳送裝置或移動方向之偏心位置亦成為可能。替代地，可提供複數個感測器，其橫向於移動方向配置於傳送裝置上方。亦可提供位置感測器，其偵測變壓器疊片之到達及送至處理裝置之信號，使得處理裝置根據到達之變壓器疊片在傳送裝置上之位置經由水平滑動裝置將距離感測器定位於變壓器疊片上方。同時，位置感測器之位置可由處理裝置在變壓器之合併影像之影像處理期間納入考慮。若位置感測器或距離感測器不傳輸關於變壓器疊片之值，則處理裝置可判定變壓器疊片經過各別感測器之時間。因此，有利的是至少將距離感測器沿移動方向以不大於變壓器疊片之長度的間隔配置於偵測裝置前方及後方，因為如此則可確保至少一個距離感測器能擷取變壓器疊片。同時，傳送裝置之長度則可為待量測之變壓器疊片之兩倍。
傳送裝置可經設計成具有一個傳送帶、兩個傳送帶或具有輸送滑車。傳送裝置因此可具有連續傳送帶，其經過光學偵測裝置下方。此外，兩個傳送帶可沿移動方向配置於光學偵測裝置前方及後方。替代地，傳送裝置可經設計成具有輸送滑車，其接收一個或複數個變壓器疊片且可輸送一個或複數個變壓器疊片而經過光學偵測裝置。變壓器疊片則擱置於輸送滑車上，使得變壓器疊片與傳送裝置之間不會發生滑移。至於傳送裝置包括傳送帶，有利的是量測裝置包括用於直接量測傳送帶或輸送滑車之位置、所完成移動之距離及/或輸送速度的位置感測器及/或距離感測器。即使使用輸送滑車，仍可發生置放之偏差，使得位置感測器或距離感測器之使用在此情況下亦可為有利的。
特定而言，至少一個位置感測器及/或距離感測器可分別沿移動方向配置於偵測裝置前方及後方。若傳送裝置以使得其由偵測裝置拆分之方式經設計，則舉例而言，傳送帶之不同摩擦係數及不同磨損會導致不同速度，速度則可由各別位置感測器或(相應地)距離感測器擷取。舉例而言，可為偵測裝置前方的一傳送帶提供一個位置感測器或距離感測器且為偵測裝置後方的一傳送帶提供另一位置感測器或距離感測器，該等感測器可偵測變壓器疊片之進入或離開及其速度。針對不具有內部傳動裝置之傳送帶，可在偵測裝置前方及後方偵測待偵測之變壓器疊片的移動速度。
有利的是將傳送帶設計為具有用於增大傳送帶之摩擦係數之磁鐵。因此，磁鐵可整合於傳送帶中或可配置於傳送帶下面，以便增大變壓器疊片在傳送帶上之摩擦係數。
傳送帶亦可經設計成具有傳動裝置，該，可與傳送帶之驅動輪嚙合。傳動裝置可防止傳送帶之驅動輪與傳送帶之間的滑移。此外，歸因於皮帶拉長及溫差之潛在量測誤差可由偵測傳動裝置之齒的感測器納入考慮。此感測器可為用於偵測傳送帶之內部側處之齒輪齒腹的編碼器，該編碼器隨後亦可用於以相對高準確性偵測傳送帶之速度。
傳送帶可包括用於使變壓器疊片在傳送帶上對準的定心裝置。到達之變壓器疊片隨後可經由定心裝置沿移動方向之方向大致對準。定心裝置可經設計成不具有導引元件，該等導引元件最高程度地限定平行於移動方向且正交於光學偵測裝置定向的疊片之路徑。未沿平行路徑進入光學偵測裝置之變壓器疊片可經由處理裝置中進行之影像處理經重新計算為沿直線路徑。
在一替代具體實例中，輸送滑車可經設計成具有用於固持變壓器疊片之真空吸盤及/或磁鐵，其中輸送滑車可經由傳送裝置之線性驅動器而移動。複數個可移動輸送滑車可配置於線性驅動器上，該線性驅動器亦可經設計 為循環驅動器，以便輸送變壓器疊片經過光學偵測裝置下方之一點。變壓器疊片隨後可經由真空吸盤及/或磁鐵或亦經由乾式黏著暫時固定至輸送滑車上之位置。個別真空吸盤或磁鐵可呈含至少兩個單元之多組黏附於輸送滑車上。輸送滑車可以電氣或氣動方式以及以機械方式在移動方向上進行直線移動。輸送滑車之速度可對應於待量測之變壓器疊片之所需饋送速率而不定地經調整。輸送滑車亦可經配置及設置以使得其經設計以並行地彼此鄰近地進行驅動。此外，自一個輸送滑車至下一輸送滑車之傳遞可在輸送滑車之運行期間，亦即，在傳送移動期間在不導致所傳送變壓器疊片之速度改變的情況下進行。輸送滑車亦可來回移動，藉此真空吸盤及/或磁鐵則釋放各別變壓器疊片或將其固定於適當位置。
此外，量測裝置可包括用於偵測變壓器疊片及/或傳送裝置之溫度以便例如偵測到達之變壓器疊片之實際溫度且將該溫度傳輸至處理裝置的溫度感測器。
檢驗系統之其他有利的具體實例可見於參考獨立請求項1之附屬請求項之特徵的描述中。
10:變壓器疊片
11:輪廓
12:變壓器疊片
13:輪廓
14:變壓器疊片
15:縱向軸線
16:鑽孔
17:細長孔
18:變壓器疊片
19:不規則開口
20:變壓器疊片
21:切割端
22:鑽孔
23:內部邊緣
24:檢驗系統
25:變壓器疊片
26:偵測單元/偵測裝置
27:傳送裝置
28:處理裝置
29:線掃描攝影機
30:照明裝置
31:光學偵測裝置
32:箭頭
33:輪廓
34:傳送帶
35:傳動裝置
36:驅動輪
37:驅動輪
38:驅動輪
39:驅動輪
40:量測裝置
41:距離感測器
42:位置感測器
43:感測器
44:編碼器
45:溫度感測器
46:感測器
47:表面
48:輪子
49:影像處理單元
50:量測值處理單元
51:SPS系統
52:資料庫
53:定心裝置
54:滑動板
55:檢驗系統
56:傳送裝置
57:傳送帶
58:距離感測器
59:輪子
60:檢驗系統
61:傳送帶
62:磁鐵
63:變壓器疊片
64:表面
65:檢驗系統
66:傳送裝置
67:輸送滑車
68:線性驅動器
69:真空吸盤
70:變壓器疊片
71:檢驗系統
72:傳送裝置
73:輸送滑車
74:磁鐵
75:循環線性驅動器
76:變壓器疊片
a:間隔
b:間隔
c:間隔
L:總長度
v1:移動速度
v2:移動速度
α:角度
在下文中，參考附圖更詳細地說明本發明之較佳具體實例。
圖式展示：圖1第一具體實例中之變壓器疊片之俯視圖
圖2第二具體實例中之變壓器疊片之俯視圖
圖3第三具體實例中之變壓器疊片之俯視圖
圖4第四具體實例中之變壓器疊片之俯視圖
圖5第五具體實例中之變壓器疊片之俯視圖
圖6來自圖5之細節視圖
圖7第一具體實例中之檢驗系統沿圖8之線VII-VII的截面視圖
圖8檢驗系統沿圖7之線VIII-VIII的截面視圖
圖9圖7之檢驗系統之俯視圖
圖10a第二具體實例中之檢驗系統在第一處理步驟中的截面視圖
圖10b第二處理步驟中的檢驗系統
圖10c第三處理步驟中的檢驗系統
圖11第三具體實例中之檢驗系統之橫截面視圖
圖12第四具體實例中之檢驗系統之截面視圖
圖13第五具體實例中之檢驗系統之截面視圖
圖1展示變壓器疊片10之俯視圖，該變壓器疊片10之形狀主要藉由外部輪廓11及藉由未詳細包括於本文中之尺寸來判定。輪廓11及尺寸為變壓器疊片10之幾何形狀之判定因子。
圖2展示具有以稍微彎曲形式切割之輪廓13的變壓器疊片12。
圖3展示具有縱向軸線15及定位於縱向軸線15上之鑽孔16的變壓器疊片14。藉由相對於縱向軸線15之角度α以一偏移將細長孔17提供於變壓器疊片14上。
圖4展示變壓器疊片18，變壓器疊片18中提供有不規則開口19。
圖5及圖6展示具有切割端21及鑽孔22的變壓器疊片20，該鑽孔22之內部邊緣23不完美地經切割。
圖1至圖6中所示之變壓器疊片在此情況下展示作為各別變壓器疊片之形狀之判定因子且可由下文描述之檢驗系統判定或量測的特徵。
圖7至圖9之整體視圖展示用於偵測變壓器疊片25之缺陷的檢驗系統24，該檢驗系統24具有偵測單元26、傳送裝置27及處理裝置28。偵測裝置26由一起組成光學偵測裝置31之線掃描攝影機29及照明裝置30構成。詳言之，光學偵測裝置31橫向於或正交於變壓器疊片25之移動方向而配置，該移動方向在本文中用箭頭32標記。由照明裝置30發出之光照射至線掃描攝影機29上，使得插入於線掃描攝影機29與照明裝置30之間的變壓器疊片25之輪廓33可由線掃描攝影機29藉由擷取影像來偵測。連續擷取之複數個影像隨後可由處理裝置28組合成變壓器疊片25之合併影像，其中合併影像可用於判定或量測變壓器疊片25之形狀。
傳送裝置27經設計為連續傳送帶34，其中傳送帶34經設計成具有傳動裝置35，該傳動裝置35與驅動輪36、37、38及39中之至少一者嚙合。此外，提供偵測裝置26之量測裝置40，該量測裝置40可用於量測變壓器疊片25相對於光學偵測裝置31之移動速度。詳言之，量測裝置40包含用於量測變壓器疊片25之所完成移動之距離的兩個距離感測器41。此外，量測裝置40包含用以偵測變壓器疊片25之兩個位置感測器42。傳送帶34之皮帶張力經由量測裝置40之感測器43量測。編碼器44用以藉由對傳動裝置35計數來偵測傳送帶34之移動速度。另外，量測裝置40包含用於量測變壓器疊片25之實際溫度的溫度感測器45。感測器46提供於傳送帶34上以供量測或檢驗傳送帶34之表面47。
光學偵測裝置31以相對間隔a配置於驅動輪37之間的中心處，其中距離感測器41亦以距驅動輪37之相等相對間隔b配置。變壓器疊片25之總長度L不大於長度2a+2b。因此，變壓器疊片25始終藉由距離感測器41中之一者偵測。距離感測器41可為光學或機械感測器，其中距離感測器41則亦可各自包含輪子48，該輪子48在本文中僅作為實例指出。
本文之處理裝置28包含影像處理單元49及量測值處理單元50， 其可連接至用於生產變壓器核心之機器的SPS系統51。此外，用於處理各別變壓器疊片25之組件資料集的資料庫52可與SPS系統51耦接。
定心裝置53經設計用於將變壓器疊片25配置於傳送帶34上，其中該定心裝置可定位在傳送裝置27之滑動板54處，從而確保變壓器疊片25基本上筆直進入光學偵測裝置31中。
圖10至圖10c之整體視圖展示檢驗系統55，不同於圖7至圖9之檢驗系統，該檢驗系統55包括傳送裝置56，該傳送裝置56經設計成具有兩個單獨的傳送帶57。距離感測器58可藉助於輪子59相對於變壓器疊片25移動且相對於光學偵測裝置31以對應間隔c配置，使得進入之傳送帶57之移動速度v1可獨立於離開之傳送帶57之移動速度v2經由輪子59與變壓器疊片25之接觸而量測。
圖11展示具有傳送帶61及配置於傳送帶61下方之磁鐵62的檢驗系統60之橫截面視圖，該等磁鐵62歸因於其磁力而對抗傳送帶61之表面64推動變壓器疊片63且因此可減少滑移。
圖12展示檢驗系統65，其傳送裝置66包括輸送滑車67，其可沿著線性驅動器68移動。真空吸盤69配置於每一輸送滑車67處，變壓器疊片70可經由真空吸盤69固定於適當位置及進行傳輸。其中，變壓器疊片70之傳遞可在輸送滑車67之間進行。
圖13展示具有傳送裝置72之檢驗系統71，該傳送裝置72經設計為具有磁鐵74之輸送滑車73。輸送滑車73可沿著循環線性驅動器75移動，其中磁鐵74可以電氣方式打開及關閉以便將變壓器疊片76固定於適當位置。
24:檢驗系統
25:變壓器疊片
26:偵測單元/偵測裝置
27:傳送裝置
29:線掃描攝影機
30:照明裝置
31:光學偵測裝置
32:箭頭
34:傳送帶
35:傳動裝置
36:驅動輪
37:驅動輪
38:驅動輪
39:驅動輪
40:量測裝置
41:距離感測器
42:位置感測器
43:感測器
44:編碼器
45:溫度感測器
46:感測器
47:表面
48:輪子
a:間隔
b:間隔
c:間隔
L:總長度

Claims (24)

  1. 一種用於使用一檢驗系統(24、55、60、65、71)分析變壓器疊片之缺陷的方法，其中該檢驗系統包含一偵測單元(26)、一傳送裝置(27、56、66、72)及一處理裝置(28)，其中該偵測單元包括一光學偵測裝置(31)，其中該傳送裝置用於相對於該偵測裝置連續地輸送複數個變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)，其中該偵測裝置橫向於、較佳地正交於一變壓器疊片之一移動方向而配置，其特徵在於一變壓器疊片相對於該偵測裝置之一移動速度係經由該偵測單元之一量測裝置(40)而量測，其中使用該偵測裝置擷取一變壓器疊片之一輪廓(11、13、33)之一影像，其中一變壓器疊片之影像經由該處理裝置在考慮到該變壓器疊片之該移動速度的同時組合成該變壓器疊片之一合併影像，其中該變壓器疊片之一形狀係經由該處理裝置基於該合併影像而判定，且該處理裝置(28)基於變壓器疊片之形狀判定用於生產一變壓器核心的複數個變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)之一置放順序。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)之一尺寸及/或一輪廓(11、13、33)係基於該合併影像藉助於影像處理而判定。
  3. 如請求項1或2所述之方法，其中該處理裝置(28)使所擷取影像與藉由該量測裝置(40)量測的該變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)在擷取時間在相對於該偵測裝置(31)之該移動方向上的一位置相關聯。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該處理裝置(28)將該影像之一影像資料集及該位置之一量測資料集儲存於該變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)之一組件資料集中。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該處理裝置(28)將一一致時間戳記分配至該影像之該影像資料集及該位置之該量測資料集。
  6. 如請求項4所述之方法，其中該處理裝置(28)可在該影像之該影像資料集內偵測該變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)之一個別光學標記物且可將其指派給該組件資料集。
  7. 如請求項1或2所述之方法，其中使用該量測裝置(40)之一位置感測器(42)及/或一距離感測器(41)來直接在該變壓器疊片處量測該變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)之一位置、一所完成移動距離及/或移動速度。
  8. 如請求項1或2所述之方法，其中該處理裝置(28)處理來自沿該移動方向置放於該偵測裝置(31)前方的一位置感測器(42)及/或距離感測器(41)之量測資料且隨後處理來自沿該移動方向置放於該偵測裝置後方的一位置感測器及/或距離感測器之量測資料。
  9. 如請求項1或2所述之方法，其中 該處理裝置(28)在該形狀之判定中考慮在該變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)之一端(21)處量測之一移動速度與在該變壓器疊片之一相對端處量測之一移動速度之間的一差異，較佳地亦同時考慮該移動速度之一改變的時間。
  10. 如請求項1或2所述之方法，其中該變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)及/或該傳送裝置(27、56、66、72)之一溫度經量測且由該處理裝置(28)連同一各別膨脹係數一起納入考慮以進行該形狀之判定。
  11. 如請求項1或2所述之方法，其中該傳送裝置(27、56、66、72)之一傳送帶(34、57、61)之一皮帶張力及/或一摩擦係數經量測且由該處理裝置(28)納入考慮以進行該形狀之判定。
  12. 如請求項1或2所述之方法，其中該檢驗系統(24、55、60、65、71)之一校準係經由具備一已知形狀之一變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)之一檢驗而進行。
  13. 一種用於分析變壓器疊片之缺陷的檢驗系統(24、55、60、65、71)，其中該檢驗系統包含一偵測單元(26)、一傳送裝置(27、56、66、72)及一處理裝置(28)，其中該偵測單元包括一光學偵測裝置(31)，其中該傳送裝置用於相對於該偵測裝置連續地輸送複數個變壓器疊片，其中該偵測裝置橫向於、較佳地正交於一變壓器疊片之一移動方向而配置，其特徵在於一變壓器疊片相對於該偵測裝置之一移動速度係經由該偵測單元之一量測 裝置(40)而量測，其中使用該偵測裝置擷取一變壓器疊片之一輪廓之一影像，其中一變壓器疊片之影像經由該處理裝置在考慮到該變壓器疊片之該移動速度的同時組合成該變壓器疊片之一合併影像，其中該變壓器疊片之一形狀係經由該處理裝置基於該合併影像而判定，且該處理裝置(28)基於變壓器疊片之形狀判定用於生產一變壓器核心的複數個變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)之一置放順序。
  14. 如請求項13所述之檢驗系統，其中該光學偵測裝置(31)包括一線掃描攝影機(29)，其中一變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)之輪廓(11、13、33)之一線掃描影像可使用該線掃描攝影機擷取。
  15. 如請求項13或14所述之檢驗系統，其中該光學偵測裝置(31)包括一投影裝置，其中該投影裝置可設計為一照明裝置(30)，其可用於將光投射至該變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)上。
  16. 如請求項13或14所述之檢驗系統，其中該量測裝置(40)包括用以直接在一變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)處量測該變壓器疊片之一位置、一所完成移動距離及/或移動速度的一位置感測器(42)及/或一距離感測器(41)。
  17. 如請求項13或14所述之檢驗系統，其中該傳送裝置(27、56、66、72)設計成具有一個傳送帶(34)、兩個傳送 帶(57、61)或具有輸送滑車(67、73)。
  18. 如請求項17所述之檢驗系統，其中該量測裝置(40)包括用以量測一傳送帶(34、57、61)或一輸送滑車(67、73)之一位置、一所完成移動距離及/或輸送速度的一位置感測器(42)及/或一距離感測器(41)。
  19. 如請求項18所述之檢驗系統，其中至少一個位置感測器(42)及/或距離感測器(41)可分別沿該移動方向配置於該偵測裝置(31)前方及後方。
  20. 如請求項17所述之檢驗系統，其中該傳送帶(34、57、61)設計成具有用於增大該傳送帶之摩擦係數的磁鐵(62)。
  21. 如請求項17所述之檢驗系統，其中該傳送帶(34、57、61)設計成具有一傳動裝置(35)，其可與該傳送帶之一驅動輪(36、37、38、39)嚙合。
  22. 如請求項17所述之檢驗系統，其中該傳送帶(34、57、61)包括用於使所述變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)於該傳送帶上對準的一定心裝置(53)。
  23. 如請求項17所述之檢驗系統，其中 所述輸送滑車(67、73)設計成具有用於固持所述變壓器疊片之真空吸盤(69)及/或磁鐵(62、74)，其中所述輸送滑車可為經由該傳送裝置(66、72)之一線性驅動器(68、75)可移動的。
  24. 如請求項13或14所述之檢驗系統，其中該量測裝置(40)包括用於偵測一變壓器疊片(10、12、14、18、20、25)及/或該傳送裝置(27、56、66、72)之一溫度的一溫度感測器(45)。
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