用于检测中等长度支撑的转向柱组件的设备和方法技术

一种用于检查转向柱组件(10)的设备(110)(和相关的方法)，包括至少一个电动滚轮支撑组件(118)，其适合于至少部分地沿着转向柱组件的长度来旋转地支撑所述转向柱组件；以及至少一个光学扫描装置(158)，其适合于在转向柱组件的轴旋转时光学地扫描转向柱组件的感兴趣的特征，以用于获得数据，用于识别与用于感兴趣的特征的一个或多个预定值的一个或多个偏离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】要求申请日和优先权的权益本申请要求于2014年2月4日提交的美国申请号61/935,419的申请日的权益，且以该申请为优先权，将该申请的全部内容通过引用并入本文中。本申请还涉及于2014年2月4日提交的美国申请号61/935,421，将该申请的全部内容通过引用并入本文中。
通常，本专利技术涉及在安装到运输车辆中之前用于对转向柱组件进行检查的设备和方法。更具体地，本专利技术涉及用于机动车辆的转向柱组件的非接触检查的设备和方法，而该转向柱组件至少部分地沿其长度被可旋转地支撑。
技术介绍
在转向柱组件的制造中，经常存在多个需要相互组装的子组件或部件。为了适当操作，许多子组件或部件在其被安装到其有意向的车辆中时适于绕着纵向轴旋转。在转向柱组件的制造中，重要的是，各个子组件或部件彼此适当地附接。这通常通过一个或多个压接、铆接或其他塑性变形操作来实现，通过这些操作，套筒、管、盘或一些其他通常为圆柱形且中空的物体绕着轴或一些其他通常为圆柱形的部件连接，使得连接的部分能抵抗纵向分开、抵抗径向位移，或两者。尽管对于装配线工作人员来说，可以进行可视的和/或手动检查来质量保证，但是这样的检查留下了从一个工作人员到另一个工作人员的一些主观性的可能，并且可能导致潜在的不一致的结果。在将相同的转向柱组件安装到车辆中之前，需要检查转向柱组件(如这里所使用的“转向柱组件”预期的不仅是适合于安装到车辆中的最终转向柱组件而且还是结合到最终转向柱组件中的子组件)的自动化方法。对检查转向柱组件(例如，组件的部件之间的接头)的非接触方法存在特别的需要，通过该方法，进行该检查的装置如此操作而无需在检查时与转向柱组件相接触。对允许旋转转向柱组件的转向柱组件的方法也存在需要，但是该方法避免以一种会潜在地损害转向柱组件的方式来接触转向柱组件的部件。对管理被制造和检查的存货也存在需要，以帮助确保未能满足某些标准的组件与那些确实满足这种标准的组件相隔离。以下美国专利文件可能涉及本专利技术，已公开的美国专利申请号：20020101595和20130170734；以及美国专利号：5,162,659、5,267,381、和5,426,309；出于所有目的在此引入这些文献作为参考。
技术实现思路
本申请利用简单且精制的方法来对转向柱组件进行非接触检查，通过该方法，转向柱组件至少部分地沿着其长度可旋转地支撑，并且绕着纵向轴线旋转，使得关于感兴趣的特征的数据(例如，简档数据)通过光学检测装置可被收集，并且用来确保感兴趣的特征的存在和/或用来确定该感兴趣的特征是否能满足某些预定标准。如由以下将发现的，本专利技术预期用于检查转向柱组件的设备(和相关联的方法)，该转向柱组件包括至少一个电动滚轮支撑组件(电动辊支撑组件)，其适合于至少部分地沿着其整个可伸缩地延伸的长度可旋转地支撑转向柱组件(例如，它适合于支撑转向柱组件的长度的至少约2％、5％，10％，20％或更长，或者可能是小于约50％、35％或25％)。至少一个光学扫描装置(在检测中，该装置期望地与转向柱组件相隔开)适合于在转向柱的轴旋转时来光学地扫描转向柱组件的感兴趣的特征(例如，通过发射光束，例如激光束(例如，蓝色激光束)，其可漫反射至位于转向柱组件的一个或多个位置处，在该位置处，感兴趣的特征被假定是且检查来自转向柱组件的反射(例如，使用固态检测器，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器)))，用于收集数据以识别与感兴趣的特征的一个或多个预定值的一个或多个偏离。在一个方面，本专利技术通常涉及用于检测转向柱组件的设备，该转向柱组件具有一长度、第一端、第二端和纵向轴线。该设备包括至少一个具有纵向轴线的支撑结构。该设备还具有至少一个电动滚轮支撑组件，其包括工件驱动马达，以及一个或多个适合于由工件驱动马达驱动的滚轮。该至少一个电动滚轮支撑组件可以承载在至少一个支撑结构上。该至少一个电动滚轮支撑组件适于在第一端与第二端之间的位置处在转向柱组件的长度的部分上支撑转向柱组件，以及用于旋转转向柱组件。该设备还包括至少一个适合于在转向柱组件旋转时光学地扫描转向柱组件的感兴趣的特征的光学扫描装置，以收集数据，以识别一个或多个与感兴趣的特征的一个或多个预定值的偏离。例如，至少一个光学扫描装置可发射光束并且至少一个光学扫描装置可被定向，使得光束目的照射在转向柱组件的感兴趣的特征，且对感兴趣的特征的光束的反射光能够被至少一个光学扫描装置检测到(例如，使用固态或其他检测器，该检测器能够基于其接收的反射光来发出信号)。一旦在转向柱组件的第一端与第二端之间接收到转向柱组件，使至少一个工件驱动马达运行来旋转一个或多个滚轮，从而能够使转向柱组件绕着其纵向轴线旋转，以使得其可以被至少一个光学扫描装置扫描到。如由这里的教导显然的是，其他特征可构成设备的部分。例如，至少一个光学扫描装置和至少一个电动滚轮组件均可承载在公共支撑结构上。该设备可以包括至少一个标记装置，基于检查的结果，该标记装置适于在转向柱组件的表面上标记可视指示剂；该至少一个标记装置可以包括适合于将可视指示剂喷涂到方向盘组件的预定位置上的流体喷嘴。该至少一个标记装置还可与至少一个电动滚轮支撑组件和/或至少一个光学扫描装置一起承载在公共支撑结构上。该至少一个电动滚轮支撑组件可以包括马达，该马达驱动至少两个相对滚轮(两个相对滚轮可彼此相互间隔开，例如，间隔开约1至约15mm，或甚至约2至约10mm)，并且可适合于转动转向柱组件的大致圆柱状部分，同时还在转向柱组件的至少部分上来支撑转向柱组件。该设备可以包括惰轮滚轮组件(例如，轴向地与至少一个电动滚轮支撑组件的纵向轴线相对齐且因而与转向柱组件的旋转轴线大致相平行的惰轮滚轮组件)，该惰轮滚轮组件适合于接收转向柱组件的至少一部分，以响应于电动滚轮支撑组件的旋转来转动转向柱组件。该设备可以包括至少一个控制器，该控制器适合于利用关于转向轮子组件的感兴趣的特征的期望的表面轮廓的数据被编程，并且适合于比较从至少一个三维扫描器获得的检测值，且基于该比较，其适合于发出一信号，该信号可能进而触发视觉和/或听觉警报，和/或发出用于引起至少一个标记装置来将标记施加在转向柱组件上的信号。如在本文中将进一步看到的，设备是这样一种设备，至少一个电动支撑组件和任何惰轮滚轮组件适合于从转向柱组件的纵向轴线上或其下面的位置处单独地支撑转向柱组件。就这一点而言，至少一个电动支撑组件和任何滚轮组件可以是将转向柱组件支撑在设备上的单独的装置。此外，至少一个电动支撑组件和任何惰轮滚轮组件可以被配置成支撑转向柱组件，使得转向柱组件的第一端和第二端中的一个或两个与任何支撑结构没有接触。在另一个方面，本申请还预期转向柱组件的非接触检查的方法。该方法可采用使用根据本专利技术的设备。例如，该方法可以包括以下步骤：从转向柱组件的纵向轴线的下方位置处支撑转向柱组件。该方法可以包括以下步骤：绕着转向柱组件的纵向轴线旋转转向柱组件，同时利用至少一个光学扫描装置来扫描转向柱组件以获得转向柱组件的一个或多个感兴趣的特征。可采用这样的步骤：将获得的关于一个或多个扫描到的感兴趣的特征的数据与一个或多个扫描到的感兴趣的特征的预定值进行比较。基于该比较步骤，还存在以下步骤：识别转向柱组件是否与预定值相符合。根据本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于执行具有一长度、第一端、第二端和纵向轴线的转向柱组件的检查的设备，包括：a.具有纵向轴线的至少一个支撑结构；b.至少一个电动滚轮支撑组件，承载在所述至少一个支撑结构上并且包括至少一个工件驱动马达和适于由所述至少一个工件驱动马达驱动的一个或多个滚轮，所述至少一个电动滚轮支撑组件适合用于在所述转向柱组件的第一端与其第二端之间的位置处在所述转向柱组件的长度的至少一部分上支撑所述转向柱组件，并且用于绕着所述转向柱组件的纵向轴线来旋转所述转向柱组件；c.至少一个光学扫描装置，适合于在旋转所述转向柱组件时光学地扫描所述转向柱组件的感兴趣的特征，用于收集数据以识别与用于所述感兴趣的特征的一个或多个预定值的一个或多个偏离；其中，所述至少一个光学扫描装置发射光束并且所述至少一个光学扫描装置被定向，使得所述光束对准所述转向柱组件的所述感兴趣的特征，并且所述感兴趣的特征对所述光束的反射光能够通过所述至少一个光学扫描装置检测；其中，一旦在所述转向柱组件的第一端与其第二端之间的位置处接收所述转向柱组件，所述至少一个工件驱动马达运行来旋转所述一个或多个滚轮，由此使所述转向柱组件绕着其纵向轴线旋转，使得所述转向柱组件能够通过所述至少一个光学扫描装置扫描。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.04 US 61/935,4191.一种用于执行具有一长度、第一端、第二端和纵向轴线的转向柱组件的检查的设备，包括：a.具有纵向轴线的至少一个支撑结构；b.至少一个电动滚轮支撑组件，承载在所述至少一个支撑结构上并且包括至少一个工件驱动马达和适于由所述至少一个工件驱动马达驱动的一个或多个滚轮，所述至少一个电动滚轮支撑组件适合用于在所述转向柱组件的第一端与其第二端之间的位置处在所述转向柱组件的长度的至少一部分上支撑所述转向柱组件，并且用于绕着所述转向柱组件的纵向轴线来旋转所述转向柱组件；c.至少一个光学扫描装置，适合于在旋转所述转向柱组件时光学地扫描所述转向柱组件的感兴趣的特征，用于收集数据以识别与用于所述感兴趣的特征的一个或多个预定值的一个或多个偏离；其中，所述至少一个光学扫描装置发射光束并且所述至少一个光学扫描装置被定向，使得所述光束对准所述转向柱组件的所述感兴趣的特征，并且所述感兴趣的特征对所述光束的反射光能够通过所述至少一个光学扫描装置检测；其中，一旦在所述转向柱组件的第一端与其第二端之间的位置处接收所述转向柱组件，所述至少一个工件驱动马达运行来旋转所述一个或多个滚轮，由此使所述转向柱组件绕着其纵向轴线旋转，使得所述转向柱组件能够通过所述至少一个光学扫描装置扫描。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个光学扫描装置和所述至少一个电动滚轮支撑组件均被承载在公共支撑结构上。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备包括至少一个标记装置，所述标记装置适于基于检查的结果将可视指示剂标记到所述转向柱组件的表面上，并且其中，所述至少一个标记装置包括流体喷嘴，所述流体喷嘴适于将所述可视指示剂喷涂到所述转向柱组件的预定位置上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述至少一个光学扫描装置、所述至少一个电动滚轮支撑组件以及任何标记装置被承载在公共支撑结构上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述至少一个电动滚轮支撑组件包括驱动至少两个间隔开的相对滚轮的马达，并且适于转动所述转向柱组件的大致圆柱形部分，同时还在所述转向柱组件的长度的至少约2％但小于其长度的约50％上支撑所述转向柱组件。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述设备还包括适于接收所述转向柱组件的至少一部分的惰轮滚轮组件，用于响应于所述至少一个电动滚轮支撑组件的旋转来转动所述转向柱组件。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中，所述设备包括至少一个控制器，所述控制器适于利用关于所述转向柱组件的所述感兴趣的特征的期望表面轮廓的数据被编程，并且适于比较从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·莫里森三世，泰·艾伦·布朗，提摩西·布莱恩·鲁德，
申请(专利权)人：NSK美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US