一种检查空壳内壁的检查装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种检查空壳内壁，尤其是机壳内的缸膛的检查设备，其具有支持装置，用于支持空壳；杆状摄像装置，用于捕获横向于杆状摄像装置纵轴的图像；调整设备，用于将摄像装置移入和移出空壳；照明装置，用于照亮空壳的内壁；电子控制及评估工具，用于控制摄像装置来捕获关于杆状摄像装置纵轴的全景图像，且由摄像装置所捕获的图像数据来确定内壁的表面性质；直径测定工具，用于测定空壳的腔的内直径；其中，直径测定工具具有光源，用于发射光束至腔的内壁上，还具有光学测量工具，用于检测来自腔的内壁的光；且其中，控制和评估工具，用于从直径测定工具所得的测量信息中确定腔的内直径。本发明专利技术进一步涉及一种相应的检测方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种检查空壳内壁的设备和方法
本专利技术如权利要求1，涉及一种检查空壳内壁的检查装置，尤其是机壳内的缸膛。本专利技术根据权利要求12，进一步涉及一种检查空壳内壁的检查方法。
技术介绍
在机体，以及各种其他产品的生产中，腔壁的性能是非常重要的。这些壁可装备有一种特殊的涂层。比如，涂层经常被涂覆通过，如线基或粉基热喷涂至内燃机机体中缸膛的波状表面或到工作缸的波状表面上。通过涂覆合适的涂层，原则上，可以实现许多改善，包括：减少内燃机的耗油量，轻量建筑材料的使用，减阻，改进热量排出，更紧凑的构造形态和免于维护。为了达到这样的目的，涂层必须符合预先确定的低公差内表面参数。汽缸缺陷，尤其汽缸内壁的不规则行为，以及材料的沉积应被避免。因此，缸套表面的可靠生产和检查是非常重要的。通常，本专利技术的应用领域不限于引擎组件，而是包括全部对象，其中可检查工件/物品的内壁。已知的检查空壳内壁的检查装置及已知的检查空壳内壁的检查方法都需要一高度的手工活动。对被检查的工件实施一个合适的测量和量化评估需要使用者具备相当高的知识储备以及涉及大量的时间资源。此外，误差率高。通常，可提供一种内壁的目视检查，其中人用肉眼来检查内壁。然而，轻微的粗糙度，仍然产生干扰，不能通过这个方法被检测出。简单的检查装置的加入，比如长度和距离的测量元件，使用者用其确定缸膛的直径，然而涉及大量的时间资源。在层厚小的情况下，例如为300微米，达到控制测量可靠性的要求是尤其难以满足的。
技术实现思路
本专利技术的一个目标，为提出一种用于检查一空壳内壁的检查装置和检查方法，该方法可在短时间内可靠地确定表面性能或内壁上的瑕疵，尤其在生产流程的步骤中。这个目标通过具备权利要求1的特征的检查装置和具备权利要求12的特征的检查方法来实现。依据本专利技术的方法的有利变体和依据本专利技术的检查装置的有利变体是从属权利要求的主题，并且，在后续的说明书中，尤其结合附图又另外被解释。根据本专利技术的一种检查空壳内壁的检查装置，尤其在一机体内的缸膛，至少包括：-用来支持空壳的支持工具，-杆状的摄像装置，其被设计用于记录一杆状摄像装置纵轴的横断方向的图像，-调整工具，用以移动摄像装置进入和离开空壳，-照明工具，用以照亮空壳的内壁，-电子控制和评估工具，其被设计来控制摄像装置，来记录一围绕杆状摄像装置纵轴四周的全景图像及用来从摄像机记录的图像数据中确定内壁的表面性能，以及-直径测量工具，用来确定空壳的腔的内径，其中直径的测量工具具有光源用以发出光束到腔的内壁上以及光学测量工具(传感器)用以检测来自腔的内壁的光，并且其中控制和评估工具被设计用于从直径测量工具测量的信息来确定腔的内径。摄像装置和直径测定工具可以同时或相继地检查，空壳的同一个腔或两个不同的腔。因此，摄像装置被移动进入的腔的上述内壁，以及通过直径测量工具来测量的腔的所述内壁，可为同一或彼此不同的腔的内壁。在后一情况下，两个腔可以相继地被摄像装置和直径测量工具检查。表面性质可以包含比如粗糙度，划痕的存在，斑点，涂层的均匀性，内壁的颜色和/或亮度。摄像装置可被设计用于，通过一单一的图像记录来记录一全景图像。选择地或附加地，控制和评估工具可被设计用来相继地控制多个图片的记录，然后把这些图片放在一起形成一全景图像。为此，调整工具可被提供用于在不同的图像记录间围绕纵轴旋转摄像装置。在一如本专利技术的检查空壳内壁的方法中，使用如本专利技术的一种检查装置及杆状摄像机来检查内壁，因此，当摄像装置被调整工具移入空壳中时，杆状摄像机可以记录下至少一张图片。本专利技术取得的重大优势在于，工件可被高精度和高可靠性地检查而无需非得使用者的实施。通过空壳的支持工具和摄像装置的调整工具促进摄像机移动，可以看出一第一核心理念，就被检查的空壳而言，摄像机的移动可以以一确定的方式来实现。摄像装置和直径测量工具的定位对测量精度是重要的，其可以以一准确和可复制的方式进行。为了在短时间内检查内壁而无需过多的移动，摄像装置可能够记录一全景。全景可以代表一360°角度的图像，因此其在内壁圆周方向中，覆盖了所有的待测量/检查区域。照明工具可包含反射光装置和/或掠射光照明装置。作为反射光装置，它的发光系统可被设置在摄像装置的接收光系统旁边。反射光装置的主要发射方向可大体上平行于摄像装置的主要接收方向，如于小于20°的角度。另一面设置掠射光照明装置，以使掠射光照明装置在运行过程中照明内壁的发射方向，横向于摄像装置从被照明的内壁接收到光的接收方向，从中。内壁的轻微的不均匀性或其他不规则性能够因此轻易地被检测到。在此实施例中，照明工具的发射方向大体上不与摄像装置的接收方向平行。相反地，使用了掠射光照明装置，其发射方向横向相对于摄像装置从被照明的内壁接收光的接收方向。运用此方法，内壁高度变化的情况中的投影可以被更有效地发现。“发射方向”可以被理解为整个角度范围的意思，在整个角度范围内光由掠射光照明装置的一单独的点发出。或者，“发射方向”可以被理解为光发射的角度范围，在测量操作过程中，此范围内发射的光实际上也照射在内壁上。如果照亮内壁一确定的点的发射方向和接收方向，由该接收方向摄像装置可测量来自同一点的光，之间的角度接近90°，则能够特别好地检测出不均匀性。掠射光照明装置的发射方向和摄像装置的接收方向之间的角度可以在45°到135°之间，特别地在60°到120°之间，优选地在75°和105°之间。此外，为了投射一个大的影子，在检查中，相对于腔纵向的照明方向是关键的。较佳地，这些方向之间可几乎彼此平行。例如，可提供的，由掠射光照明装置发射至内壁上的光，以一小于25°的照射到内壁上，更佳地，小于15°或10°。术语“内壁”可以被理解为被检查的一空壳的腔的内壳层表面。原则上腔能够在两个端面被打开，该两个端面横卧在彼此对立面，或者只在这些面的一个被打开。空壳原则上可为任何期望的工件，其具有至少一凹处或开口作为腔。可为例如一机体，其中产生多个缸膛作为腔。被检查。支持工具原则上可按照期望设计，条件是它能够支持，比如支撑，被检查的空壳。同时，它也能够适合于运送空壳。支持工具可被设计以便相对于其他组件，被支持的空壳占用一确定的位置，比如相对于摄像装置。或者，然而，支持工具可被设计以便空壳可以占用支持工具上不同的位置，通常就如把传送带作为支持工具一样。在此情况下也是，为了确保摄像装置可以沿着预定的移动路径相对空壳移动，可存在位置检测工具。这些决定了空壳在支持工具上的位置。随后，依赖于空壳被检测到的位置，用于移动摄像装置的调整工具被控制，。摄像装置本身也可以被用作一检测定位工具或其零件。由于摄像装置呈杆状，它可以轻易地被引入不同形状的腔内。“呈一杆状”可以特别地被认为是一长度明显大于其横截面尺寸的形状，例如至少大4倍或6倍。并非所有的图像记录工具需要设置在杆状内。例如，通过杆状内的光学元件，一图像可被摄制于一位于杆状区域外的摄像组件上。杆状摄像装置包括一进光区，通过该区域用于记录内壁图像的光可以进入摄像装置。所述进光区存在，特有地，于杆状摄像装置的下端，例如，于最先移入腔的终端。进光区可以围绕整个杆状外围延伸，来记录一全景图像。摄像装置通过调整工具相对于空壳移动。由此可以提供的是摄像装置也相对于掠射光照明装置移动。这简化了掠射光照明装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检查装置，用于检查空壳(1)的内壁(4，6)，尤其用于检查机体中的缸膛，其包含‑支持工具，用于支持所述空壳(1)；‑杆状摄像装置(10)，用于记录横向相对于所述杆状摄像装置(10)纵轴的图像；‑调整工具，用于将所述摄像装置(10)移入及移出所述空壳(1)；‑照明工具(20)，用于照亮所述空壳(1)的所述内壁(4,6)；‑电子控制及评估工具，用于控制所述摄像装置(10)来记录一围绕所述杆状摄像装置(10)纵轴的全景图像；且由所述摄像装置(10)所记录的图像数据来确定所述内壁(4，6)的表面性质，以及‑直径测定工具(30)，用于测定所述空壳(1)的腔(3，5)的内直径；其中所述控制和评估工具用于从所述直径测定工具(30)所得的测量信息中确定所述腔(3，5)的内直径，其特征在于，所述直径测定工具(30)具有光源(32)用于作为除所述照明装置(20)以外的装置来发射光束(34)至所述腔(3，5)的所述内壁(4，6)上，并且其还具有光学测量工具(35)用于作为除所述摄像装置(10)以外的装置来检测来自所述腔(3，5)的所述内壁(4，6)的光；所述照明装置(20)包括掠射光照明装置(20)，所述掠射光照明装置(20)的发射方向(25)横向相对于接收方向(15)；其中在所述发射方向(25)上，所述掠射光照明装置(20)在运作过程中照明所述内壁(4，6)；其中由所述接收方向(25)，所述摄像装置(10)接收来自被照明的所述内壁(4，6)的光；其中，所述发射方向(25)与所述接收方向(15)之间的角度在45°到135°之间。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.18 EP 14172886.51.一种检查装置，用于检查空壳(1)的内壁(4，6)，尤其用于检查机体中的缸膛，其包含-支持工具，用于支持所述空壳(1)；-杆状摄像装置(10)，用于记录横向相对于所述杆状摄像装置(10)纵轴的图像；-调整工具，用于将所述摄像装置(10)移入及移出所述空壳(1)；-照明工具(20)，用于照亮所述空壳(1)的所述内壁(4,6)；-电子控制及评估工具，用于控制所述摄像装置(10)来记录一围绕所述杆状摄像装置(10)纵轴的全景图像；且由所述摄像装置(10)所记录的图像数据来确定所述内壁(4，6)的表面性质，以及-直径测定工具(30)，用于测定所述空壳(1)的腔(3，5)的内直径；其中所述控制和评估工具用于从所述直径测定工具(30)所得的测量信息中确定所述腔(3，5)的内直径，其特征在于，所述直径测定工具(30)具有光源(32)用于作为除所述照明装置(20)以外的装置来发射光束(34)至所述腔(3，5)的所述内壁(4，6)上，并且其还具有光学测量工具(35)用于作为除所述摄像装置(10)以外的装置来检测来自所述腔(3，5)的所述内壁(4，6)的光；所述照明装置(20)包括掠射光照明装置(20)，所述掠射光照明装置(20)的发射方向(25)横向相对于接收方向(15)；其中在所述发射方向(25)上，所述掠射光照明装置(20)在运作过程中照明所述内壁(4，6)；其中由所述接收方向(25)，所述摄像装置(10)接收来自被照明的所述内壁(4，6)的光；其中，所述发射方向(25)与所述接收方向(15)之间的角度在45°到135°之间。2.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，由所述掠射光照明装置(20)发射至所述内壁(4，6)上的光，以呈一角度被引导至所述内壁(4，6)上，所述角度小于25°，优选地小于10°。3.如权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，所述杆状摄像装置(10)，其下端具有一进光区(12)，通过所述进光区(12)为首次移动进入所述空壳(1)的腔(3，5)中，其中，光可通过所述进光区(12)进入来记录一所述内壁(4，6)的图像。4.如权利要求1-3任一所述的检查装置，其特征在于，所述照明装置(20)形成一环状光，其相...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·乌尔里奇，弗洛里安·巴德，
申请(专利权)人：斯德姆机械设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE