用于检测中空主体的测试系统和方法技术方案

用于检测中空主体、尤其是其中有气缸孔的发动机缸体的测试系统，包括测量装置，所述测量装置包括延长体和与延长体相连的多个传感器，该多个传感器被设置成用于进行距离测量。测试系统还包括电子控制机构，该电子控制机构被设置成能使测量装置移动到要被检测的中空主体内，并在来自于传感器的距离测量数据的基础上确定中空主体的内径。为了能检测不同直径的中空主体，至少一部分传感器为能相对于测量装置的延长体移动的可移动的传感器的形式。电子控制机构还可被设置成能根据要被检测的中空主体来选择可移动的传感器相对于延长体的测量位置。还设置有校准站，电子控制机构被设置成能进行用于可以动的传感器的校准过程。本发明专利技术还揭露了相应的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测中空主体的测试系统和方法
在第一方面中，本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于检测中空主体、尤其是其中有气缸孔的发动机缸体的测试系统。在第二方面中，本专利技术涉及根据权利要求14的前序部分所述的用于检测中空主体、尤其是其中有气缸孔的发动机缸体的相应方法。
技术介绍
这种类型的发动机缸体例如可用于机动车的内燃机。其包括多个气缸孔，气缸孔的尺寸和壁的特性应符合精确度的要求，以确保内燃机的效率尽可能地高。在这种情况下，可将气缸孔大体上理解为具有弧形、尤其是圆形截面的柱形的中空空间。在许多情况下，在气缸孔的内壁上设置有涂层。这需要以尽可能高的精度来符合特定需求，尤其是关于该涂层的层厚度的特定需求。通过通用的测试系统能够对这种中空主体的特性和/或所设置的涂层的特性进行检测。用于对中空主体、尤其是其中有气缸孔的发动机缸体进行检测的通用的测试系统包括：测量装置，该测量装置具有延长体和多个传感器，这些传感器与延长体相连并适于进行距离测量，以及电子控制机构，该电子控制机构适于将测量装置(即，延长体和与其相连的传感器)移动到要被检测的中空主体内，在那里，传感器记录与它们到中空主体的内壁之间距离相关的距离测量数据，该电子控制机构还适于在传感器的距离测量数据的基础上确定中空主体的内径。在用于检测中空主体、尤其是其中有气缸孔的发动机缸体的通用方法中，设置有测量装置，该测量装置包括延长体和多个传感器，这些传感器与延长体相连并适于进行距离测量。该方法包括以下步骤：将测量装置移动到要被检测的中空主体内，测量装置在那里对到中空主体的内壁的距离进行测量，以及根据传感器由此而记录的距离测量数据来确定中空主体的内径。从DE19934991A1中能得知一种用于检测中空主体的测试系统，在该中空主体的内壁上设置有涂层。另外，在由本申请人提出的申请号为14172886的还未公开的欧洲专利申请描述了一种通用的测试系统和相应的方法。所希望的是能通过相同的测试系统和方法来检测任何可能的类型的中空主体或发动机缸体。如果不同的中空主体的尺寸相差很大，那么这会非常困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测试系统和方法，通过这种测试系统和方法能够尽可能准确地检测不同尺寸的中空主体。该目的可通过具有权利要求1中的特征的测试系统来实现，也可通过具有权利要求14中的特征的方法来实现。从属权利要求的主旨在于根据本专利技术的测试系统和根据本专利技术的方法的有利的变化方案，这将在下文中进行说明。关于上述类型的测试系统，根据本专利技术提出，为了检测不同直径的中空主体，至少一部分传感器被设计成能相对于测量装置的延长体移动的可移动的传感器。根据要被检测的中空主体，电子控制机构适于选择可移动的传感器相对于延长体的测量位置。另外，还设置有校准站，电子控制机构适于在校准站处对可移动的传感器进行校准过程。关于上述类型的方法，根据本专利技术提出，为了检测不同直径的中空主体，至少一部分传感器被设计成能相对于测量装置的延长体移动的可移动的传感器。根据要被检测的中空主体来选择可移动的传感器相对于延长体的测量位置。另外，用于可移动的传感器的校准过程可优选地在校准站处进行。在校准过程中，特别地可提出以下内容：将测量装置移动到校准站处，将可移动的传感器移动到相对于延长体的特定的参考测量位置处，在可移动传感器处于参考测量位置的情况下进行参考测量，通过该参考测量能测得到校准站的距离，以及确定并存储预先得知的校准站的尺寸和参考测量的测量数据之间的关系。由此确定的关系可被用于在传感器的距离测量数据的基础上对要被检测的中空主体的内径进行上述确定。原则上，校准过程和测试测量(即，到要被测试的中空主体的内壁的距离测量)的顺序是任意的。有利的是，通过距离测量数据来计算直径仅在校准过程之后进行。优选地，校准过程在测试测量之前进行，从而在进行了到中空主体的距离测量的情况下能直接计算相关的内径。传感器根据结构可能会具有小的测量范围。例如，某些传感器仅能准确地确定特定距离区间内的距离。由此，根据要被检测的中空主体的内径，传感器到中空空间的内壁的距离可能会超出传感器的测量范围。然而，为了仍旧能准确测量该距离，根据本专利技术的中心思想，并非所有的传感器都与测量装置的延长体固定连接。实际上，至少一些传感器能被径向向外调节。一旦测量装置被移动到要被检测的中空主体内，就能在朝向中空主体的内壁的方向上调节可移动传感器。通过这种方式，能改变可移动的传感器到中空主体的内壁的距离，以致可移动的传感器处于传感器进行更加准确的测量所需的距离区间内。为此，可调节可移动的传感器，尤其是使其相对于延长体沿径向方向展开或延伸。径向方向指的是垂直于延长体的纵向轴线的方向。可移动的传感器的延伸过程可包括沿径向方向的移动分量或仅沿径向方向移动。通过使用多个可移动的传感器，能借由各个距离测量来计算要被检测的中空主体的直径，即，中空主体内的中空空间的内径。如果可移动的传感器包括至少三个传感器，这些传感器的测量方向在方位角方向上相对于彼此偏移，那么就不需要准确地沿着中空空间或中空主体的中心轴线将测量装置移动到要被检测的中空空间或中空主体内。实际上，即便在测量装置相对于中心轴线偏移时，也可准确地确定直径。例如，可设置三个传感器，这些传感器相对于彼此围绕延长体的纵向轴线各自旋转120°对齐。在一个优选的方法变化方案中，为了对中空主体的内径进行测试，在测量装置已经移动到要被检测的中空主体内时，可移动的传感器远离延长体移动。作为对比，可移动的传感器在测量装置移入要被检测的中空主体或移出要被检测的中空主体的同时朝向延长主体缩回。这能降低传感器与要被检测的中空主体之间非预期碰撞的风险。尽管如此，也能达到测量过程所需的到中空主体的相对较小的距离。优选地，电子控制机构适于通过考虑要被检测的中空主体的所预期的内径来设定测量位置，可移动的传感器移动到该测量位置处以进行距离测量。所预期的内径例如可以是给定的标称值。由此，在这种情况下，针对带有不同尺寸的内径的中空主体，可移动的传感器不会移动到相同的测量位置。实际上，传感器在大内径的情况下比在小内径的情况下被更大程度地延伸。为了能准确地确定内径，需要尽可能精确地考虑可移动的传感器被调节的距离。然而，在传感器的多个移动过程中，可能会发生传感器的位置设置的偏离。如果发生了传感器从之前的测量位置(尤其是准确已知的)到另一测量位置的改变，那么也能通过相对不准确的方式得知可移动的传感器的测量位置。例如，如果已经完成了具有特定内径的多个中空主体的检测，且随后跟着针对带有不同内径的不同的中空主体的新的检测，那么这可能会发生。本专利技术的基本理念旨在能准确地确定中空主体的内径，即便未确切得知可移动的传感器的测量位置时也是如此。实际上，可移动的传感器能通过可重复的方式移动到相对于测量装置的延长体的特定的测量位置上，然而该测量位置是不被准确得知的。如果针对测量位置假定了错误的值，那么这会对基于此而计算得到的中空主体的内径产生直接影响。为了避免这种情况，根据本专利技术进行校准或参考测量。在该过程中，将可移动的传感器移动到参考测量位置中。该参考测量位置指的是可移动的传感器相对于测量装置的延长体的位置。特别地，参考测量位置可以与可移动的传感器相对于延长体的测量位置相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检测中空主体(1)、尤其是其中有气缸孔(2)的发动机缸体(1)的测试系统，具有测量装置(10)，所述测量装置(10)包括延长体(12)以及与所述延长体(12)相连的多个传感器(15,16)，所述多个传感器(15,16)适于进行距离测量，电子控制机构，所述电子控制机构适于将所述测量装置(10)移动到要被检测的中空主体(1)内，并在所述传感器(15,16)的距离测量数据的基础上确定所述中空主体(1)的内径，其特征在于，为了检测不同直径的中空主体(1)，至少一部分传感器(15,16)被设计成能移动的传感器(15,16),所述能移动的传感器(15,16)为光学传感器(15,16)，并能相对于测量装置(10)的延长体(12)至少在径向方向上移动，根据要被检测的中空主体(1)，所述电子控制机构适于选择所述能移动的光学传感器(15,16)相对于所述延长体(12)的测量位置，设置有校准站(30)，以及所述电子控制机构适于在所述校准站(30)处对所述能移动的传感器(15,16)进行校准过程，其中为了校准测量，所述光学传感器(15,16)移动到相对于所述延长体(12)的参考测量位置处。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.20 EP 15151723.21.用于检测中空主体(1)、尤其是其中有气缸孔(2)的发动机缸体(1)的测试系统，具有测量装置(10)，所述测量装置(10)包括延长体(12)以及与所述延长体(12)相连的多个传感器(15,16)，所述多个传感器(15,16)适于进行距离测量，电子控制机构，所述电子控制机构适于将所述测量装置(10)移动到要被检测的中空主体(1)内，并在所述传感器(15,16)的距离测量数据的基础上确定所述中空主体(1)的内径，其特征在于，为了检测不同直径的中空主体(1)，至少一部分传感器(15,16)被设计成能移动的传感器(15,16),所述能移动的传感器(15,16)为光学传感器(15,16)，并能相对于测量装置(10)的延长体(12)至少在径向方向上移动，根据要被检测的中空主体(1)，所述电子控制机构适于选择所述能移动的光学传感器(15,16)相对于所述延长体(12)的测量位置，设置有校准站(30)，以及所述电子控制机构适于在所述校准站(30)处对所述能移动的传感器(15,16)进行校准过程，其中为了校准测量，所述光学传感器(15,16)移动到相对于所述延长体(12)的参考测量位置处。2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，在所述校准过程中，所述测量装置(10)移动到所述校准站(30)处，所述能移动的传感器(15,16)移动到相对于所述延长体(12)为特定的参考测量位置处，在所述能移动的传感器(15,16)处于所述参考测量位置处时，进行参考测量，通过所述参考测量来测量到所述校准站(30)的距离，确定并存储所述校准站(30)的已知的尺寸和所述参考测量的测量数据之间的关系，并且所述电子控制机构适于在考虑所确定的关系的情况下、基于所述传感器(15,16)的距离测量数据来确定要被检测的中空主体(1)的内径。3.根据权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于，所述电子控制机构适于至少每次测量具有与之前的中空主体(1)不同的测量位置的下一中空主体(1)时进行校准过程。4.根据权利要求1到3中任一项所述的测试系统，其特征在于，所述校准站(30)包括至少一个参考环(31,32,33)，所述测量装置(10)能移动到所述参考环内。5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述校准站(30)包括多个参考环(31,32,33)，各自参考环的内径不同。6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述多个参考环(31,32,33)同心地叠设在一起。7.根据权利要求5或6所述的测试系统，其特征在于，所述电子控制机构适于根据要被检测的中空主体(1)的所预期的内径来选择所述参考环(31,32,33)中的一个。8.根据权利要求1到7中任一项所述的测试系统，其特征在于，所述能移动的传感器(15,16)的所述参考测量位置与在进行校准过程之后检测中空主体(1)的测量位置相同。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：格哈德·奥夫施拉格尔，沃尔夫冈·乌尔里希，弗洛里安·巴德，马克·凯斯廷，拉尔夫·沃尔英格，
申请(专利权)人：斯图姆机械装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE