專利名稱：動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)及其檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠?qū)?gòu)成車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的輸入軸的加工精度進(jìn)行正確檢查的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)及其檢查方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置是把轉(zhuǎn)向油(steering oil)從由引擎驅(qū)動(dòng)的油泵提供給與轉(zhuǎn)向裝置聯(lián)動(dòng)的動(dòng)作氣缸(powersylinder)，從而簡便地對轉(zhuǎn)向輪(steering wheel)的操作進(jìn)行輔助的裝置。動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計(jì)成油壓在停車或低速行駛時(shí)進(jìn)行較大作用，而在高速行駛時(shí)進(jìn)行較小作用，以確保安全性。
下面根據(jù)圖1及圖2，對這種動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的一例進(jìn)行說明。閥門罩10的內(nèi)側(cè)安裝有閥門體11，在閥門體11的外表面，設(shè)成使形成轉(zhuǎn)向油的流路的入口(port)12和油槽(oil groove)13相互連通。在閥門體11的內(nèi)側(cè)安裝有與公知的轉(zhuǎn)向軸(steering column)連接、根據(jù)轉(zhuǎn)向輪的操作而旋轉(zhuǎn)的輸入軸20。輸入軸20在中央設(shè)有空腔(bore)，在外表面沿圓周方向等間隔設(shè)有多個(gè)溝槽22。在輸入軸20的溝槽22內(nèi)設(shè)有與閥門體11的入口12連通、形成轉(zhuǎn)向油的流路的入口23。此外，輸入軸20的空腔21中安裝有扭力桿(torsion bar)14，扭力桿14與齒輪裝置15連接。
另一方面，駕駛員操作轉(zhuǎn)向輪后，對應(yīng)于轉(zhuǎn)向輪的操作方向，與轉(zhuǎn)向軸連接的輸入軸20進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而控制轉(zhuǎn)向油的流路，這樣即可通過控制動(dòng)作氣缸的動(dòng)作，使車輛轉(zhuǎn)向。不過，當(dāng)輸入軸20的旋轉(zhuǎn)方向改變時(shí)，以高速、高壓通過閥門體11的入口12和輸入軸20的入口23的轉(zhuǎn)向油的流動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生劇烈的變動(dòng)及混亂，由此產(chǎn)生的沖擊，以及因輸入軸20與轉(zhuǎn)向油的物理性摩擦而產(chǎn)生的沖擊，就會(huì)作為噪聲源與震動(dòng)源而產(chǎn)生影響。此外還存在引發(fā)閥門體11和輸入軸20的摩擦、從而縮短閥門體11和輸入軸20的壽命等使可靠性大為降低的問題。
為減少這種因輸入軸20的方向改變所引起的流體力學(xué)性沖擊(hydrodynimic shock)與機(jī)械力學(xué)性沖擊(michenical shock)，對輸入軸20的表面進(jìn)行精密加工。進(jìn)而言之，為減少作用于入口左端與右端的流體阻力而進(jìn)行倒角加工(chamfering)。對入口22的左右端進(jìn)行倒角加工后的面，即圖2所示的倒角部分(chamfer)24是對減少流體阻力具有重要影響的因素。因而通常采用端面研磨裝置(egdegrinding machine)把倒角部分24加工至相當(dāng)精度。
對于動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸的倒角部分的檢查，通?？繖z查人員用肉眼進(jìn)行抽樣檢查(sampling inspection)。但是，完全依賴于檢查人員的判斷的肉眼檢查在正確性方面隨每個(gè)檢查人員的測定誤差而存在很大差別，并存在需要花費(fèi)很多時(shí)間與人力的缺點(diǎn)。尤其是抽樣檢查本身就帶有無法保證所有輸入軸的可靠性的缺點(diǎn)。正因如此，就要求進(jìn)行輸入軸的全數(shù)檢查(total inspection)，但由于并未研制出可正確而又迅速進(jìn)行輸入軸的全數(shù)檢查的檢查機(jī)，因而現(xiàn)實(shí)情況是無法進(jìn)行輸入軸的全數(shù)檢查。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而提出來的，其目的在于提供一種可正確檢查輸入軸的加工精度的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)及其檢查方法。
本發(fā)明的另外的目的在于提供一種使輸入軸的提供、清掃、鑒別以及排出等一系列檢查過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可迅速而又正確進(jìn)行輸入軸的全數(shù)檢查的動(dòng)力轉(zhuǎn)向用輸入軸檢查機(jī)及其檢查方法。
本發(fā)明的又另外的目的在于提供一種可實(shí)時(shí)處理及管理輸入軸的檢查數(shù)據(jù)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)及其檢查方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)，用來對具有沿圓周方向等間隔設(shè)置的多個(gè)溝槽、在該溝槽的左右端形成的第1及第2倒角部分的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸進(jìn)行檢查，其特征在于包括提供輸入軸的清掃位置和檢查位置的框架；設(shè)置在框架的清掃位置上，清掃輸入軸的清掃裝置；設(shè)置在框架的檢查位置上，使輸入軸分步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置；從法線方向分別拍攝由轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的輸入軸的第1和第2倒角部分，輸出圖象數(shù)據(jù)的第1攝像機(jī)和第2攝像機(jī)；與第1攝像機(jī)及第2攝像機(jī)各自的光軸同軸地照射第1和第2倒角部分的第1照明裝置和第2照明裝置；利用程序，處理由第1攝像機(jī)和第2攝像機(jī)分別提供的圖象數(shù)據(jù)的電腦。
本發(fā)明提供一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查方法，用上述動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)，對具有沿圓周方向等間隔設(shè)置的多個(gè)溝槽、在該溝槽的左右端形成的第1及第2倒角部分的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸進(jìn)行檢查，其特征在于包括用設(shè)置在清掃位置上的清掃裝置清掃附著在輸入軸上的異物的步驟；把輸入軸從上述清掃位置裝載到上述檢查位置的步驟；用第1攝像機(jī)和第2攝像機(jī)，從法線方向分別拍攝被裝載到檢查位置的輸入軸的最先的一條溝槽的第1倒角部分和最先的另一條溝槽的第2倒角部分，獲得圖象數(shù)據(jù)的步驟；利用電腦的程序，對分別來自第1攝像機(jī)和第2攝像機(jī)的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使第1倒角部分或第2倒角部分的左右側(cè)的棱線的中央線對準(zhǔn)圖象陣列坐標(biāo)系的基準(zhǔn)線的步驟；在對準(zhǔn)狀態(tài)下求取第1及第2倒角部分的左右側(cè)棱線間的距離，計(jì)算出第1及第2倒角部分的寬度值的步驟；邊使輸入軸以規(guī)定角度分步旋轉(zhuǎn)，邊計(jì)算出其余所有第1倒角部分和第2倒角部分的寬度值的步驟；用計(jì)算出的上述第1及第2倒角部分的寬度值來鑒別輸入軸是正品還是次品的步驟。


圖1是表示普通動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸之一例的剖視圖。
圖2是沿圖1的I-I線的剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明所涉及的輸入軸檢查機(jī)的構(gòu)成的前視圖。
圖4是表示本發(fā)明所涉及的輸入軸檢查機(jī)的構(gòu)成的局部側(cè)視圖。
圖5是表示本發(fā)明所涉及的轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置、頂尖座、第1及第2攝像機(jī)、第1及第2照明裝置的構(gòu)成的前視圖。
圖6是表示本發(fā)明所涉及的清掃裝置的構(gòu)成的側(cè)視剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明所涉及的清掃裝置的構(gòu)成的俯視剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明所涉及的第1及第2攝像機(jī)和第1及第2照明裝置的構(gòu)成的俯視圖。
圖9是簡要表示本發(fā)明所涉及的第1及第2照明裝置的構(gòu)成圖。
圖10a～圖10c是表示用于對使本發(fā)明所涉及的第1及第2倒角部分的左右側(cè)棱線對準(zhǔn)圖象陣列坐標(biāo)系的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。
圖11a及圖11b是用于對本發(fā)明所涉及的輸入軸檢查方法進(jìn)行說明的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)及其檢查方法的優(yōu)選實(shí)施例。
首先，參照圖2及圖3，本發(fā)明的輸入軸檢查機(jī)配置為與加工輸入軸20的倒角部分24的公知的端面研磨機(jī)相連接，以便能檢查輸入軸20。構(gòu)成本體的框架30由提供輸入軸20的清掃位置(cleaningposition)P1和檢查位置(inspection position)P2的操作臺(tái)31、以及設(shè)置在該操作臺(tái)31上部的頂部框架32構(gòu)成。而且，在頂部框架32的下部設(shè)有靠支柱33支持的安裝板34。圖3示出，清掃位置P1位于操作臺(tái)31的左側(cè)，檢查位置P2位于操作臺(tái)31與頂部框架32間的中央部位，但由于這是例示的構(gòu)成，因而清掃位置P1和檢查位置P2可變更，以適應(yīng)輸入軸20的裝卸。
由本發(fā)明的輸入軸檢查機(jī)進(jìn)行檢查的輸入軸20，如圖2所示，具有沿輸入軸20的圓周方向以45°的同等間隔與寬度而設(shè)置的8個(gè)溝槽22，以及分別形成于該溝槽左端與右端的16個(gè)倒角部分24。由端面研磨裝置加工完畢的輸入軸20靠機(jī)器人的動(dòng)作，裝載到清掃位置P1，再從清掃位置P1裝載到檢查位置P2。裝載過來的輸入軸20直立在操作臺(tái)31的清掃位置P1和檢查位置P2上，接受清掃及檢查。
參照圖3、圖4、圖6及圖7，本發(fā)明的輸入軸檢查機(jī)具有設(shè)置在操作臺(tái)31的清掃位置P1上，清掃污染了輸入軸20表面的金屬屑、油、灰塵等異物的清掃裝置40。清掃裝置40由下述各部分構(gòu)成設(shè)置在操作臺(tái)31的清掃位置P1上的底板(base plate)41；設(shè)置在底板41之上，包圍清掃裝置P1，形成凈化室(purge room)42a，具有容許把輸入軸裝載進(jìn)凈化室42a的出入口42b的小箱體(booth)42；以及經(jīng)由小箱體42的出入口42b，裝載及卸載輸入軸20的裝卸裝置43。裝卸裝置43由下述各部分構(gòu)成搭載并運(yùn)送輸入軸20的承載器(carriage)44；具有使承載器44運(yùn)動(dòng)的缸桿45a的氣缸45；使承載器44的運(yùn)動(dòng)呈直線的直線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)件(linear motion guide)46。直線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)件46由下述各部分構(gòu)成安裝在操作臺(tái)31上面的引導(dǎo)件導(dǎo)軌46a；為了能沿引導(dǎo)件導(dǎo)軌46a滑動(dòng)而安裝在承載器44下面的滑塊46b。
此外，在承載器44的上面安裝有可旋轉(zhuǎn)地支持輸入軸20的下端的旋轉(zhuǎn)裝置47。旋轉(zhuǎn)裝置47由下述各部分構(gòu)成固定在承載器上面的軸承座47a；經(jīng)由軸承47b，可旋轉(zhuǎn)地安裝在軸承座47a上，支持輸入軸20的下端的中心件47c；以及覆蓋軸承座47a外面的軸承蓋47d。在小箱體42的內(nèi)側(cè)，為了能利用噴出空氣使輸入軸20上的異物脫落而將其除去，并使輸入軸20旋轉(zhuǎn)，安裝有鼓風(fēng)機(jī)50的空氣噴咀51。圖6與圖7示出為了使輸入軸20能夠沿圖中的順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)而安裝有4個(gè)鼓風(fēng)機(jī)50的空氣噴咀51的情況，不過，空氣噴咀51的位置與數(shù)量可適當(dāng)變更。而且在本實(shí)施方式中，為了去除污染輸入軸20表面的油，鼓風(fēng)機(jī)50可由噴射熱空氣的熱氣鼓風(fēng)機(jī)(hot air blower)構(gòu)成。
在小箱體42的上側(cè)，為了防止異物從出入口42b飛散，安裝有形成氣幕的空氣導(dǎo)管52。空氣導(dǎo)管52上具有朝小箱體42的出入口42b噴射空氣的多個(gè)空氣噴咀53。清掃裝置40的氣缸45和空氣導(dǎo)管52與提供空氣的公知的空氣供給裝置連接?？諝夤┙o裝置可由空氣壓縮機(jī)(air compressor)和以規(guī)定壓力控制空氣供給的空氣控制器構(gòu)成。小箱體42的凈化室42a上連接有通過吸入空氣來收集從輸入軸20上脫落的異物的吸塵裝置60。吸塵裝置60由下述各部分構(gòu)成通過吸入管61與小箱體42的凈化室42a連接的吸入裝置62；與該吸入裝置62的排出管63連接的集塵罐64。吸塵裝置60的吸入裝置62和集塵罐64安裝在可靈活移動(dòng)的手推車65上。
參照圖3～圖5，在框架30的檢查位置P2上設(shè)有用來使直立的輸入軸20以規(guī)定角度分步旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置。該驅(qū)動(dòng)裝置具有設(shè)置在操作臺(tái)31上面的轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置(indexing drive)70；以及與轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置直線對準(zhǔn)地設(shè)置在安裝板34的下部、可相對于輸入軸20進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)的頂尖座(tail stock)80，使其與轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置70協(xié)同動(dòng)作，支持輸入軸20的旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置70由下述各部分構(gòu)成提供使輸入軸20按規(guī)定角度分步旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力的伺服馬達(dá)(servomotor)71；為了能在該伺服馬達(dá)71的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而安裝的氣動(dòng)卡盤(air chuck)72；以及可以分合地卡在氣動(dòng)卡盤72上，支持輸入軸20的下端的下部中心件(lowercenter)73。
如圖5所示，頂尖座80由下述各部分構(gòu)成垂直固定在安裝板34的下表面的底板81；具有安裝在該底板81前面的缸桿82a的氣缸82；固定在氣缸82的缸桿82a上的提升器83；對由氣缸82的動(dòng)作引起的提升器83的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行直線引導(dǎo)的的直線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)件84。直線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)件84由下述各部分構(gòu)成平行地立設(shè)在底板81前面的一對引導(dǎo)件導(dǎo)軌84a；為了能沿引導(dǎo)件導(dǎo)軌84a滑動(dòng)而安裝在提升器83下面的一對滑塊84b。在提升器83的下端安裝有旋轉(zhuǎn)裝置85。旋轉(zhuǎn)裝置85由下述各部分構(gòu)成固定在提升器83的下端的軸承座85a；經(jīng)由軸承85b可旋轉(zhuǎn)地安裝于軸承座85a，支持輸入軸20的上端的上部中心件(upper center)85c；以及覆蓋軸承座85a的軸承蓋85d。提升器83的升降動(dòng)作由傳感裝置86感知而受到控制。傳感裝置86由下述各部分構(gòu)成感知提升器83的上升位置的上限傳感器86a；以及感知提升器83的下降位置的下限傳感器86b。
參照圖3、圖5、圖8及圖9，本發(fā)明的輸入軸檢查機(jī)具有拍攝直立在框架30的檢查位置P2上的輸入軸20的倒角部分24，輸出圖象數(shù)據(jù)的第1攝像機(jī)90以及第2攝像機(jī)91；以及為了能夠用第1及第2攝像機(jī)90、91拍攝輸入軸20的倒角部分24而照明倒角部分24，使倒角部分24的圖像投影到第1及第2攝像機(jī)90、91中的第1照明裝置100及第2照明裝置101。第1及第2攝像機(jī)90、91配置在輸入軸20的倒角部分24的法線上。第1攝像機(jī)90配置為可拍攝一個(gè)溝槽23的第1倒角部分24a，而第2攝像機(jī)91則配置為可拍攝另一個(gè)的第2倒角部分24b。在本實(shí)施例中，第1及第2攝像機(jī)90、91由640×480象素的CCD攝像機(jī)(Charge Coupled Device Camera)構(gòu)成。第1及第2攝像機(jī)90、91安裝在移動(dòng)平臺(tái)92上，可通過移動(dòng)平臺(tái)92來精密調(diào)整第1及第2攝像機(jī)90、91的位置。由于移動(dòng)平臺(tái)92的構(gòu)成及動(dòng)作是公知的，因而省略其說明。第1及第2照明裝置100、101，與第1及第2攝像機(jī)90、91的光軸同軸地照明輸入軸20的倒角部分24，使倒角部分24的圖象投影到第1及第2攝像機(jī)90、91。
如圖9所示，第1及第2照明裝置100、101由下述各部分構(gòu)成作為光源，配置成對第1及第2攝像機(jī)90、91的光軸呈直角的發(fā)光二極管(light emitting diodeLED)100a、101a；把從發(fā)光二極管100a、101a發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為平行光束的平行光管(collimator)100b、101b；以及使從平行光管100b、101b出射的平行光束經(jīng)由第1及第2攝像機(jī)90、91的物鏡90a、91a，照射到輸入軸20的倒角部分24上，使從第1及第2攝像機(jī)90、91的物鏡90a、91a入射的倒角部分24的圖象投影到第1及第2攝像機(jī)90、91的CCD圖象傳感器90b、91b上的光束分離器(beam splitter)100c、101c。
再次參照圖3及圖4，本發(fā)明的輸入軸檢查機(jī)具有對清掃裝置40、鼓風(fēng)機(jī)50、吸塵裝置60、轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置70、頂尖座80、第1及第2攝像機(jī)90、91、第1及第2照明裝置100、101的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制器110。控制器110設(shè)置在框架30的頂部框架32上，在控制器110的前面設(shè)有控制面板111。檢查人員通過控制面板111的操作就能夠設(shè)定輸入軸檢查機(jī)的控制所需的功能?？刂破?10可通過安裝在頂部框架32上面的報(bào)警燈112，視覺性地顯示輸入軸檢查機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)。
此外，從第1及第2攝像機(jī)90、91輸出的輸入軸20的圖象數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)輸入電腦120。電腦120具有微處理器、顯視器121及打印機(jī)等輸出裝置、鍵盤等輸入裝置。電腦120通過程序，對從第1及第2攝像機(jī)90、91輸入的輸入軸20的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，顯示到顯視器121上，鑒別輸入軸20是正品還是次品。為了控制輸入軸檢查機(jī)，電腦120與控制器110及機(jī)器人連接，控制器110和電腦120存放在設(shè)置在框架30的操作臺(tái)31上的機(jī)箱122之中。而且在框架30的支柱32上設(shè)有把檢查位置P2的溫度控制為一定值的空調(diào)機(jī)130。通過空調(diào)機(jī)130的溫度控制，可防止檢查位置P2的溫度變化，這樣即可使檢查位置P2的檢查環(huán)境保持一定，從而能夠使通過第1及第2攝像機(jī)90、91得到的輸入軸20的圖象數(shù)據(jù)的可靠性增加。
下面根據(jù)圖11a及圖11b說明具有上述構(gòu)成的本發(fā)明涉及的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)對輸入軸的檢查方法。
參照圖3及圖7，在輸入軸檢查機(jī)的準(zhǔn)備狀態(tài)，清掃裝置40的承載器44被卸載到小箱體42的外側(cè)，頂尖座80的提升器83處于上升位置。機(jī)器人提供已由端面研磨裝置加工了溝槽22和倒角部分24的輸入軸20，使輸入軸20的空腔21的下端對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)裝置47的中心件47c。輸入軸20受到旋轉(zhuǎn)裝置47的中心件47c支持之后，氣缸45就進(jìn)行動(dòng)作，使缸桿45a前進(jìn)。這樣，承載器44即可在直線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)件46的引導(dǎo)下進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)由小箱體42的出入口42b，被裝載到凈化室42a，即清掃位置P1。氣缸45停止后，輸入軸20的裝載就告結(jié)束(S200)。
接著，由鼓風(fēng)機(jī)50的空氣噴咀51噴出的空氣使污染輸入軸20表面的異物脫落而除去(S202)。這時(shí)，輸入軸20可利用從鼓風(fēng)機(jī)50的空氣噴咀51噴出的空氣動(dòng)力獲得旋轉(zhuǎn)力矩。此外，旋轉(zhuǎn)裝置47的軸承47b容許支持輸入軸20的中心件47C轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，由于輸入軸20與中心件47c一同轉(zhuǎn)動(dòng)，因而可徹底清除污染輸入軸20整個(gè)表面的異物。結(jié)果，在用第1攝像機(jī)90、91拍攝輸入軸20的倒角部分24而取得圖象數(shù)據(jù)時(shí)，就可防止因異物引起的圖象數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。通過空氣供給裝置的動(dòng)作而提供給空氣導(dǎo)管52的空氣，從空氣噴咀53朝小箱體42的出入口42a噴出，從而在出入口42a上形成氣幕。由于該氣幕而從輸入軸20上脫落的異物可以通過小箱體42的出入口42a。因此可防止位于檢查位置P2的第1及第2攝像機(jī)90、91等輸入軸檢查機(jī)的污染。
此外，在由清掃裝置40的鼓風(fēng)機(jī)50清掃輸入軸20的同時(shí)，吸塵裝置60的吸入裝置62進(jìn)行動(dòng)作。吸入裝置62經(jīng)由吸入管61，從小箱體42的凈化室42a吸入含有異物的空氣之后，經(jīng)由排出管63送出到集塵罐64。集塵罐64用公知的過濾器對空氣和異物進(jìn)行過濾之后，把異物收集起來，把空氣排到外部。清掃完輸入軸20之后，氣缸45進(jìn)行動(dòng)作，使缸桿45a后退，承載44即可在直線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)件46的引導(dǎo)下進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)由小箱體42的出入口42b，再次被卸載到初始位置。
參照圖5，機(jī)器人抓取受旋轉(zhuǎn)裝置47的中心件47c支持的輸入軸20之后，使輸入軸20的空腔21的下端對準(zhǔn)轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置70的下部中心件73來進(jìn)行裝載(S204)。輸入軸20受到轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置70的下部中心件70支持之后，頂尖座80的氣缸80就進(jìn)行動(dòng)作，使缸桿82a前進(jìn)，于是，提升器83即可在直線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)件84的引導(dǎo)下進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)而下降。由于提升器83的下降，旋轉(zhuǎn)裝置85的上部中心件85c即對準(zhǔn)輸入軸20的空腔21的上端，支持輸入軸20。通過轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置70的下部中心件73和頂尖座80的上部中心件85c，輸入軸20就被垂直定位于檢查位置P2(S206)。把輸入軸20裝載到操作臺(tái)31的位置P2之后，機(jī)器人就從端面研磨裝置上把后續(xù)的輸入軸20提供到清掃位置P1，并清掃該輸入軸20。
第1及第2照明裝置100、101，與第1及第2攝像機(jī)的光軸同軸地對被裝載到操作臺(tái)31的檢查位置P2的輸入軸20進(jìn)行照明，使輸入軸20的倒角部分24的圖象投影到第1及第2攝像機(jī)90、91，第1及第2攝像機(jī)90、91對輸入軸20的圖象進(jìn)行拍攝并輸出圖象數(shù)據(jù)(S208)。這時(shí)，如圖9所示，從第1及第2照明裝置100、101的發(fā)光二極管100a、101a發(fā)出的光經(jīng)由平行光管100b、101b、光束分離器100c、101c、第1及第2攝像機(jī)90、91的物鏡90a、91a，照射到輸入軸20上，輸入軸20的圖象經(jīng)由第1及第2攝像機(jī)90、91的物鏡90a、91a、光束分離器100c、101c，投影到CCD圖象傳感器90b、91b而被拍攝。第1攝像機(jī)90從法線方向拍攝最先的一條溝槽22的第1倒角部分24a并輸出圖象數(shù)據(jù)，第2攝像機(jī)91從法線拍攝最先的另一條溝槽22的第2倒角部分24b并輸出圖象數(shù)據(jù)。從第1及第2攝像機(jī)90、91輸出的輸入軸20的第1及第2倒角部分24a、24b的圖象數(shù)據(jù)，可實(shí)時(shí)輸入電腦120。
電腦120通過程序來處理由第1及第2攝像機(jī)90、91輸入的圖象數(shù)據(jù)，判斷是否取得了第1及第2倒角部分24a、24b的圖象數(shù)據(jù)(S210)。這時(shí)，如果輸入軸20的第1及第2倒角部分24a、24b偏離了第1及第2攝像機(jī)90、91的拍攝角度，倒角部分24a、24b的圖象就投影不到第1及第2攝像機(jī)90、91，因而第1及第2倒角部分24a、24b的圖象數(shù)據(jù)就不會(huì)輸入電腦120。
電腦120一旦判斷為未能從第1及第2攝像機(jī)90、91輸入第1及第2倒角部分24、24b的圖象數(shù)據(jù)，即通過輸出控制信號(hào)使伺服馬達(dá)71動(dòng)作，使輸入軸20分步旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，例如3°(S212)。進(jìn)入上述步驟S208，再次判斷是否通過第1及第2攝像機(jī)90、91的拍攝，輸入了第1及第2倒角部分24a、24b的圖象數(shù)據(jù)。反復(fù)進(jìn)行上述步驟S208～步驟S212，即可取得第1及第2倒角部分24a、24b的圖象數(shù)據(jù)。
一旦通過上述步驟取得第1及第2倒角部分24a、24b的圖象數(shù)據(jù)，電腦120即根據(jù)域值(threshold)把第1倒角部分24a或第2倒角倒角部分24b的任意一方，例如第1倒角部分24a的灰度等級圖象(grey level image)二進(jìn)制化，根據(jù)第1倒角部分24a的二進(jìn)制圖象(binary image)，檢出左側(cè)輪廓線和右側(cè)輪廓線(S214)。作為下一個(gè)步驟，利用最小二乘誤差法(least square error method)過濾噪聲，求出左右側(cè)輪廓線的直線方程，計(jì)算出左側(cè)棱線24a-1和右側(cè)棱線24a-2(S216)。電腦120在顯示器121上顯示出第1倒角部分24a的左右側(cè)棱線24a-1、24a-2之后，判斷左側(cè)棱線24a-1和右側(cè)棱線24a-2間的中央線是否與圖象陣列坐標(biāo)系(image array coordinate system)140的基準(zhǔn)線141對準(zhǔn)(S218)。圖10a及圖10b中示出左右側(cè)棱線24a-1、24a-2的中央線偏離圖象陣列坐標(biāo)系140的基準(zhǔn)線141的左側(cè)與右側(cè)的狀態(tài)。
電腦120一旦判斷為左右側(cè)棱線24a-1、24a-2的中央線未與圖象陣列坐標(biāo)系140的基準(zhǔn)線141對準(zhǔn)，即如圖10c所示，為了使左右側(cè)棱線24a-1、24a-2的中央線與圖象陣列坐標(biāo)系140的基準(zhǔn)線141對準(zhǔn)，即輸出控制信號(hào)，使伺服馬達(dá)71動(dòng)作，使輸入軸20分步旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，例如1°。反復(fù)實(shí)行上述步驟S214～步驟S220，使左右側(cè)棱線24a-1、24b-2的中央線與圖象陣列坐標(biāo)系140的基準(zhǔn)線141對準(zhǔn)。在本實(shí)施方式中，如果左右側(cè)棱線24a-1、24b-2的中央線相對于圖象陣列坐標(biāo)系140的基準(zhǔn)線141，在規(guī)定的誤差范圍，例如20μm左右的誤差范圍內(nèi)，則可判斷為已對準(zhǔn)。
另外，電腦120一經(jīng)判斷為最先的左右側(cè)棱線24a-1、24a-2的中央線已經(jīng)與圖象陣列坐標(biāo)系140的基準(zhǔn)線141對準(zhǔn)，即求取第1及第2倒角部分24a、24b的左側(cè)棱線24a-1、24b-1與右側(cè)棱線24a-2、24b-2間的距離，計(jì)算并保存最先的第1及第2倒角部分24a、24b的寬度值(S222)。電腦120在計(jì)算出最先的第1及第2倒角部分24a、24b的寬度值之后，輸出控制信號(hào)使伺服馬達(dá)71動(dòng)作，使輸入軸20分步旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，例如45°。由第1及第2攝像機(jī)90、91拍攝分步旋轉(zhuǎn)后的輸入軸20的第2個(gè)第1及第2倒角部分24a、24b，取得后續(xù)的第1及第2倒角部分24a、24b的圖象數(shù)據(jù)(S224)。電腦120用與上述說明相同的程序，把從第1及第2攝像機(jī)90、91輸入的第1及第2倒角部分24a、24b的灰度等級圖象根據(jù)域值進(jìn)行二進(jìn)制化，根據(jù)第1及第2倒角部分24a、24b的二進(jìn)制圖象，檢出左側(cè)輪廓線和右側(cè)輪廓線，用最小二乘誤差法過濾噪聲，求出分別與第1及第2倒角部分24a、24b對應(yīng)的左右側(cè)輪廓線的直線方程，計(jì)算出左側(cè)棱線24a-1、24b-1和右側(cè)棱線24a-2、24b-2，求取第1及第2倒角部分24a、24b的左側(cè)棱線24a-1、24b-1和右側(cè)棱線24a-2、24b-2間的距離，計(jì)算并保存第2個(gè)第1及第2倒角部分24a、24b的寬度值(S226)。
接著，電腦120判斷是否對第1及第2倒角部分24a、24b的寬度值計(jì)算了規(guī)定次數(shù)(S228)。在本實(shí)施方式中，可分別計(jì)算出8個(gè)第1及第2倒角部分24a、24b寬度值。電腦120如果判斷為并未計(jì)算8次第1及第2倒角部分24a、24b的寬度值，即進(jìn)入上述步驟S224，繼續(xù)計(jì)算與其余的第1及第2倒角部分24a、24b對應(yīng)的寬度值。因此，通過上述步驟，即可計(jì)算出所有的第1及第2倒角部分24a、24b的寬度值。
用第1及第2倒角部分24a、24b的寬度值，通過給出的計(jì)算式，電腦120分別計(jì)算出溝槽22的寬度值(S230)，分別計(jì)算出把第1及第2倒角部分24a、24b各自的寬度值與溝槽22的寬度值合并后的整體寬度值(S232)。電腦120根據(jù)計(jì)算出的溝槽22的寬度值、整體寬度值以及第1及第2倒角部分24a、24b的寬度值來鑒別輸入軸是正品還是次品(S234)。判斷溝槽22和倒角部分24的加工精度是否滿足規(guī)定的誤差范圍，把滿足加工精度的輸入軸20鑒別為正品，把不滿足加工精度的輸入軸20鑒別為次品(S234)。上面介紹了通過計(jì)算出的溝槽22和倒角部分24的寬度，檢查輸入軸是正品還是次品的方法，不過，關(guān)于輸入軸是正品還是次品的檢查也可以只針對倒角部分24的加工精度來進(jìn)行。
最后，輸入軸20的鑒別結(jié)束之后，頂尖座80的氣缸82進(jìn)行動(dòng)作，使缸桿82后退，于是，提升器83即在直線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)件84的引導(dǎo)下直線運(yùn)動(dòng)而上升。機(jī)器人把電腦120鑒別為正品的輸入軸20從檢查位置P2裝載到正品傳送線上(S236)，把鑒別為次品的輸入軸20裝載到次品傳送線上(S238)。機(jī)器人把后續(xù)的輸入軸20從清掃位置P1裝載到檢查位置P2，重復(fù)進(jìn)行輸入軸20的檢查過程。
上述的實(shí)施例不過是用來說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的權(quán)利范圍并不受上述實(shí)施例的限制。在本發(fā)明的技術(shù)思想與權(quán)利要求范圍內(nèi)，可由本領(lǐng)域人員實(shí)施種種變更、變形及置換，此類實(shí)施例也應(yīng)理解為同屬本發(fā)明的范圍。
如上所述，采用本發(fā)明涉及的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)及其檢查方法，通過第1及第2攝像機(jī)的拍攝以及電腦程序的處理，即可正確地檢查具有在多個(gè)溝槽的每個(gè)溝槽的左右端形成的第1及第2倒角部分的輸入軸的加工精度，使輸入軸的提供、清掃及鑒別等一系列檢查過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，迅速而又正確地進(jìn)行輸入軸的全數(shù)檢查。此外，還具有可實(shí)時(shí)處理與管理輸入軸的檢查數(shù)據(jù)的效果。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)，用來對具有沿圓周方向等間隔設(shè)置的多個(gè)溝槽、在該溝槽的左右端形成的第1及第2倒角部分的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸進(jìn)行檢查，其特征在于包括提供上述輸入軸的清掃位置和檢查位置的框架；設(shè)置在上述框架的清掃位置上，清掃上述輸入軸的清掃裝置；設(shè)置在上述框架的檢查位置上，使上述輸入軸分步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置；從法線方向分別拍攝由上述轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的上述輸入軸的第1和第2倒角部分，輸出圖象數(shù)據(jù)的第1攝像機(jī)和第2攝像機(jī)；與上述第1攝像機(jī)及第2攝像機(jī)各自的光軸同軸地照射上述輸入軸的第1和第2倒角部分的第1照明裝置和第2照明裝置；以及利用程序，處理由上述第1攝像機(jī)和第2攝像機(jī)分別提供的圖象數(shù)據(jù)的電腦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)，其特征在于上述清掃裝置由下述各部分構(gòu)成形成將上述框架的清掃位置包圍的凈化室的小箱體；具有可把上述輸入軸裝載到上述小箱體的凈化室內(nèi)的承載器的裝卸裝置；噴出空氣，使異物從裝載到上述小箱體的凈化室內(nèi)的上述輸入軸上脫落的鼓風(fēng)機(jī)；以及與上述小箱體的凈化室連接，收集從上述輸入軸上脫落的異物的吸塵裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)，其特征在于上述清掃裝置的承載器還包括利用上述鼓風(fēng)機(jī)噴出的空氣動(dòng)力，可旋轉(zhuǎn)地支持上述輸入軸的旋轉(zhuǎn)裝置；以及在上述小箱體的凈化室形成氣幕的空氣導(dǎo)管，以便能夠防止從上述輸入軸上脫落的異物飛散。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查機(jī)，其特征在于還包括可旋轉(zhuǎn)地對一端由上述轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置支持而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的上述輸入軸的另一端進(jìn)行支持的頂尖座。
5.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向用輸入軸的檢查方法，用上述動(dòng)力轉(zhuǎn)向用輸入軸檢查機(jī)，對具有沿圓周方向等間隔設(shè)置的多個(gè)溝槽、在該溝槽的左右端形成的第1及第2倒角部分的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸進(jìn)行檢查，其特征在于包括用設(shè)置在清掃位置上的清掃裝置清掃附著在輸入軸上的異物的步驟；把輸入軸從上述清掃位置裝載到上述檢查位置的步驟；用第1攝像機(jī)和第2攝像機(jī)，從法線方向分別拍攝被裝載到檢查位置的輸入軸的最先的一條溝槽的第1倒角部分和最先的另一條溝槽的第2倒角部分，獲得圖象數(shù)據(jù)的步驟；利用電腦的程序，對分別來自第1攝像機(jī)和第2攝像機(jī)的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使第1倒角部分或第2倒角部分的左右側(cè)的棱線的中央線對準(zhǔn)圖象陣列坐標(biāo)系的基準(zhǔn)線的步驟；在對準(zhǔn)狀態(tài)下求取第1及第2倒角部分的左右側(cè)棱線間的距離，計(jì)算出第1及第2倒角部分的寬度值的步驟；邊使輸入軸以規(guī)定角度分步旋轉(zhuǎn)，邊計(jì)算出其余所有第1倒角部分和第2倒角部分的寬度值的步驟；用計(jì)算出的上述第1及第2倒角部分的寬度值來鑒別輸入軸是正品還是次品的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查方法，其特征在于根據(jù)域值把灰度等級圖象二進(jìn)制化，再從該二進(jìn)制化的圖象檢出左右側(cè)輪廓線，之后，由上述左右側(cè)輪廓線的直線方程計(jì)算出上述第1及第2倒角部分的左右側(cè)棱線。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置用輸入軸檢查方法，其特征在于還包括用上述第1及第2倒角部分各自的左右側(cè)棱線間的寬度值，計(jì)算出上述溝槽的寬度值的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用來檢查動(dòng)力系統(tǒng)的輸入軸的裝置及方法。由第1及第2攝像機(jī)從法線方向拍攝輸入軸的第1及第2倒角部分，獲得倒角部分的圖象數(shù)據(jù)。通過轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置使輸入軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，直到輸入軸的第1及第2倒角部分的中央線對準(zhǔn)電腦的圖象陣列坐標(biāo)系的基準(zhǔn)線。此時(shí)，計(jì)算出輸入軸的第1及第2倒角部分的寬度值。然后通過轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)裝置使輸入軸以規(guī)定角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由電腦對用第1及第2攝像機(jī)獲得的第1及第2倒角部分的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出第1及第2倒角部分的寬度值。接著，計(jì)算出輸入軸的其余倒角部分的寬度值。
文檔編號(hào)G01B11/00GK1599861SQ02823950
公開日2005年3月23日 申請日期2002年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者樸喜載, 黃文泰, 金珍基 申請人:樸喜載