[发明专利]使用光学尺寸标注来制造工件

说明书

一种用于使用光学尺寸标注来制造工件的装置和方法。装置包括被配置为改变工件的至少一个特征的刀具。成像系统耦接至刀具并且限定光轴。成像系统被配置为在工件的至少一个特征处捕获多个图像。控制器包括一个或多个处理器。控制器被配置为分析多个图像以确定工件的至少一个特征的所测量的尺寸。控制器进一步配置为通过向工件的至少一个特征的所测量的尺寸施加预定义的修改来限定用于操作刀具的三维路径。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§120要求于2019年6月28日提交的美国临时申请序列第62/868,750号的优先权，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用以其整体结合于此。

背景技术

蜂窝体通常用于微粒过滤器和催化转化器以用于处理或移除气流(诸如发动机燃烧废气)中的污染物。制造蜂窝体的过程可包括将陶瓷成形材料通过挤出模具挤出。

发明内容

本文描述了各种方法(以及其他内容)以用于提供用于制造蜂窝挤出模具的方法和系统。例如，所述系统和方法使用成像系统来提供尺寸数据，该尺寸数据可用于计算刀具路径。在挤出模具的制造期间，刀具路径可由刀具使用以改变工件。

在一个方面，提供了用于使用光学尺寸标注(dimensioning)来制造工件的装置。该装置包括：刀具，该刀具被配置为改变工件的至少一个特征；耦接至刀具的成像系统，该成像系统限定光轴的成像系统，该成像系统被配置为捕获工件的至少一个特征的多个图像；以及控制器，该控制器包括一个或多个处理器，控制器被配置为分析该多个图像以确定工件的至少一个特征的所测量的尺寸，控制器进一步配置为通过向工件的至少一个特征的所测量的尺寸施加预定义的修改来定义用于操作刀具的三维路径。

在一些实施例中，刀具被包括在计算机数控机器中，并且一个或多个处理器被配置为创建定义刀具的三维路径的程序，该程序被配置为被加载到计算机数控机器的控制器中的存储器中。

在一些实施例中，成像系统包括相机和光学耦接至相机的透镜，其中该透镜是远心透镜。在一些实施例中，成像系统进一步包括：限定被配置为与透镜的光轴基本共轴的照明轴线的第一光源；以及限定照明轴线的第二光源，其中第二光源的照明轴线与透镜的光轴之间的角度小于90°。

在一些实施例中，成像系统具有1μm或更小的测量可重复性。在一些实施例中，装置进一步包括被配置为照亮工件的至少部分的光源。在一些实施例中，光源包括环形灯。

在一些实施例中，刀具是切割刀头、刀具电极、喷水器喷嘴、激光源或添加刀具中的至少一者。在一些实施例中，成像系统相对于刀具是固定的。在一些实施例中，成像系统设置在包壳中，该包壳被配置为防止碎屑接触成像系统。

在一些实施例中，工件是用于蜂窝体的挤出模具并且包括多个销，并且其中工件的至少一个特征是在相邻销之间的狭槽。在一些实施例中，狭槽小于0.25mm。

在一个方面，提供了使用光学尺寸标注来制造工件的方法。方法包括：使用成像系统通过收集工件的图像来检查工件；至少部分地基于被包括在工件中的至少一个特征的所测量的尺寸来分析从图像导出的图像数据，以形成尺寸数据；通过向所测量的尺寸施加预定义的修改来计算刀具路径；以及使用至少一个刀具来改变工件以更改至少一个特征的至少一个尺寸属性，刀具沿着所计算的刀具路径行进。

在一些实施例中，方法进一步包括：检查工件以确定面向刀具的工件表面的取向以及在工件表面与刀具之间在与刀具参考轴线基本平行的轴线上的距离，其中刀具安装在刀具保持器中并且刀具参考轴线由刀具保持器限定。

在一些实施例中，方法进一步包括：使用成像系统的聚焦来检查工件以确定面向刀具的工件表面与刀具之间沿着与刀具参考轴线基本平行的轴线的距离，其中刀具安装在刀具保持器中并且刀具参考轴线由刀具保持器限定。

在一些实施例中，刀具是切割刀头、刀具电极、喷水器喷嘴、激光源或添加刀具中的至少一者。