[发明专利]用于评估表面的清洁度的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于评估工件表面的清洁度的装置和方法，其中红外光施加到该表面，检测从该表面反射的光，通过利用从该表面反射的所检测到的光来计算该表面处的红外光的吸光度，然后通过利用该吸光度以及在该吸光度和该表面上的附着污染物的量之间的预定关系来评估该表面的清洁度。 

背景技术

通常，当组装发动机的气缸体、气缸头和链条箱或传动装置箱时，诸如液态密封垫等的密封材料涂覆在其表面上以防止漏油等。 

这些表面借助于使用加工油来加工铸造零件而形成，使得加工油附着在这些表面上。在加工后，通过清洗这些表面来去除加工油。 

如上所述，通过清洗来去除附着在这些面上的加工油。然而，存在着当没有完全去除加工油时该加工油在清洗后残留在这些面上的情况或者清洗剂残留在这些面上的情况。 

残留的加工油或残留的清洗剂降低了密封材料的密封性能，这导致漏油等。掌握诸如加工油或清洗剂的污染物是否残留在涂覆有密封材料的表面(密封表面)上是重要的。 

传统上，如下所述地测量附着到密封表面的污染物的状况，换句话说，即密封表面的清洁度。 

例如，将具有特定长度和宽度的胶带附着到密封表面，并且通过沿着相对于密封表面基本竖直的方向将其向上拉来使胶带剥离，然后测量使胶带剥离所需的负荷。根据所测量的负荷来评估密封表面的清洁度。 

然而，用于通过测量胶带的剥离负荷来评估密封表面的清洁度的上述方法是用人手操作的，使得在剥离胶带时难以保持恒定的剥离角度或剥离速度。此外，胶带朝着密封表面的附着强度高度依赖于温度，使得即使密封表面的清洁度是相同的，但剥离负荷的测量值也能够因为温度而不同。结果，难以精确地进行测量和适当地评估。 

此外，用人手进行的测量需要长的时间，使得难以在发动机或传动装置的组装过程的周期时间内完成测量。 

例如，为了解决上述问题，JP-A-2002-350342公开了一种用于评估诸如密封表面等的工件表面的清洁度的装置。 

JP-A-2002-350342公开了该装置，包括：泛光灯，具有红外光发生器并将红外光施加到工件表面；以及接收器，接收从附着有污染物的工件表面反射的红外光，其中检测红外光的吸光度并根据该吸光度来测量工件表面的清洁度。在这种情况下，该装置仅检测具有被CH键吸收的波长的红外光，在有机分子中大量包括该CH键。因此，能够检测由有机分子组成的污染物。 

发明内容

本发明待解决的问题 

如JP-A-2002-350342所公开的，传统装置一般使用点光源作为红外光发生器，其中将红外光施加到工件表面，接收从附着有污染物的工件表面反射的红外光，检测红外光的吸光度，并根据该吸光度来测量工件表面的清洁度。从点光源施加的红外光被聚集到工件表面上的非常狭小的区域中，并且将红外光的接收区域设定为与来自点光源的 红外光的施加区域大小相同。于是，即使工件和装置之间的长度或角度改变一点，所检测的红外光的吸光度就改变很多。因此，不能适当地评估工件表面的清洁度。(例如，工件和装置之间的容许的长度改变是大约±0.5mm) 

特别地，关于传统装置，当通过施加红外光来评估工件表面的清洁度时，测量对象的工件主要表示半导体基板等，其中其表面的粗糙度较小并且其表面基本是镜表面。工件高精度地定位且设定在大型固定设备的载台上，并且用泛光灯单元和接收器单元来测量红外光的吸光度，该泛光灯单元和接收器单元每一个都相对于工件高精度地定位。于是，工件表面和设备之间的长度或角度的变化很少变成问题。然而，如果该工件表示笨重而大型的并且形成为复杂形状的发动机或传动装置零件的铸造零件，那么就难以完成该测量同时将工件设定在设备的载台上并保持工件表面、泛光灯和接收器之间的布置关系。结果，难以保证适当的评估。 

本发明的目的是提供用于评估表面的清洁度的装置和方法，即使工件是大型的并且形成为诸如发动机或传动装置的零件等的复杂形状，该装置和方法也能够精确地测量红外光的吸光度并且能容易而适当地评估工件表面的清洁度。 

解决问题的手段 

本发明的第一方面是一种用于评估工件表面的清洁度的装置，包括： 

泛光灯单元，具有面光源和透镜，所述面光源将红外光施加到该表面，并且所述透镜聚焦红外光；