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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Platzieren eines Werkstücks auf einer Messvorrichtung sowie eine Messvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramprodukt.
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2. Beschreibung der einschlägigen Technik
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Zum Messen von Abmessungen oder einer Form eines Produkts werden verschiedene Arten von Messvorrichtungen verwendet. Eine Koordinatenmessvorrichtung wird beispielsweise verwendet, um verschiedene Punktpositionen auf einer Oberfläche eines Produkts zu messen. Eine Oberflächencharakteristikmessvorrichtung (Formmessvorrichtung, Profilmessvorrichtung oder Oberflächenrauheitsmessvorrichtung) wird verwendet, um eine exakte Form, Profil oder Rauheit der Oberfläche des Produkts zu messen. Eine Rundheitsmessvorrichtung wird beispielsweise verwendet, um die Rundheit eines zylindrischen Produkts zu messen.
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Bei diesen Messvorrichtungen wird ein Werkstück (Messobjekt) zum Messen auf einem Tisch (einer Bühne) platziert. Dann wird eine Messung verschiedener Abschnitte des Werkstücks durchgeführt, während ein Messkopf entsprechend der jeweiligen Art der Messung relativ zu dem Tisch verschoben wird. Verschiedene Formate werden für die relative Verschiebung des Tisches und des Messkopfs verwendet. Bei vielen Messvorrichtungen wird jedoch der Tisch verschoben, und ein äußerst genauer Führungsmechanismus oder Lagermechanismus wird bei dem Verschiebemechanismus eingesetzt, um die Genauigkeit der Messvorrichtung sicherzustellen.
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Bei einer Rundheitsmessvorrichtung wird beispielsweise ein rotierender Tisch verwendet, um ein Werkstück zu drehen und eine Umfangsfläche desselben zu messen. Um eine hochgenaue Rotation zu erreichen, verwendet der rotierende Tisch ein Luftlager (siehe
japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. H03-008969 ). Bei dem Luftlager des rotierenden Tischs ist eine Luftschicht von zwischen einigen um und Zehntel-μm (Mikron) in einem Spalt zwischen einem Rotor (auf einer Rotationsseite) und einem Stator (auf einer befestigten Seite) ausgebildet, und der Rotor ist gegenüber dem Stator durch Stabilität der Luftschicht schwebend gehalten, wodurch eine kontaktlose Rotation erreicht wird. Der Rotor und der Stator haben jeweils eine Druck aufnehmende Oberfläche, die der Druck aufnehmenden Oberfläche des anderen zugewandt ist, und die Luftschicht ist dazwischen angeordnet. Eine Form jeder Druck aufnehmenden Oberfläche beeinflusst die Rotationsgenauigkeit stark, welche ein Hauptmerkmal der Rundheitsmessvorrichtung darstellt. Um einen hohen Grad an Rotationsgenauigkeit zu erreichen, ist folglich bei der Endbearbeitung der Druck aufnehmenden Oberflächen des Rotors und des Stators in dem Luftlager geometrische Genauigkeit in Sub-Mikron-Größenordnung erforderlich.
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In jüngsten Jahren ist die Größe der Messobjekte bei Messvorrichtungen extrem groß geworden. Beispielsweise waren Rundheitsmessungen für extrem große Werkstücke, wie Windenergie-Generatorrotoren und Wasserturbinen erforderlich. Um derart große Werkstücke auf einem Tisch einer Messvorrichtung zu platzieren, wurde das Werkstück durch eine Hebevorrichtung, wie einen Kran oder einen Heber aufgehoben. Beim Aufheben eines extrem großen Werkstücks von einem Kran kann jedoch keine genaue Bewegung erwartet werden, verglichen mit einer Situation, in der eine Arbeitskraft ein kleines Werkstück vorsichtig auf einem Tisch platziert.
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Mit anderen Worten: Wenn das extrem große Werkstück von dem Kran hängend gehalten wird, muss das Werkstück, nachdem das Werkstück nahe über eine Tischoberfläche bewegt worden ist, langsam abgesenkt werden, sodass kein Zusammenstoß verursacht wird, um Schäden an Werkstück und Tisch zu vermeiden. Zwar kann eine qualifizierte Arbeitskraft in der Lage sein, die oben beschriebene genaue Bewegung auszuführen, eine normale Arbeitskraft jedoch kann den Vorgang schwierig finden. Außerdem kann ein herkömmlicher Kran oder Heber nicht in der Lage sein, eine ausreichend niedrige Geschwindigkeit einzustellen, oder die Bewegung kann intermittierend sein. Angesichts dieses Hintergrunds besteht die Wahrscheinlichkeit, dass beim Halten durch einen Kran oder dergleichen Zusammenstöße zwischen Werkstück und Messtisch auftreten. Wenn ein Werkstück mit einer großen Masse durch einen Kran oder dergleichen hängend gehalten wird, ist außerdem auch ein Zusammenstoß mit dem Werkstück heftig, und der Führungsmechanismus oder der Lagermechanismus der Messvorrichtung, welche hochgenau, jedoch nicht nachgiebig sind, können beschädigt werden oder dergleichen.
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Wenn beispielsweise ein Werkstück auf den oben beschriebenen rotierenden Tisch der Rundheitsmessvorrichtung geladen wird, wird die Last des Werkstücks durch die Luftschicht zwischen dem Rotor und dem Stator absorbiert. Bei diesem Beispiel ist das geladene Werkstück extrem groß und sehr schwer, und wenn es mit einem Aufprall aufgeladen wird, wird die Lastkapazität der Luftschicht des Luftlagers überschritten, und die einander gegenüber liegenden Oberflächen des Rotors und des Stators können miteinander in Kontakt kommen. Wenn ein derartiger Kontakt eintritt, können die einander gegenüber liegenden Oberflächen des Luftlagers beschädigt werden und damit die Rotationsgenauigkeit verschlechtern. Wenn ein beträchtlicher Schaden (ein Abscheuern) durch den Kontakt zwischen Feststoffen während der Rotation verursacht wird, kann außerdem die Rotation selbst unmöglich werden. Angesichts dieser Probleme wurden verschiedene Strategien vorgeschlagen.
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Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transportieren eines Werkstücks zu einer Koordinatenmessvorrichtung ist in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. H02-062006 offenbart. In diesem Dokument ist eine transportable Bühne über einer Bühne der Messvorrichtung installiert. Außerdem wird die transportable Bühne von unterhalb einer Messeinrichtung auf ein Verschiebebett auf einer Seite der Messvorrichtung verschoben, und in diesem Zustand wird das Werkstück von oben durch einen Kran gehalten und auf der transportablen Bühne platziert. Dann wird die transportable Bühne zusammen mit dem auf der transportablen Bühne platzierten Werkstück auf die Bühne (d. h. unter die Messeinrichtung) gezogen, und die Messung wird ausgeführt. Mit dieser Konfiguration wird ein Zusammenstoß während des Haltens von dem Kran von dem Verschiebebett seitlich der Messvorrichtung aufgenommen, und eine Auswirkung auf die Bühne der Messvorrichtung kann verhindert werden.
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Die
japanische offengelegte Veröffentlichung Nr. 2003-045492 offenbart eine Messvorrichtung, welche eine Schwingungsdämpfungstisch enthält und so konfiguriert ist, dass sie verhindert, dass ein Arbeitstisch schwingt oder vibriert und ein Werkstück während der Übergabe des Werkstücks beschädigt. In diesem Dokument ist die Konfiguration derart, dass der Arbeitstisch des Schwingungsdämpfungstischs, wenn das Werkstück übergeben worden ist, nach unten gezogen und verriegelt werden kann. Durch derartiges Verriegeln, wenn das Werkstück übergeben worden ist, kann verhindert werden, dass der Schwingungsdämpfungstisch vibriert und das Werkstück aufgrund einer externen Kraft beschädigt wird, und durch Entriegeln des Arbeitstischs kann die inhärente Schwingungsschutzfunktion genutzt werden.
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Bei der durch die
japanische Patentveröffentlichung Nr. H02-062006 offenbarte oben beschriebene Konfiguration kann, selbst wenn das von dem Kran gehaltene Werkstück während des Transports mit der transportablen Bühne zusammenstößt, die Auswirkung auf die Bühne der Messvorrichtung abgeschwächt werden. Jedoch sind die transportable Bühne und ein Mechanismus erforderlich, der die transportable Bühne seitwärts zieht, was die Struktur unvermeidlich verkompliziert. Außerdem ist die durch die
japanische Patentveröffentlichung Nr. H02-062006 offenbarte Konfiguration nicht in der Lage, Zusammenstöße zwischen dem transportierten Werkstück und der transportablen Bühne abzuschwächen. Außerdem können die transportable Bühne und das Werkstück beschädigt werden, wenn ein Zusammenstoß zwischen der transportablen Bühne und dem Werkstück eintritt.
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Bei der durch die
japanische offengelegte Veröffentlichung Nr. 2003-045492 offenbarte oben beschriebene Konfiguration kann verhindert werden, dass der Arbeitstisch aufgrund einer externen Kraft schwingt und das Werkstück während des Transports des Werkstücks beschädigt. Die in diesem Dokument offenbarte Konfiguration ist jedoch nicht in der Lage, Zusammenstöße zwischen dem transportierten Werkstück und dem Arbeitstisch abzuschwächen. Wenn ein Zusammenstoß zwischen dem Arbeitstisch und dem Werkstück eintritt, können außerdem das Werkstück und der Arbeitstisch sowie die Messvorrichtung beschädigt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Platzieren eines Werkstücks auf einer Messvorrichtung sowie eine Messvorrichtung bereit, die in der Lage sind, Zusammenstöße des Werkstücks während des Transports abzuschwächen ohne eine Struktur der Vorrichtung kompliziert zu machen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Platzieren eines Werkstücks auf einer Messvorrichtung ist ein Verfahren zum Platzieren eines Werkstücks auf einer Messvorrichtung, bei dem ein Werkstück auf einem Tisch einer Messvorrichtung platziert wird. Das Verfahren umfasst: Verwenden einer Haltevorrichtung (auch als „Halter” bezeichnet), die in der Lage ist, das Werkstück und über dem Tisch zu halten, und einer Hebe-/Senkvorrichtung, welche eine obere Fläche des Tisches anhebt und absenkt; Halten des Werkstücks über dem Tisch mit der Haltevorrichtung; Anheben der oberen Fläche des Tisches mit der Hebe-/Senkvorrichtung, um die obere Fläche des Tisches mit einer unteren Fläche des Werkstücks in Kontakt zu bringen; und Lösen des Halts der Haltevorrichtung an dem Werkstück, nachdem eine Last des Werkstücks von dem Tisch übernommen worden ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann der Kontakt zwischen dem Werkstück und dem Tisch hergestellt werden, während das Werkstück in einem Zustand bleibt, in dem es von der Haltevorrichtung gehalten wird, indem der Tisch relativ zu dem Werkstück angehoben wird, welches über dem Tisch gehalten wird. Außerdem wird in einem Zustand, in dem der Kontakt hergestellt worden ist, die Last auf den Tisch übertragen und eine Traglast auf der Haltevorrichtung wird weggenommen; demgemäß kann das Werkstück auf dem Tisch platziert werden. Mit andere Worten: Ein Vorgang zum Übertragen der Last des Werkstücks von der Haltevorrichtung auf den Tisch wird in einem Zustand ausgeführt, in dem das Werkstück und der Tisch bereits in Kontakt stehen. Daher treten Gegebenheiten für einen Zusammenstoß nicht auf.
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Außerdem kann bei der vorliegenden Erfindung ein herkömmlicher Kran oder dergleichen als Haltevorrichtung, welche das Werkstück hält, verwendet werden, ein vorhandener Mechanismus in der Messvorrichtung kann als Hebe-/Senkvorrichtung, welche den Tisch anhebt und absenkt, verwendet werden, oder selbst in einem Fall, in dem eine zusätzliche Konfiguration verwendet wird, kann eine einfache Konfiguration der Vorrichtung beibehalten werden. Auf diese Weise können die oben erwähnten Problemstellungen durch die vorliegende Erfindung gelöst werden.
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Zudem fallen verschiedene Messvorrichtungen, welche eine Abmessung oder eine Form eines Produkts messen, in den Umfang der Messvorrichtung, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird. Beispielsweise kann die Erfindung auf eine Koordinatenmessvorrichtung angewandt werden, welche verschiedene Punktpositionen auf einer Oberfläche eines Produkts misst; eine Oberflächencharakteristikmessvorrichtung, welche ein genaues Formprofil oder eine Rauheit der Oberfläche des Produkts misst (Formmessvorrichtung, Profilmessvorrichtung oder Oberflächenrauheitsmessvorrichtung); oder eine Rundheitsmessvorrichtung, welche beispielsweise die Rundheit eines zylindrischen Produkts misst. Außerdem können ein XY-Tisch, welcher sich in einer Ebene bewegt (z. B. Koordinatenmessvorrichtung) oder ein rotierender Tisch (z. B. Rundheitsmessvorrichtung) als Tisch verwendet werden. Beispiele für einen Tisch, welcher sich in einer Ebene bewegt, können auch einen Tisch einschließen, der sich nur in Richtung der X-Achse oder nur in Richtung der Y-Achse bewegt. Andererseits kann der Tisch auch in der Lage sein, sich zusätzlich zu der X- und der Y-Achse auch in eine Z-Achsrichtung zu bewegen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Platzieren des Werkstücks auf der Messvorrichtung ist ein Vorgang, bei dem die Last des Werkstücks auf den Tisch übertragen wird, vorzugsweise ein Vorgang, welcher, nachdem der Tisch angehoben worden ist und nachdem der Tisch mit der unteren Fläche des Werkstücks in Kontakt gebracht worden ist, das Anheben des Tisches fortführt und die Last des Werkstücks auf den Tisch überträgt.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann in einem Zustand, in dem das Werkstück und der Tisch in Kontakt stehen, die Last des Werkstücks durch eine Operation, welche den Tisch leicht anhebt, von der Haltevorrichtung auf den Tisch übertragen werden. Wenn die Last des Werkstücks durch den Tisch getragen wird, ist es daher nicht nötig, das Werkstück zu bewegen, während das Werkstück über dem Tisch gehalten wird. Wenn das Werkstück eine große Masse hat, ist eine genaue Betätigung der Haltevorrichtung erforderlich, um das Werkstück zu senken. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch das Werkstück nicht bewegt, und daher kann die Notwendigkeit einer solchen genauen Betätigung, die Fachkönnen erfordert, abgeschwächt werden.
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Außerdem kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Platzieren eines Werkstücks auf der Messvorrichtung eine Operation, bei der die Last des Werkstücks auf den Tisch übertragen wird, auch eine Operation sein, welche den Tisch in einem Zustand, in dem der Tisch mit der unteren Fläche des Werkstücks in Kontakt ist, zum Anhalten bringt und das Werkstück in diesem Zustand leicht absenkt. Eine derartige Operation, bei der das Werkstück leicht abgesenkt wird, kann durch eine Operation erreicht werden, bei der der Halt der Haltevorrichtung an dem Werkstück aufgehoben wird. Außerdem kann die Traglast auch von der Haltevorrichtung auf den Tisch übertragen werden, indem sowohl der Tisch angehoben wird als auch das Werkstück abgesenkt wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Platzieren des Werkstücks auf der Messvorrichtung wird das Werkstück durch die Haltevorrichtung über dem Tisch gehalten, wobei der Tisch eine Referenzposition einnimmt; die obere Fläche des Tisches wird durch die Hebe-/Senkvorrichtung aus der Referenzposition angehoben und wird mit der unteren Fläche des Werkstücks in Kontakt gebracht; nachdem die Last des Werkstücks von dem Tisch übernommen worden ist, wird der Halt der Haltevorrichtung aufgehoben; und die obere Fläche des Tisches wird durch die Hebe-/Senkvorrichtung abgesenkt und auf die Referenzposition zurückgestellt.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann der Tisch aus der Referenzposition (z. B. der Messposition, in der die Messung mit der Messvorrichtung ausgeführt wird) angehoben werden und mit dem Werkstück in Kontakt gebracht werden, und nachdem die Last des Werkstücks übernommen worden ist, können das Werkstück und der Tisch in die Referenzposition zurückgestellt werden. Daher kann die Übergabe des Werkstücks in einer höheren Position als die Referenzposition durchgeführt werden, und eine Interferenz mit umgebender Ausrüstung oder dergleichen während des Transports des Werkstücks kann von Anfang an verhindert werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Platzieren des Werkstücks auf der Messvorrichtung wird die obere Fläche des Tisches durch die Hebe-/Senkvorrichtung auf eine Warteposition abgesenkt, welche niedriger als die Referenzposition ist; das Werkstück wird durch die Haltevorrichtung auf einer Position über dem Tisch und niedriger als die Referenzposition gehalten; die obere Fläche des Tisches wird durch die Hebe-/Senkvorrichtung aus der Referenzposition angehoben und mit der unteren Fläche des Werkstücks in Kontakt gebracht; nachdem die Last des Werkstücks durch den Tisch übernommen worden ist, wird der Halt der Haltevorrichtung gelöst, und die obere Fläche des Tisches wird durch die Hebe-/Senkvorrichtung angehoben und in die Referenzposition zurückgestellt.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird der Tisch aus der Referenzposition (z. B. der Messposition, in der die Messung mit der Messvorrichtung durchgeführt wird) in die Warteposition verlagert und transportiert das Werkstück in diesem Zustand. Daher kann das Werkstück vor dem Kontakt in der Referenzposition oder in der Nähe derselben gehalten werden. Folglich kann das Maß der Verschiebung des Tisches, um den Kontakt mit dem Werkstück herzustellen und danach in die Referenzposition zurückzukehren, auf einem Minimum gehalten werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt angegeben, welches in der Lage ist, die Schritte eines der vorhergehenden Verfahren auszuführen, wenn es auf ein geeignetes System geladen und ausgeführt wird.
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Eine Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält eine Tischeinrichtung mit einem Tisch, auf dessen oberer Fläche ein Werkstück platziert ist oder platzierbar ist, wobei die Tischeinrichtung auf einer Basis montiert ist; eine Messeinrichtung, welche das auf dem Tisch platzierte Werkstück misst; eine Hebe-/Senkvorrichtung, welche in einem Bereich zwischen dem Tisch und der Basis installiert ist und den Tisch gegenüber der Basis anhebt und absenkt; und eine Steuer- oder Regelvorrichtung (auch als „Steuerung” bezeichnet), welche die Hebe-/Senkvorrichtung steuert bzw. regelt. Die Steuervorrichtung hebt den Tisch in einem Zustand, in dem das Werkstück über dem Tisch gehalten ist, und bringt den Tisch mit der unteren Fläche des Werkstücks in Kontakt, worauf die Last des Werkstücks von der Tischeinrichtung übernommen wird.
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Bei der vorliegenden Erfindung können durch Ausführen einer Operation gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Platzieren des Werkstücks auf der Messvorrichtung die für das Verfahren beschriebenen Wirkungen erzielt werden. In einem solchen Fall kann ein Hebemechanismus, wie beispielsweise ein externer Kran als Haltevorrichtung bei dem oben beschriebenen Verfahren zum Platzieren des Werkstücks verwendet werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Messeinrichtung enthält die Hebe-/Senkvorrichtung vorzugsweise einen Schwingungsdämpfungstisch, welcher zwischen der Tischeinrichtung und der Basis angeordnet ist, wobei der Schwingungsdämpfungstisch ein auf der Basis angeordnetes unteres Flächenelement, ein die Tischeinrichtung haltendes oberes Flächenelement und mindestens eine Gasfeder enthält, welche auf dem unteren Flächenelement installiert ist und das obere Flächenelement hält; eine Gasleitung, welche der Gasfeder Gas zuführt; und ein Steuer- oder Regelventil, welches die Gaszufuhr der Gasleitung steuert bzw. regelt. Vorzugsweise steuert die Steuervorrichtung Operationen der Hebe-/Senkvorrichtung durch Steuern der Gaszufuhr zu der Gasfeder unter Verwendung des Steuerventils.
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Durch Hinzufügen der Gasleitung, welche der Gasfeder Gas zuführt, und des Steuerventils, welches die Gaszufuhr der Gasleitung steuert, zu einem vorhandenen Schwingungsdämpfungstisch kann bei der vorliegenden Erfindung die Hebe-/Senkvorrichtung des oben beschriebenen Verfahrens zum Platzieren des Werkstücks auf der Messvorrichtung extrem leicht realisiert werden.
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Bei der Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist der Schwingungsdämpfungstisch vorzugsweise ein Schwingungsdämpfungstisch, der eine Neigungsverstellungsfunktion aufweist und eine Vielzahl von zwischen dem oberen Flächenelement und dem unteren Flächenelement installierte Gasfedern und ein mit jeder der Gasfedern verbundenes Stellventil enthält, wobei das Stellventil Gas von der Gasleitung zugibt, wenn die Gasfedern komprimiert sind, und Gas von dem Gasfedern auslässt, wenn die Gasfedern ausgedehnt sind. Die Hebe-/Senkvorrichtung enthält vorzugsweise den Schwingungsdämpfungstisch und einen Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus (auch als eine „Ventil-Öffnungs-/Schließsteuerung” bezeichnet), welcher das Stellventil zwangsweise öffnet und schließt. Vorzugsweise steuert die Steuervorrichtung die Gaszufuhr zu den Gasfedern durch zwangsweises Öffnung und Schließen des Stellventils unter Verwendung des Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus.
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Bei der vorliegenden Erfindung enthält der vorhandene Schwingungsdämpfungstisch mit der Neigungsverstellungsfunktion die Gasleitung und das Stellventil. Durch zwangsweises Öffnen und Schließen des Stellventils unter Verwendung des Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus kann daher der Schwingungsdämpfungstisch als ein Steuerventil der Hebe-/Senkvorrichtung wirken, was das Konfigurieren der Hebe-/Senkvorrichtung unter Verwendung dieser Komponenten ermöglicht und die Steuerung unter Verwendung der Steuervorrichtung ermöglicht. Der Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus kann jeder Mechanismus sein, der in der Lage ist, zusätzlich zu dem Steuerventil idealerweise Gegebenheiten ähnlich der Verschiebung oder dergleichen zu schaffen, wenn das obere Flächenelement geneigt wird. Beispiele enthalten einen Elektromagneten, eine Zylindervorrichtung oder dergleichen, welche das Steuerventil extern betätigt. Zusätzlich zu dem vorhandenen Schwingungsdämpfungstisch mit der Neigungsverstellungsfunktion kann folglich bei der vorliegenden Erfindung die Hebe-/Senkvorrichtung durch das unerhebliche Hinzufügen des Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus realisiert werden, und die weitere Konfiguration der Vorrichtung kann stark vereinfacht werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung kann die Hebe-/Senkvorrichtung ein Hebe-/Senkmechanismus sein, welcher bei der Tischeinrichtung vorhanden ist und den Tisch so hält, dass er sich heben und senken kann. Zu den Beispielen für einen derartigen Hebe-/Senkmechanismus kann ein Mechanismus gehören, bei dem ein Luftzylinder, welcher die untere Fläche des Tisches hält, an der Tischeinrichtung angeordnet ist und der Tisch durch Ausfahren und Einziehen des Luftzylinders gegenüber einem Hauptkörper der Tischeinrichtung gehoben und gesenkt wird.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist die Hebe-/Senkvorrichtung in der Tischeinrichtung installiert. Daher kann die Konfiguration der Messvorrichtung vereinfacht und kleiner gemacht werden. Außerdem wird nur der Tisch mit dem Werkstück gehoben und gesenkt, und es muss nicht die gesamte Tischeinrichtung gehoben und gesenkt werden. Daher kann die Antriebskraft zum Heben und Senken reduziert werden.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Platzieren des Arbeitsstücks auf der Messvorrichtung und der erfindungsgemäßen Messvorrichtung kann durch Heben und Senken des Tischs der Tisch mit der unteren Fläche des Werkstücks in Kontakt gebracht werden, bevor er die Last des Werkstücks übernimmt, und Zusammenstöße mit dem Werkstück während des Transports können vermieden werden, ohne die Struktur der Vorrichtung kompliziert zu machen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die aufgeführten begleitenden Zeichnungen als nicht einschränkende Beispiele für beispielhafte Ausführungsformen weiter beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile über die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg repräsentieren und worin:
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1 eine Gesamtkonfiguration einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein Steuersystem nach der ersten Ausführungsform zeigt,
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3 eine Querschnittsansicht ist, welche einen normalen Zustand eines Stellventils nach der ersten Ausführungsform zeigt;
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4 eine Querschnittsansicht ist, welche einen abgesenkten Zustand des Stellventils nach der ersten Ausführungsform zeigt;
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5 eine Querschnittsansicht ist, welche einen angehobenen Zustand des Stellventils nach der ersten Ausführungsform zeigt;
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6 eine Querschnittsansicht ist, welche einen aufgedrückten Zustand des Stellventils nach der ersten Ausführungsform zeigt;
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7 einen herkömmlichen Schwingungsdämpfungstisch zeigt, auf dem die erste Ausführungsform basiert;
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8 eine Querschnittsansicht ist, welche ein Stellventil des herkömmlichen Schwingungsdämpfungstischs zeigt;
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9 eine Querschnittsansicht ist, welche einen abgesenkten Zustand des Stellventils des herkömmlichen Schwingungsdämpfungstischs zeigt;
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10 eine Querschnittsansicht ist, welche einen angehobenen Zustand des Stellventils des herkömmlichen Schwingungsdämpfungstischs zeigt;
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11 ein Flussdiagramm ist, welches Operationen bei der ersten Ausführungsform zeigt;
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12A bis 12C schematische Ansichten sind, die jeweils Operationen bei der ersten Ausführungsform zeigen;
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13 ein Steuersystem nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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14 ein Flussdiagramm ist, welches Operationen bei der zweiten Ausführungsform zeigt;
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15A bis 15D schematische Ansichten sind, die jeweils Operationen bei der zweiten Ausführungsform zeigen;
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16 eine Konfiguration einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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17 eine Konfiguration einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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18 eine Querschnittsansicht ist, welche eine Haltestruktur eines Tisches nach der vierten Ausführungsform zeigt;
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19 eine Querschnittsansicht ist, welche einen unteren Grenzzustand des Tisches nach der vierten Ausführungsform zeigt;
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20 eine Querschnittsansicht ist, welche einen oberen Grenzzustand des Tisches nach der vierten Ausführungsform zeigt; und
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21 eine Konfiguration einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die hier gezeigten Besonderheiten sind beispielhaft und dienen lediglich dem Zwecke der Veranschaulichung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden dargelegt, um zu zeigen, was als die nützlichste und am leichtesten verständliche Beschreibung der Prinzipien und konzeptuellen Aspekte der Erfindung erachtet wird. In dieser Hinsicht wird nicht versucht, strukturelle Einzelheiten der Erfindung detaillierter zu zeigen als für das grundlegende Verständnis der Erfindung notwendig ist, da die Beschreibung, zusammen mit den Zeichnungen betrachtet, dem Fachmann verdeutlicht, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis ausgeführt sein können.
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Erste Ausführungsform
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In 1 ist eine Rundheitsmessvorrichtung 1 eine Messvorrichtung nach vorliegender Erfindung. Die Rundheitsmessvorrichtung 1 enthält einen Tisch 2, auf dessen oberer Fläche ein Werkstück 3 (Messobjekt) platziert wird. Bei der vorliegenden Erfindung hat das Werkstück 3 ein größeres Gewicht als das, welches normalerweise von einer Arbeitskraft getragen werden kann. Daher wird zum Platzieren des Werkstücks 3 auf dem Tisch 2 ein Kran 4 verwendet, von dem das Werkstück 3 hängend gehalten wird. Der Kran 4 entspricht einer Haltevorrichtung nach vorliegender Erfindung.
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Um einen Zusammenstoß zwischen dem Werkstück 3 und dem Tisch 2 zu verhindern, wenn ein schweres Werkstück 3 unter Verwendung des Krans 4 auf diese Weise transportiert wird, wird bei dieser Ausführungsform ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Platzieren eines Werkstücks auf einer Messvorrichtung verwendet.
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Die Rundheitsmessvorrichtung 1 (Messvorrichtung) enthält einen Messvorrichtungshauptkörper 10, auf dessen oberer Fläche eine Messeinrichtung 20 und eine Tischeinrichtung 30 installiert sind. Der Messvorrichtungshauptkörper 10 ist über einen Schwingungsdämpfungstisch 40 auf einer ebenen Basis 9 gehalten. Der Messvorrichtungshauptkörper 10 ist eine sehr starre, kastenförmige Struktur und hält relative Positionen der Messeinrichtung 20 und der Tischeinrichtung 30, welche auf der oberen Fläche des Messvorrichtungshauptkörpers 10 installiert sind, mit einem hohen Grad der Genauigkeit aufrecht. Die Rundheitsmessvorrichtung 1 enthält ferner eine Luftzuführvorrichtung 50, welche der Tischeinrichtung 30 und dem Schwingungsdämpfungstisch 40 Druckluft zuführt, sowie eine Steuer- oder Regelvorrichtung 60, welche die Operationen verschiedener Komponenten steuert oder regelt.
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Die Luftzuführvorrichtung 50 enthält eine Druckluftquelle 51, wie z. B. einen Akkumulator oder Kompressor, und einen Filterregler 52, der den Druck der Druckluft von der Druckluftquelle 51 filtert und einstellt. Die Druckluft von der Druckluftquelle 51 strömt durch den Filterregler 52, worauf die Druckluft der Tischeinrichtung 30 durch eine Leitung 53 und dem Schwingungsdämpfungstisch 40 durch eine Leitung 54 zugeführt wird.
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Die Steuervorrichtung 60 besteht aus einem Personal Computer oder dergleichen und steuert Operationen der Messeinrichtung 20, der Tischeinrichtung 30, des Schwingungsdämpfungstischs 40 und der Luftzuführvorrichtung 50 entsprechend einem vorgegebenen Operationsprogramm. Eine Steuerung 61 ist zwischen der Steuervorrichtung 60 und der Messeinrichtung 20, der Tischeinrichtung 30, dem Schwingungsdämpfungstisch 40 und der Luftzuführvorrichtung 50 angeordnet. Messdaten, die von der Messeinrichtung 20 gewonnen werden, werden gemäß dem vorgegebenen Operationsprogramm verarbeitet, um Messergebnisse zu erzeugen.
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Die Messeinrichtung 20 enthält eine Säule 21, welche aufrecht auf der oberen Fläche des Messvorrichtungshauptkörpers 10 steht, ein Gleitstück 22, welches sich entlang der Säule aufwärts und abwärts bewegt, einen Arm 23, welcher von dem Gleitstück 22 gehalten ist und der Lage ist, sich horizontal vorwärts und rückwärts zu bewegen, und einen Verschiebungssensor 24, welcher an einem vorderen Ende des Arms 23 gehalten ist.
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Gemäß dem von der Steuervorrichtung 60 ausgeführten Operationsprogramm verschiebt die Messeinrichtung 20 das Gleitstück 22 und den Arm 23 und rückt den Verschiebungssensor 24 an das auf dem Tisch 2 platzierte Werkstück 3 heran, um eine Messung an einer Umfangsfläche des Werkstücks 3 durchzuführen. Messdaten von dem Verschiebungssensor 24 werden an die Steuervorrichtung 60 übertragen und durchlaufen eine vorgegebene Verarbeitung zur Auswertung der Rundheit.
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Wie in 2 gezeigt, enthält die Tischeinrichtung 30 einen Tischhauptkörper 31, auf dessen oberer Fläche der Tisch 2 angeordnet ist, und einen biaxialen Einstellmechanismus 32, welcher eine horizontale Stellung einer Längsachse des Tischs 2 gegenüber dem Tischhauptkörper 31 einstellt. Der Tisch 2 ist scheibenförmig ausgebildet und entlang der oberen Fläche des Tischhauptkörpers 31 gehalten.
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Die Tischeinrichtung 30 enthält ferner ein hydrostatisches Luftlager 33, welches den Tischhauptkörper 31 so hält, dass er um eine Rotationsachse senkrecht zu dem Messvorrichtungshauptkörper 10 frei drehbar ist, und einen Antriebsmotor 34, welcher den Tischhauptkörper 31 veranlasst, sich um die Rotationsachse zu drehen. Das hydrostatische Luftlager 33 und der Antriebsmotor 34 sind in dem Messvorrichtungshauptkörper 10 untergebracht.
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Dem hydrostatischen Luftlager 33 wird Druckluft von der Luftzuführvorrichtung 50 durch die Leitung 53 zugeführt. Unter Verwendung dieser Druckluft wird eine dünne hydrostatische Luftschicht auf einer Gleitfläche des hydrostatischen Luftlagers 33 gebildet; dadurch ist der Tischhauptkörper 31 mit einem hohen Genauigkeitsgrad in einem kontaktlosen Zustand drehbar gehalten.
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Der Antriebsmotor 34 ist über eine durch den Messvorrichtungshauptkörper 10 verlaufende Verkabelung mit der Steuerung 61 verbunden. Die Steuerung 61 ist mit der Steuervorrichtung 60 verbunden, führt ausgehend von einer Steuerung durch die Steuervorrichtung 60 elektrische Antriebsenergie zu und veranlasst den Antriebsmotor 34, sich mit einer vorgegebenen Drehzahl zu drehen.
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Wie in 2 gezeigt, enthält der Schwingungsdämpfungstisch 40 ein unteres Flächenelement 41, welches auf der Basis 9 installiert ist, ein oberes Flächenelement 42, welches den Messvorrichtungshauptkörper 10 hält, und mehrere Gasfedern 43, welche an dem unteren Flächenelement 41 angeordnet sind und das obere Flächenelement 42 halten. Die Gasfedern 43 sind zwischen dem oberen Flächenelement 42 und dem unteren Flächenelement 41 beispielsweise an drei Stellen in einer horizontalen Ebene angeordnet, welche den Schwerpunkt des von dem oberen Flächenelement 42 gehaltenen Messvorrichtungshauptkörpers 10 enthält.
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Den Gasfedern 43 wird Druckluft von der Luftzuführvorrichtung 50 durch die Leitung 54 zugeführt. Durch die Druckluft werden die Gasfedern 43 zwischen dem unteren Flächenelement 41 und dem oberen Flächenelement 42 aufgepumpt und können Schwingungen von dem unteren Flächenelement 41 absorbieren, während sie die Last des oberen Flächenelements 42 tragen, und können verhindern, dass die Schwingungen auf das obere Flächenelement 42 übertragen werden.
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Der Schwingungsdämpfungstisch 40 nach dieser Ausführungsform enthält einen Neigungsverstellungsmechanismus 49 (auch als „Verstelleinrichtung” bezeichnet). Als Neigungsverstellungsmechanismus 49 sind jeweils mit den Gasfedern 43 verbundene Stellventile 45 an dem unteren Flächenelement 41 installiert, wobei die Stellventile 45 Druckluft von der Leitung 54 zu den Gasfedern 43 zugeben, wenn die Gasfedern 43 komprimiert worden sind, und Druckluft von den Gasfedern 43 ablassen, wenn die Gasfedern 43 ausgedehnt worden sind, und eine Betätigungseinheit 46, welche das Stellventil 45 zwangsweise öffnet und schließt, ist für jedes Stellventil 45 an dem oberen Flächenelement 42 angeordnet. Die 3 bis 5 zeigen die Stellventile 45 und die Betätigungseinheiten 46 in einer vergrößerten Ansicht.
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Das Stellventil 45 enthält ein Gehäuse 451, welches an dem unteren Flächenelement 41 befestigt ist, und ein Verschiebelement 452, welches sich in dem Gehäuse 451 in vertikaler Richtung verschieben kann. Bei dem Verschiebeelement 452 ist ein Flansch 454 durch eine Schraubenfeder 453 nach oben vorgespannt. Ein Kippelement 457 ist an einem oberen Abschnitt des Gehäuses 451 installiert, und ein oberes Ende 456 des Verschiebeelements 452 steht mit einer unteren Fläche des Kippelements 457 in Kontakt. Bei dem Kippelement 457 ist ein Kippende 459 (Endabschnitt an einer der Drehachse abgewandten Seite) durch die Schraubenfeder 458 ständig nach oben vorgespannt.
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Die zu dem Filterregler 52 der Luftzuführvorrichtung 50 verlaufende Leitung 54 und die zu der Gasfeder 43 verlaufende Leitung 54 sind durch das Gehäuse 451 verbunden, und diese beiden Leitungen 54 kommunizieren über eine Öffnung 455 in dem Gehäuse 45 miteinander. Wenn sich das Verschiebeelement 452 an der oberen Hebegrenze befindet, dichtet der Flansch 454 die Öffnung 455 ab, durch welche die beiden Leitungen 54 kommunizieren. In diesem Zustand ist die Zufuhr von Druckluft von der Leitung 54 zu der Gasfeder 43 gesperrt.
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Wenn dagegen das Kippende 459 des Kippelements 457 von einer externen Kraft nach unten gedrückt wird, werden das Verschiebeelement 452 und der Flansch 454 abgesenkt, und die Öffnung 455 wird somit geöffnet. In diesem Zustand wird die Druckluft von dem Filterregler 52 der Gasfeder 43 über die Leitung 54 zugeführt. Obwohl das Stellventil 45 normalerweise die Leitung 54 sperrt, kann die Leitung 54 folglich durch Niederdrücken des Kippendes 459 des Kippelements 457 geöffnet werden.
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Die Betätigungseinheit 46 enthält eine Buchse 461, welche an dem oberen Flächenelement 42 befestigt ist, einen Schaft 462, welcher so durch die Buche 461 eingeführt ist, dass er koaxial mit der Buche 461 ist, und eine Kappe 463, welche an einem unteren Ende des Schafts 462 befestigt ist. Die Kappe 463 ist über dem Kippende 459 des Kippelements 457 angeordnet, und wenn das obere Flächenelement 42 dem unteren Flächenelement 41 nahe kommt, wird das Kippelement 459 gedrückt und die Zufuhr von Druckluft zu der Gasfeder 43 wird ausgeführt (siehe 7).
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Wie in 2 gezeigt, sind die Gasfeder 43, das Stellventil 45 und die Betätigungseinheit 46 jeweils an mehreren Stellen an dem oberen Flächenelement 42 bzw. dem unteren Flächenelement 41 angeordnet. Wenn der Schwerpunkt des auf dem Tisch 2 platzierten Werkstücks 3 gegenüber der Mitte des Tischs 2 unausgeglichen ist, ist auch die Last verschiedener Abschnitte des oberen Flächenelements 42 unausgeglichen, und je größer die Last ist, umso mehr sind die Gasfedern 43 komprimiert, während die Gasfedern 43 sich umso mehr dehnen, je leichter die Last ist. Infolgedessen ist das obere Flächenelement 42 gegenüber dem unteren Flächenelement 41 geneigt, und die beiden Elemente sind nicht mehr parallel zueinander.
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Wenn eine Stelle auf dem oberen Flächenelement 42 sich in Zusammenhang mit der Neigung hebt oder senkt, wird außerdem Druckluft durch das mit der Gasfeder 43 an dieser Stelle verbundene Stellventil 45 der Gasfeder 43 zugeführt oder von dieser abgelassen, und die Neigung wird automatisch korrigiert.
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Wenn sich die an einer Stelle an dem oberen Flächenelement 42 installierte Gasfeder 43 zusammenzieht und sich die Betätigungseinheit 46 an der gleichen Stelle abwärts bewegt, wird das Kippelement 457 des Stellventils 45 durch die Betätigungseinheit 46 an der gleichen Stelle gedrückt und die Öffnung 455 wird geöffnet, wie in 4 gezeigt. Außerdem wird die Druckluft von der Leitung 54 der Gasfeder 43 zugegeben, die Gasfeder 43 dehnt sich, und die Stelle des oberen Flächenelements 42, welche sich gesenkt hatte, wird wieder angehoben.
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Wenn sich die an einer Stelle an dem oberen Flächenelement 42 installierte Gasfeder 43 ausdehnt und sich die Betätigungseinheit 46 an der gleichen Stelle aufwärts bewegt, wird der Druck auf das Kippelement 457 des Stellventils 45 durch die Betätigungseinheit 46 an der gleichen Stelle aufgehoben, die Öffnung 450 wird geöffnet und Druckluft am Inneren der Gasfeder 43 wird abgelassen, wie in 5 gezeigt. Folglich zieht sich die Gasfeder 43 zusammen, und die Stelle des oberen Flächenelements 42, welche sich angehoben hatte, senkt sich wieder.
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Durch die derartige Betätigung der mehreren Gasfedern 43 und jedes Stellventils 45 kann die Neigung des oberen Flächenelements 42 automatisch behoben werden, und das obere Flächenelement 42 kann konstant parallel zu dem unteren Flächenelement 41 gehalten werden Der Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40 ist durch diese Komponenten ausgebildet.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Hebe-/Senkvorrichtung der vorliegenden Erfindung des oben beschriebenen Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40 konfiguriert. Wie in den 2, 3 und 6 gezeigt, sind ein weiterer Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus 70, eine weitere Leitung 76 und ein weiteres Steuerventil 77 an der Luftzuführvorrichtung 50 und der Betätigungseinheit 46 dieser Ausführungsform vorgesehen, um den Neigungsverstellungsmechanismus 49 als Hebe-/Senkvorrichtung zu verwenden.
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Bei der Betätigungseinheit 46 ist der Schaft 462 so aufgenommen, dass er in der Lage ist, in einer Achsrichtung gegenüber der Buchse 461 frei zu gleiten, der Schaft 462 ist durch eine Schraubenfeder 71 in eine Richtung derart vorgespannt, dass er in der Buchse aufgenommen ist, und die Kappe 463 ist in einem Zustand nahe dem oberen Flächenelement 42 gehalten. Ein Hebel 72 ist mit einem Abschnitt verbunden, der den Schaft 462 und die Kappe 463 verbindet.
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Ein mit Druckluft arbeitender Luftzylinder 73 ist an einer Position an dem oberen Flächenelement 42 angeordnet, welche einem vorderen Ende des Hebels 72 entspricht. Eine Leitung 74 ist mit dem Luftzylinder 73 verbunden, und durch Zuführen von Druckluft von der Leitung 74 bewegt sich ein vorderes Ende des Luftzylinders 73 vorwärts, um den Hebel 72 nach unten zu drücken, und die Kappe 463 kann abwärts verschoben werden. Auf diese Weise wird mit der Betätigungseinheit 46 dieser Ausführungsform die Kappe 463 durch die Zufuhr von Druckluft von der Leitung 74 nach unten verschoben, und folglich kann das Stellventil 45 unabhängig von der Neigung des oberen Flächenelements 42 betätigt werden.
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Bei der in 2 gezeigten Luftzuführvorrichtung 50 zweigt die Leitung 74, welche zu dem jeweils bei den Betätigungseinheiten 46 angeordneten Luftzylinder 73 verläuft, von der Leitung 54 ab, welche den Gasfedern 43 Druckluft zuführt. Ein Steuerventil 75, welches den Druckluftfluss steuert, ist auf halbem Wege entlang der Leitung 74 angeordnet. Außerdem sind eine von der Leitung 54 getrennte Auslassleitung 76 und ein Steuerventil 77, welches die Auslassleitung 76 öffnet und schließt, bei jeder Gasfeder 43 vorgesehen. Die Leitung 76 hat einen größeren Durchmesser als derjenige der Leitung 54 und kann Gas mit einer höheren Effizienz auslassen als während der Druckluftzufuhr.
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Die Steuerventile 75 und 77 sind jeweils über die Steuerung 61 mit der Steuervorrichtung 60 verbunden und werden entsprechend einem von der Steuervorrichtung 60 ausgeführten Operationsprogramm gesteuert. Bei diesem Beispiel werden das Steuerventil 75 und alle Stellventile 45 zwischen dem oberen Flächenelement 4 und dem unteren Flächenelement 41 geöffnet, wodurch alle Gasfedern 43 gleichmäßig ausgedehnt werden. Folglich kann das obere Flächenelement 42 relativ zu dem unteren Flächenelement 41 angehoben werden (siehe 6).
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Andererseits wird das Steuerventil 77 geöffnet und alle Gasfedern 43 werden über die Leitungen 76 entleert, wodurch alle Gasfedern 43 gleichmäßig komprimiert werden. Folglich kann das obere Flächenelement 42 relativ zu dem unteren Flächenelement 41 abgesenkt werden (siehe 3). Auf diese Weise kann bei dieser Ausführungsform der Neigungsverstellungsmechanismus 49 durch Aufnehmen des Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus 70 zusätzlich zu der Luftzuführvorrichtung 50 und der Betätigungseinheit 46 als Hebe-/Senkvorrichtung eingesetzt werden.
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In den 7 bis 10 ist eine Rundheitsmessvorrichtung 1R gezeigt, welche einen vorhandenen Schwingungsdämpfungstisch 40R enthält, der zur Neigungsverstellung fähig ist. Die Rundheitsmessvorrichtung 1R hat eine Grundstruktur ähnlich derjenigen der oben beschriebenen Rundheitsmessvorrichtung 1 nach vorliegender Erfindung (siehe 1 bis 4). Insbesondere sind bei der Rundheitsmessvorrichtung 1R der Messvorrichtungshauptkörper 10, die Messeinrichtung 20, die Tischeinrichtung 30 und die Steuervorrichtung 60 denjenigen der oben beschriebenen Rundheitsmessvorrichtung 1 ähnlich.
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Dagegen haben der Schwingungsdämpfungstisch 40R und die Luftzuführvorrichtung 50R der in den 7 bis 10 gezeigten Rundheitsmessvorrichtung 1R eine Konfiguration, welche sich teilweise von der des Schwingungsdämpfungstischs 40 und der Luftzuführvorrichtung 50 der in den 2 bis 6 gezeigten Rundheitsmessvorrichtung 1 unterscheidet.
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In 7 enthält der Schwingungsdämpfungstisch 40R das untere Flächenelement 41, das obere Flächenelement 42 und die Gasfedern 43, ähnlich wie der Schwingungsdämpfungstisch 40 der oben beschriebenen Ausführungsform (siehe 2 bis 6) als Neigungsverstellungsmechanismus 49. Obwohl die Stellventile 45 des Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40R denjenigen der vorliegenden Ausführungsform ähnlich sind, unterscheidet sich jedoch die Betätigungseinheit 46; der Schaft 462 ist an der Buchse 461 befestigt, und die Schraubenfeder 71, der Hebel 72, der Luftzylinder 73 und die Leitung 74 der vorliegenden Ausführungsform siehe 3 bis 6) sind nicht vorhanden.
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In 7 enthält die Luftzuführvorrichtung 50R eine Druckluftquelle 51, einen Filterregler 52, eine Leitung 53 und eine Leitung 54 (siehe 2) ähnlich denen der Luftzuführvorrichtung 50 der oben beschriebenen Ausführungsform (siehe 2). Die Leitung 74, welche zur Betätigungseinheit 46 des Schwingungsdämpfungstischs 40R verlaufen würde, und das Steuerventil 75, welches die Leitung 74 unterbrechen würde (siehe 2) sind jedoch nicht vorhanden.
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Bei der Rundheitsmessvorrichtung 1R mit dem Schwingungsdämpfungstisch 40R und der Luftzuführvorrichtung 50R wird ein ähnlicher Neigungsverstellungseffekt wie der oben für den Schwingungsdämpfungstisch 40 (in den 2 bis 6 gezeigt) beschriebene durch den Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40R erzielt.
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Wenn sich eine Stelle an dem oberen Flächenelement 42 senkt, zieht sich die an dieser Stelle installierte Gasfeder 43 zusammen, wie in 9 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt senkt sich auch die Betätigungseinheit 46 an der gleichen Stelle, und daher wird das Kippelement 457 des Stellventils 45 durch die Betätigungseinheit 46 gedrückt und die Öffnung 455 wird geöffnet. Außerdem wird die Druckluft von der Leitung 54 der Gasfeder 43 hinzugefügt, und die Gasfeder dehnt sich aus, und somit wird die Stell des oberen Flächenelements 42, welche sich gesenkt hatte, wieder angehoben.
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Wenn sich eine Stelle an dem oberen Flächenelement 42 hebt, dehnt sich die an dieser Stelle installierte Gasfeder 43 aus, wie in 10 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt hebt sich auch die Betätigungseinheit 46 an der gleichen Stelle und daher wird der Druck durch die Betätigungseinheit 46 auf das Kippelement 457 des Stellventils 45, die Öffnung 450 wird geöffnet und Druckluft im Inneren der Gasfeder 43 wird ausgelassen. Folglich zieht sich die Gasfeder 43 zusammen, und die Stelle an dem oberen Flächenelement 42, welche sich angehoben hatte, senkt sich wieder.
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Durch eine derartige Betätigung der mehreren Gasfedern 43 und jedes Stellventils 45 kann die Neigung des oberen Flächenelements 42 automatisch korrigiert werden, und das obere Flächenelement 42 kann in einen horizontalen Zustand zurückversetzt werden.
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Wieder gemäß den 2 bis 6 fügt der Schwingungsdämpfungstisch 40 nach dieser Ausführungsform dem in den 7 bis 10 gezeigten vorhandenen Schwingungsdämpfungstisch 40R einen zusätzlichen Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus 70 (Schraubenfeder 71, Hebel 72, Luftzylinder 73, Leitung 74 und Steuerventil 75), die Auslassleitung 76 und das Steuerventil 77 hinzu. Mit anderen Worten: Durch das Hinzufügen einfacher Konfigurationen (den Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus 70, die Leitung 76 und das Steuerventil 77) zu dem oben beschriebenen vorhandenen Schwingungsdämpfungstisch 40R kann der Schwingungsdämpfungstisch 40 dieser Ausführungsform den Effekt der Hebe-/Senkvorrichtung der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu dem durch den Neigungsverstellungsmechanismus 49 erzielten Neigungsverstellungseffekt erzielen.
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Der Ventil-Öffnung-/Schließmechanismus 70, die Leitung 76 und das Steuerventil 77 können beispielsweise gewöhnliche Komponenten verwenden, und der Fokus kann auf kleine Verbesserungen gelegt werden. Folglich kann der vorhandene Schwingungsdämpfungstisch 40R leicht in den Schwingungsdämpfungstisch 40 nach dieser Ausführungsform umgewandelt werden, ohne die Konfiguration der Vorrichtung kompliziert zu machen.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Hebe-/Senkmechanismus des oben beschriebenen Schwingungsdämpfungstischs 40 eingesetzt, und das Werkstück 3 mit einem beträchtlichen Gewicht wird auf der Rundheitsmessvorrichtung 1 platziert. Wenn das Werkstück 3 basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Platzieren des Werkstücks auf der Messvorrichtung auf dem Tisch 2 platziert wird, ist das Werkstück 3 durch den Kran 4 (Haltevorrichtung) hängend gehalten, und der Tisch 2 wird gehoben/gesenkt, um einen Zusammenstoß zwischen dem Werkstück 3 und dem Tisch 2 zu verhindern.
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Um dies zu bewerkstelligen, werden bei dieser Ausführungsform die Steuerventile 75 und 77 der Luftzuführvorrichtung 50 von der Steuerung 60 zum Öffnen und Schließen gesteuert, und das Stellventil 45 wird durch den Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus 70 zwangsweise geöffnet und geschlossen; alternativ lassen die Leitung 76 und das Steuerventil 77 zwangsweise Luft aus der Gasfeder 43 ab. Dadurch wird der Tisch 2 unter Verwendung der Hebe-/Senkvorrichtung (Betätigungseinheit 46, Stellventil 45 und Gasfeder 43), welche den Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40 nutzt, gehoben und gesenkt. Insbesondere wird der in 12 gezeigte Vorgang über die in 11 gezeigten Operationen durchgeführt.
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Zunächst wird das Werkstück 3 durch den Kran 4 (Haltevorrichtung, siehe 1) hängend gehalten (Schritt S1 in 11), und das aufgehängte Werkstück 3 wird über dem Tisch 2 gehalten (Schritt S2 in 11, siehe 12A). Zu diesem Zeitpunkt ist eine Höhe der oberen Fläche des Tischs 2 als eine Referenzposition Po definiert, und eine Höhe einer unteren Fläche des Werkstücks 3 ist als eine Halteposition Ph definiert. Eine Differenz zwischen der Referenzposition Po und der Halteposition Ph, d. h. ein Spalt zwischen der oberen Fläche des Tischs 2 und der unteren Fläche des Werkstücks 3 ist als eine Strecke C definiert. Die Halteposition Ph ist so eingestellt, dass sie niedriger als die obere Hebegrenze der Hebe-/Senkvorrichtung ist, welche den Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40 verwendet. In diesem Zustand ist die Last des Werkstücks 3 von dem Kran 4 getragen.
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Dann wird der Tisch 2 durch die Hebe-/Senkvorrichtung aus der Referenzposition Po angehoben und mit der unteren Fläche des Werkstücks 3 in Kontakt gebracht (Schritt S3 in 11, siehe 12B). Zu diesem Zeitpunkt ist eine Strecke L, um die der Tisch 2 angehoben wird, als gleich der Strecke C definiert. Während dieser Operation wird ein Betrag der Verschiebung des sich hebenden Tischs 2 überwacht und ist vorzugsweise so konfiguriert, dass durch Heben des Tischs 2 mit einer ausreichend geringen Geschwindigkeit beim Herstellen des Kontakts mit dem Werkstück 3, auch wenn der Tisch mit einer hohen Geschwindigkeit angehoben wird, bevor er dem Werkstück 3 nahe kommt, kein Zusammenstoß eintritt, wenn der Kontakt hergestellt wird.
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Dann wird der Tisch 2, welcher mit der unteren Fläche des Werkstücks 3 in Kontakt steht, leicht angehoben, und die Last des Werkstücks 3 wird von dem Tisch 2 übernommen (Schritt S4 in 11, siehe 12B). Wenn die Last des Werkstücks 3 von dem Tisch 2 übernommen wird, wird die Belastung von dem Kran 4 weggenommen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kran 4 weg bewegt, und der Halt an dem Werkstück 3 wird freigegeben (Schritt S5 in 11, siehe 12B). Folglich kann das Werkstück 3 aus der Halteposition Ph abgesenkt werden.
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In dem Zustand, in dem der Halt an dem Werkstück 3 freigegeben worden ist, wird der Tisch 2 abgesenkt und in die Referenzposition Po zurückgesetzt (Schritt S6 in 11, siehe 12C). Auf diese Weise kann ein Zustand erreicht werden, in dem das Werkstück 3 auf der Referenzposition Po auf dem Tisch 2 liegt. Auch tritt während des Platzierens des Werkstücks 3 keine Kollision zwischen dem Tisch 2 und dem Werkstück 3 auf.
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Die folgenden Vorteile können gemäß dieser Ausführungsforme erzielt werden. Durch Heben des Tischs 2 relativ zu dem Werkstück 3, welches über dem Tisch 2 gehalten ist, kann bei dieser Ausführungsform der Kontakt zwischen dem Werkstück 3 und dem Tisch 2 hergestellt werden, während das Werkstück 3 in einem Zustand bleibt, in dem es von dem Kran 4 (Haltevorrichtung) gehalten wird.
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Außerdem wird in einem Zustand, in dem der Kontakt hergestellt worden ist, die Last von dem Tisch 2 übernommen und die Belastung an dem Kran 4 wird aufgehoben; folglich kann das Werkstück 3 auf dem Tisch 2 platziert werden. Mit anderen Worten: Eine Operation zum Übertragen der Last des Werkstücks 3 von dem Kran 4 (Haltevorrichtung) auf den Tisch 2 wird in einem Zustand durchgeführt, in dem das Werkstück 3 und der Tisch 2 bereits in Kontakt sind; daher können die Gegebenheiten so konfiguriert werden, dass kein Zusammenstoß auftritt.
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Ferner kann bei dieser Ausführungsform ein herkömmlicher Kran 4 als Haltevorrichtung, welche das Werkstück 3 hält, verwendet werden, und die Hebe-/Senkvorrichtung, welche den Tisch 2 hebt und senkt, kann ebenfalls eine einfache Konfiguration aufweisen, bei der ein zusätzlicher Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus 70, eine Leitung 76 und ein Steuerventil 77 zu einem vorhandenen Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40 hinzugefügt werden.
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In einem Zustand, in dem das Werkstück 3 und der Tisch 2 in Kontakt stehen, kann bei dieser Ausführungsform die Last des Werkstücks 3 durch eine Operation, welche den Tisch 2 leicht hebt (Schritt S4 in 11) von dem Kran 4 (Haltevorrichtung) auf den Tisch 2 übertragen werden. Wenn die Last des Werkstücks 3 von dem Tisch 2 getragen wird, besteht daher keine Notwendigkeit, das Werkstück 3 zu bewegen, während das Werkstück 3 über dem Tisch 2 gehalten wird. Insbesondere wenn das Werkstück 3 eine große Masse hat, ist eine genaue Betätigung des Krans 4 erforderlich, um das Werkstück 3 zu senken; nach dieser Ausführungsform jedoch wird das Werkstück 3 nicht bewegt, und daher kann die Notwendigkeit einer derartigen genauen Betätigung, welche fachliches Geschick erfordert, kann überflüssig gemacht werden.
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Wie in den 11 und 12A bis 12C gezeigt, wird bei dieser Ausführungsform der Tisch 2 aus der Referenzposition Po (beispielsweise der Messposition, in der eine Messung mit der Messvorrichtung durchgeführt wird) angehoben, mit dem Werkstück 3 in Kontakt gebracht, und nachdem die Last des Werkstücks 3 übernommen worden ist, werden Werkstück 3 und Tisch 2 in die Referenzposition Po zurückgesetzt. Daher kann der Transfer des Werkstücks 3 auf der Halteposition Ph durchgeführt werden, welche höher als die Referenzposition Po ist, und eine Interferenz mit umgebender Ausrüstung oder dergleichen während des Transports des Werkstücks 3 kann von Anfang an verhindert werden.
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Zweite Ausführungsform
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Die 13 bis 15D zeigen eine zweite Ausführungsform nach vorliegender Erfindung. Diese Ausführungsform führt unter Verwendung der Rundheitsmessvorrichtung 1 ähnlich derjenigen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ein anderes Verfahren als die oben beschriebene erste Ausführungsform aus.
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In 13 hat die Rundheitsmessvorrichtung 1 nach dieser Ausführungsform eine Konfiguration ähnlich der oben beschriebenen der 2. Jedoch ist ein Steuerventil 78, welches durch die Steuervorrichtung 60 betrieben werden kann, an einem mittleren Abschnitt der Leitung 54 installiert. Wenn das Steuerventil 77 offen ist und Druckluft zwangsweise aus den Gasfedern 43 abgelassen wird, ist das Steuerventil 78 geschlossen, und die Zufuhr von Druckluft von den Stellventilen 45 zu den Gasfedern 43 ist vorübergehend angehalten.
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Während einer nachstehend beschriebenen Operation (Schritt S12 in 14), bei welcher der Tisch 2 aus der Referenzposition Po (siehe strichpunktierte Linie mit zwei Punkten in 15A) auf eine Warteposition Pr (siehe durchgezogene Linie in 15A) gesenkt wird, verhindert diese Konfiguration das Öffnen der Stellventile 45 und das Strömen von Druckluft von den Gasfedern 43 zu der Leitung 76. Es folgt eine Beschreibung der Operationen (siehe 14) und Aktionen (siehe 15A bis 15D) bei dieser Ausführungsform.
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Zunächst wird das Werkstück 3 durch den Kran 4 (Haltevorrichtung, siehe 1) über dem Tisch 2 (höher als die Referenzposition Po des Tischs 2) hängend gehalten (Schritt S11 in 14). Dann wird der Tisch 2 aus der Referenzposition Po (siehe strichpunktierte Linie mit zwei Punkten in 15A) auf die Warteposition Pr (siehe durchgezogene Linie in 15A) gesenkt (Schritt S12 in 14). Die Schritte S11 und S12 können auch in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig, parallel ausgeführt werden.
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Dann wird das hängend gehaltene Werkstück 3 abgesenkt und so gehalten, dass sich die die untere Fläche des Werkstücks 3 in der Halteposition Ph befindet, welche niedriger als die Referenzposition Po ist (Schritt S13 in 14; siehe 15A). In diesem Zustand wird die Last des Werkstücks 3 von dem Kran 4 getragen.
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Dann wird der Tisch 2 durch die Hebe-/Senkvorrichtung aus der Warteposition Pr angehoben und mit der unteren Fläche des Werkstücks 3, welches auf der Halteposition Ph gehalten wird, in Kontakt gebracht (Schritt S14 in 14, siehe 15B). Zu diesem Zeitpunkt ist die Strecke L, um die der Tisch angehoben wird, als gleich der Strecke C definiert, welcher die Differenz zwischen der Warteposition Pr und der Halteposition Ph ist. Während dieser Operation wird der Betrag der Verschiebung des sich hebenden Tischs 2 überwacht und ist vorzugsweise so konfiguriert, dass durch Heben des Tischs 2 mit einer ausreichend geringen Geschwindigkeit beim Herstellen des Kontakts mit dem Werkstück 3, auch wenn der Tisch 2 mit einer hohen Geschwindigkeit angehoben wird, bevor er dem Werkstück 3 nahe kommt, kein Zusammenstoß eintritt, wenn der Kontakt hergestellt wird.
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Dann wird der Tisch 2, welcher mit der unteren Fläche des Werkstücks 3 in Kontakt steht, leicht angehoben, und die Last des Werkstücks 3 wird von dem Tisch 2 übernommen (Schritt S15 in 14, siehe 15B). Wenn die Last des Werkstücks 3 von dem Tisch 2 übernommen ist, wird die Traglast von dem Kran 4 weggenommen.
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In dem Zustand, in dem der Halt an dem Werkstück 3 freigegeben ist, wird der Tisch 2 weiter angehoben und aus der Halteposition Ph in die Referenzposition Po zurückgestellt (Schritt S16 in 14, siehe 15D). In diesem Zustand wird der Kran 4 weg bewegt und der Halt an dem Werkstück 3 wird aufgehoben (Schritt S17 in 14). Schritt S16 und Schritt S17 können auch in der umgekehrten Reihenfolge oder gleichzeitig, parallel durchgeführt werden. Auf diese Weise kann ein Zustand herbeigeführt werden, in dem das Werkstück 3 auf der Referenzposition Po auf dem Tisch 2 liegt. Auch tritt während des Platzierens des Werkstücks 3 kein Zusammenstoß zwischen Tisch 2 und Werkstück 3 ein.
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Diese Ausführungsform kann Vorteile ähnlich denen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform erreichen. Außerdem wird bei dieser Ausführungsform der Tisch 2 aus der Referenzposition Po (beispielsweise der Messposition, in der die Messung mit der Messvorrichtung durchgeführt wird) in die Warteposition Pr verlagert und transportiert das Werkstück 3 in diesem Zustand. Daher kann das Werkstück 3 vor dem Kontakt in der Referenzposition Po oder in der nahe gelegenen Halteposition Ph gehalten werden. Folglich kann der Betrag des Verschiebens des Tischs 2, um den Kontakt mit dem Werkstück 3 herzustellen und danach in die Referenzposition Po zurück zu kehren, auf einem Minimum gehalten werden.
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Dritte Ausführungsform
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16 zeigt eine dritte Ausführungsform nach vorliegender Erfindung. In 16 hat eine Rundheitsmessvorrichtung 1A gemäß dieser Ausführungsform eine grundlegende Konfiguration ähnlich derjenigen der Rundheitsmessvorrichtung 1 nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Folglich wird nachfolgend auf doppelte Beschreibungen gemeinsamer Konfigurationen verzichtet, und nur die Teile, die unterschiedlich sind, werden beschrieben.
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Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wurden die Schraubenfeder 71, der Hebel 72 und der Luftzylinder 73 zu der Betätigungseinheit 46 des Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40 als Ventil-Öffnungs-/Schließmechanismus 70 hinzugefügt (siehe 3 bis 6), und die Leitung 74 mit dem an ihrem mittleren Abschnitt angeordneten Steuerventil 75 war mit dem Luftzylinder 73 verbunden (siehe 2). Bei dieser Ausführungsform sind der Betätigungseinheit 46 des Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40 keine Komponenten hinzugefügt. Stattdessen ist die Leitung 74, welche von der Luftzuführvorrichtung 50 abzweigt (an deren mittlerem Abschnitt das Steuerventil 75 angeordnet ist) mit der Gasfeder 43 des Schwingungsdämpfungstischs 40 verbunden.
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Außerdem sind die Auslassleitung 76 und das Steuerventil 77, welches die Auslassleitung 76 öffnet und schließt, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform an jeder Gasfeder 43 angeordnet. Die Leitung 76 hat einen größeren Durchmesser als die Leitung 54 und kann Gas mit einer höheren Effizienz auslassen als während der Druckluftzufuhr.
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Bei dieser Ausführungsform werden die Steuerventile 75 und 77 durch die Steuervorrichtung 60 geöffnet und geschlossen, und Druckluft wird den Gasfedern 43 von der Leitung 74 zugeführt; dadurch können das obere Flächenelement 42 des Schwingungsdämpfungstischs 40 und der Tisch 2 angehoben werden, oder der Tisch 2 kann abgesenkt werden, indem unter Verwendung der Leitung 76 Gas aus den Gasfedern 43 ausgelassen wird.
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Bei dieser Ausführungsform kann der Tisch 2 auf ähnliche Weise wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gehoben und gesenkt werden. Wenn das Werkstück 3 auf dem Tisch 2 platziert wird, kann außerdem ein Zusammenstoß zwischen Werkstück 3 und Tisch 2 vermieden werden, indem ähnliche Operationen wie bei dem in den 11 und 12A bis 12C (erste Ausführungsform) oder den 14 und 15A bis 15D (zweite Ausführungsform) gezeigten Vorgang angewandt werden. Außerdem kann es sich bei einer dem Schwingungsdämpfungstisch 40 zum Heben und Senken des Tischs 2 zugefügten Vorrichtung einfach um die Leitungen 74 und 76 zu den Gasfedern 43 und die Steuerventile 75 und 77 handeln, und daher kann die Konfiguration der Vorrichtung stark vereinfacht werden.
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Vierte Ausführungsform
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Die 17 bis 20 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 17 hat eine Rundheitsmessvorrichtung 1B gemäß dieser Ausführungsform eine grundlegende Konfiguration ähnlich derjenigen der Rundheitsmessvorrichtung 1 nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Folglich wird nachfolgend auf doppelte Beschreibungen gemeinsamer Konfigurationen verzichtet, und nur die Teile, die unterschiedlich sind, werden beschrieben.
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Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform war die Hebe-/Senkvorrichtung so konfiguriert, dass sie den Tisch 2 unter Verwendung des Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40 hob und senkte. Bei dieser Ausführungsform ist ein zusätzlicher Hebe-/Senkmechanismus 80 zwischen dem Tisch 2 und der Tischeinrichtung 30 angeordnet, welcher das Heben und Senken des Tischs 2 relativ zu der Tischeinrichtung 30 ermöglicht und somit die Hebe-/Senkvorrichtung bildet. Besondere Konfigurationen nach der vorliegenden Ausführungsform sind die folgenden.
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In 17 ist der Tisch 2 durch ein scheibenförmiges Tischelement 81 gebildet und kann von der Tischeinrichtung 30 getrennt werden. Mehrere Luftzylinder 83, die in der Lage sind, sich unter Verwendung von Druckluft nach oben zu verschieben, sind an der oberen Fläche der Tischeinrichtung 30 installiert (in dieser Ausführungsform an drei Stellen in Abständen von ungefähr 120°). Der Tisch 2 (das Tischelement 81) ist durch die Luftzylinder 83 gehalten und kann durch Zuführen oder Sperren von Druckluft gehoben und gesenkt werden.
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Wie in 18 gezeigt, sind mehrere dreieckige Nuten 811, die in Durchmesserrichtung verbunden sind, an der unteren Fläche des Tischelements 81 ausgebildet (bei dieser Ausführungsform sind drei in Abständen von ungefähr 120° ausgebildet). Der Luftzylinder 83 enthält eine Kugel 831 an einem oberen Ende. Durch Kontakt mit der dreieckigen Nut 811 unter Verwendung der Kugel 831 können der Tisch 2 (das Tischelement 81) und die Tischeinrichtung 30 automatisch fluchtend ausgerichtet werden.
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In den 19 und 20 enthält der Luftzylinder 83 ein Gehäuse 832, welches an dem Tischhauptkörper 31 befestigt ist, und ein Verschiebeelement 833, welches in der Lage ist, sich in dem Gehäuse 832 vertikal zu verschieben. Ein Kolben 834 ist an dem Verschiebeelement 833 ausgebildet, und der Kolben 834 wird durch eine Schraubenfeder 835 nach unten vorgespannt. Eine Leitung 84 ist an einer Stelle niedriger als der Kolben 834 mit dem Gehäuse 832 verbunden.
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In dem Luftzylinder 83 werden der Kolben 834 und die Kugel 831 durch Zuführen von Druckluft von der Leitung 84 angehoben, und der Tisch 2 wird angehoben. Dagegen werden der Kolben 834 und die Kugel 831 durch Auslassen von Druckluft im Inneren gesenkt, und der Tisch 2 wird gesenkt. Außerdem ist die obere Hebegrenze des Tischs 2 bei Verwendung der Luftzylinder 83 als die Strecke L definiert (siehe 16).
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Wie in 17 dargestellt, ist die mit dem Luftzylinder 83 verbundene Leitung 84 durch einen mittleren Abschnitt des Tischhauptkörpers 31 nach außen unter den Antriebsmotor 34 geleitet, verläuft über einen frei rotierenden Koppler oder dergleichen (in den Zeichnungen nicht dargestellt) durch ein Inneres des Messvorrichtungshauptkörpers 10 und ist mit der Luftzuführvorrichtung 50 verbunden. Ein Steuerventil 85 ist an einem mittleren Abschnitt der Leitung 84 installiert, und das Steuerventil 85 ist über die Steuerung 61 mit der Steuervorrichtung 60 verbunden (ähnlich wie das Steuerventil der oben beschriebenen ersten Ausführungsform).
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Folglich öffnet und schließt sich bei dieser Ausführungsform das Steuerventil 85 entsprechend einem Operationsbefehl von der Steuervorrichtung 60, und dadurch, dass Druckluft intermittierend von der Leitung 84 bereitgestellt wird, kann der Tisch 2 unter Verwendung der Luftzylinder 83 gehoben und gesenkt werden. Bei dieser Ausführungsform ist der Hebe-/Senkmechanismus 80 durch das Tischelement 81, den Luftzylinder 83, die Leitung 84 und das Steuerventil 85 gebildet, und die Hebe-/Senkvorrichtung ist durch das Hinzufügen des Hebe-/Senkmechanismus 80 konfiguriert.
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Außerdem kann auch ein Annäherungssensor 82 an einer Mitte der oberen Fläche des Tischelements 81 installiert und so konfiguriert sein, dass er die Annäherung des Werkstücks 3 mit der Steuervorrichtung 60 überwacht. Mit einer derartigen Konfiguration können die Nähe und der Kontakt zwischen dem Werkstück 3 und dem Tisch 2 zuverlässig bekannt sein, was eine exaktere Bewegung ermöglicht. Die Konfiguration kann auch eingesetzt werden, um einen schnellen Stopp oder dergleichen auszuführen, um einen Zusammenstoß zu verhindern.
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Bei dieser Ausführung kann der Tisch 2 auf ähnliche Weise wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gehoben und gesenkt werden. Beim Platzieren des Werkstücks 3 auf dem Tisch 2 kann außerdem ein Zusammenstoß zwischen dem Tisch 2 und dem Werkstück 3 verhindert werden, indem Operationen ähnlich denen des in den 11 und 12A bis 12C (erste Ausführungsform) oder den 14 und 15A bis 15D (zweite Ausführungsform) gezeigten Verfahrens eingesetzt werden.
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Außerdem kann eine Vorrichtung, die zum Heben und Senken des Tischs 2 hinzugefügt wird einfach der Hebe-/Senkmechanismus 80 (das Tischelement 81, die Luftzylinder 83, die Leitung 84 und das Steuerventil 85) sein, der sich gegenüber der Tischeinrichtung 30 hebt und senkt, und somit kann die Konfiguration der Vorrichtung vereinfacht werden. Insbesondere sind das Tischelement 81 und die Luftzylinder 83 als die Hebe-/Senkvorrichtung in der Tischeinrichtung 30 installiert; daher kann die Konfiguration der Messvorrichtung vereinfacht und kleiner gemacht werden.
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Ferner wird nur der Tisch 2 (das Tischelement 81) gehoben und gesenkt; daher kann der Hebe-/Senkabschnitt auf einem Minimum gehalten werden. Mit anderen Worten: Nur der Tisch wird mit dem Werkstück 3 gehoben und gesenkt, und der gesamte Messvorrichtungshauptkörper 10 und die Tischeinrichtung 30 müssen nicht gehoben und gesenkt werden. Daher kann Antriebskraft zum Heben und Senken reduziert werden.
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Fünfte Ausführungsform
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21 zeigt eine fünfte Ausführungsform nach vorliegender Erfindung. Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen enthält den Neigungsverstellungsmechanismus 49 des Schwingungsdämpfungstischs 40, und bei jeder ist das Stellventil 45 an jeder Gasfeder 43 installiert. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch so konfiguriert sein, dass die Hebe-/Senkvorrichtung unter Verwendung eines Schwingungsdämpfungstischs 40 ausgebildet ist, der den Neigungsverstellungsmechanismus 49 nicht enthält.
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In 21 hat eine Rundheitsmessvorrichtung 1C gemäß dieser Ausführungsform eine grundlegende Konfiguration ähnlich derjenigen der Rundheitsmessvorrichtung 1 nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Jedoch ist die Leitung 54 von der Luftzuführvorrichtung 50 direkt mit den Gasfedern 43 des Schwingungsdämpfungstischs 40 verbunden, und das Steuerventil 75 ist an einem mittleren Abschnitt der Leitung 54 installiert.
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Durch Zuführen von Druckluft zu den Gasfedern 43 oder durch Auslassen der Druckluft durch Abkoppeln des Steuerventils 75 mit der Steuervorrichtung 60 kann bei dieser Ausführungsform das Ausdehnen und Zusammenziehen aller Gasfedern 43 kollektiv gesteuert werden. Durch kollektives Ausdehnen und Zusammenziehen aller Gasfedern 43 können die Gasfedern 43 zudem als eine Hebe-/Senkvorrichtung fungieren.
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Modifikationen
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Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und schließt Modifikationen innerhalb eines Rahmen ein, der in der Lage ist, die Vorteile dieser Erfindung zu realisieren. Beispielsweise ist die Tischeinrichtung 30 nicht darauf beschränkt, durch die hydrostatischen Luftlager 33 schwebend gehalten zu werden, sondern kann stattdessen beispielsweise durch ein statisches Öldrucklager oder durch ein Lager gehalten sein, bei dem eine Kugel oder dergleichen sich bei Kontakt dreht.
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Der Schwingungsdämpfungstisch 40 ist nicht auf die Verwendung der Gasfedern 43 beschränkt. Beispielsweise kann eine mechanische Dämpfung verwendet werden, oder eine Hebe-/Senkvorrichtung kann dadurch ausgebildet sein, dass ein Hebe-/Senkmechanismus einem derartigen mechanischen Schwingungsdämpfungstisch hinzugefügt wird. Durch Einsetzen der Tischeinrichtung 30, welche die hydrostatischen Luftlager 33 verwendet, und des Schwingungsdämpfungstischs 40, welcher die Gasfedern 43 verwendet, kann jedoch die Luftzuführvorrichtung 50 für diesen Zweck gemeinsam genutzt werden.
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Zudem war bei jeder der Ausführungsformen die Hebe-/Senkvorrichtung so konfiguriert, dass sie das Heben und Senken unter Verwendung von Druckluft ausführt; daher kann die Luftzuführvorrichtung 50 zur Verwendung beim Antreiben der Hebe-/Senkvorrichtung mit genutzt werden. Jedoch ist die Verwendung der Luftzuführvorrichtung 50 als Antriebsquelle für jede dieser Komponenten bei der vorliegenden Erfindung nicht zwingend, und andere Antriebsverfahren können stattdessen verwendet werden, wie beispielsweise hydraulischer Antrieb, elektromagnetischer Antrieb, Motorantrieb oder dergleichen.
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Bei den oben genannten Ausführungsformen wurden Beispiele beschrieben, bei denen die Erfindung auf eine Rundheitsmessvorrichtung angewendet wurde. Jedoch können verschiedene Messvorrichtungen, welche eine Abmessung oder eine Form eines Produkts messen, als Messvorrichtung dieser Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann die Erfindung Anwendung finden bei einer Koordinatenmessvorrichtung, welche verschiedene Punktpositionen auf einer Oberfläche eines Produkts misst, einer Oberflächencharakteristikmessvorrichtung, welche eine exakte Form, ein Profil oder eine Rauheit der Oberfläche des Produkts misst (Formmessvorrichtung, Profilmessvorrichtung oder Oberflächenrauheitsmessvorrichtung), oder einer Rundheitsmessvorrichtung, welche beispielsweise die Rundheit eines zylindrischen Produkts misst.
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Außerdem ist der Tisch, auf dem das Werkstück platziert wird, nicht wie bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen auf einen rotierenden Tisch beschränkt. Ein XY-Tisch (wie z. B. eine Koordinatenmessvorrichtung), welcher sich in einer Ebene verschiebt, kann stattdessen verwendet werden. Beispiele für einen Tisch, welcher sich in einer Ebene verschiebt, können auch einen Tisch enthalten, der sich nur in Richtung der X-Achse oder nur in Richtung der Y-Achse verschiebt. Andererseits kann der Tisch auch in der Lage sein, sich zusätzlich zur X- und zur Y-Achse auch in Richtung der Z-Achse zu verschieben.
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Die vorliegende Erfindung kann bei einem Verfahren zum Platzieren eines Werkstücks auf einer Messvorrichtung und bei einer Messvorrichtung angewendet werden, und sie kann besonders vorteilhaft angewendet werden, wenn ein Werkstück mit einem beträchtlichen Gewicht zu messen ist.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Beispiele rein dem Zwecke der Veranschaulichung dienen und in keiner Weise als die Erfindung einschränkend zu betrachten sind. Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass die hier verwendeten Worte Worte der Beschreibung und Veranschaulichung und nicht Worte der Einschränkung sind. Änderungen können im Rahmen der angefügten Ansprüche, wie definiert und wie geändert, angebracht werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Zwar wurde die vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf bestimmte Strukturen, Materialien und Ausführungen beschrieben, doch wird die Erfindung nicht als auf die hier offenbarten Details beschränkt verstanden, sondern erstreckt sich auf alle funktional äquivalenten Strukturen, Verfahren und Anwendungen, wie sie im Rahmen des Umfangs der angefügten Ansprüche liegen.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Variationen und Modifikationen können möglich sein, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 03-008969 [0004]
- JP 02-062006 [0008, 0010, 0010]
- JP 2003-045492 [0009, 0011]
