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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität aus der
japanischen Anmeldung Nr. 2015-045978 , eingereicht am 9. März 2015, unter 35 U.S.C. § 119, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit ausdrücklich aufgenommen ist.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kalibrierverfahren für eine Formmessvorrichtung.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Als ein Beispiel einer Formmessvorrichtung ist eine Rundheitsmessvorrichtung bekannt. Eine Rundheitsmessvorrichtung beinhaltet einen Drehmechanismus und misst genau Veränderungen des Radius eines Messobjekts mit einer runden Form.
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Zunächst wird eine einfache Beschreibung einer Konfiguration einer Rundheitsmessvorrichtung bereitgestellt. 1 ist eine Außenansicht einer Rundheitsmessvorrichtung 100. Die X-, die Y- und die Z-Achse eines Maschinenkoordinatensystems sind in der Figur vermerkt. Die X-Achse verläuft auf dem Zeichnungsblatt von links nach rechts. Die Y-Achse verläuft von einer Vorderseite des Zeichnungsblatts nach innen. Die Z-Achse verläuft vom Boden nach oben.
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Die Rundheitsmessvorrichtung 100 beinhaltet einen Messvorrichtungshauptkörper 200, einen Host-Computer 110, eine Konsole 120 und eine Bewegungssteuerung 130.
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Der Messvorrichtungshauptkörper 200 beinhaltet einen Sockel 210, einen Drehtisch 220 und einen Koordinatenmesser 300.
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Der Drehtisch 220 beinhaltet einen Drehantrieb 221 und eine Platzierungsplattform 223. Der Drehantrieb 221 ist auf dem Sockel 210 installiert und bewirkt, dass die scheibenförmige Platzierungsplattform 223 sich dreht. Justierungsknöpfe 222 sind auf einer Seitenfläche des Drehantriebs 221 in 90°-Abständen in einer Umfangsrichtung vorgesehen. Durch Betreiben der Justierungsknöpfe 222 kann die Platzierungsplattform 223 in jeder der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung justiert werden, wodurch ermöglicht wird, die Platzierungsplattform 223 zu zentrieren und horizontal einzustellen. Wenn ein Messobjekt auf die Platzierungsplattform 223 gesetzt wird, dreht sich das Messobjekt zusammen mit der Platzierungsplattform 223.
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Der Koordinatenmesser 300 beinhaltet eine Z-Achsensäule 310, einen Z-Gleiter 320, einen X-Arm 330, eine Kopfhalterung 340 und einen Sondenkopf 350.
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Die Z-Achsensäule 310 steht aufrecht auf dem Sockel 210 parallel zur Z-Achse. Der Z-Gleiter 320 ist an der Z-Achsensäule 310 vorgesehen, um zur Verschiebung in der Z-Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung) fähig zu sein. Der X-Arm 330 wird auf dem Z-Gleiter 320 getragen, um zum Vorwärtsbewegen und Rückwärtsbewegen in der X-Richtung fähig zu sein. Die Kopfhalterung 340 ist ein „L”-förmiges Element und ist an einem Basisende zu einem vorderen Ende des X-Arms 330 angebracht. Der Sondenkopf 350 ist an dem vorderen Ende der Kopfhalterung 340 angebracht.
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Die Kopfhalterung 340 ist so vorgesehen, dass sie sich zentriert um eine Drehwelle 331, die sich in der X-Achsenrichtung erstreckt, drehen kann. Ein Drehbereich ist beispielsweise auf einen Bereich von 0° bis –90° eingeschränkt. Wenn die Kopfhalterung 340 vertikal ist, wie in 2, wird dies als eine „vertikale Ausrichtung” bezeichnet. Wenn die Kopfhalterung 340 horizontal ist, wie in 3, wird dies als eine „horizontale Ausrichtung” bezeichnet.
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Der Sondenkopf 350 ist ein elektrisches Mikrometer vom Hebeltyp und ist an dem vorderen Ende der Kopfhalterung 340 angebracht. Der Sondenkopf 350 beinhaltet einen Stift 360 und ein Stiftkopf 361, der das Messobjekt berührt, ist an dem vorderen Ende des Stifts 360 vorgesehen. Der Stift 360 ist so vorgesehen, dass er sich neigen kann, so dass das vordere Ende in der X-Achsenrichtung verschoben werden kann. In diesem Beispiel wird das elektrische Mikrometer vom Hebeltyp verwendet; der Sondenkopf 350 kann auch ein elektrisches Mikrometer vom Parallelverschiebungstyp sein oder ein beliebiger anderer existierender Sondenkopf kann verwendet werden.
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Wenn die Kopfhalterung 340 in der vertikalen Ausrichtung ist (2), kann der Sondenkopf 350 durch Drehen einer Kalibrierschraube 341, die auf der Seitenfläche der Kopfhalterung 340 vorgesehen ist, fein in der Y-Richtung verschoben werden. Wenn die Kopfhalterung 340 alternativ dazu in der horizontalen Ausrichtung ist (3), kann der Sondenkopf 350 durch Drehen einer Kalibrierschraube 342, die auf einer Endfläche der Kopfhalterung 340 vorgesehen ist, fein in der Y-Richtung verschoben werden.
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Darüber hinaus werden ein Winkel des Stifts 360, ein Neigungswinkel der Kopfhalterung 340, ein Vorwärtsbewegungs-/Rückwärtsbewegungsausmaß des X-Arms 330 und eine Position (Anhebe-/Absenkausmaß) des Z-Gleiters 320 von jeweiligen Gebern (in den Zeichnungen nicht gezeigt) erfasst.
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Der Host-Computer 110 ist ein Computerendgerät, das einen CPU (Zentralprozessor), einen ROM, der vorherbestimmte Programme speichert, und einen RAM beinhaltet. Zusammen mit dem Bereitstellen einer vorherbestimmten Betriebsanweisung an die Bewegungssteuerung 130 rührt der Host-Computer 110 eine Berechnung, wie eine Formanalyse eines Messobjekts W, auf der Basis von Daten, die von dem Messvorrichtungshauptkörper 200 erhalten wurden, aus. Der Host-Computer 110 stellt außerdem einem Benutzer eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle mittels eines Monitors 112, einer Tastatur und einer Maus bereit. Durch eine Handbedienungstafel eines Bedienungshebels oder einer Bedienungstaste, mit der die Konsole 120 versehen ist, wird der Bewegungssteuerung 130 eine Betriebsanweisung bereitgestellt. Die Bewegungssteuerung 130 führt eine Antriebssteuerung des Messvorrichtungshauptkörpers 200 aus.
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Beim Messen der Rundheit eines Messobjekts wird der Drehtisch 220 dazu angetrieben, sich in einem Zustand zu drehen, in dem der Stiftkopf 361 mit einer Oberfläche des Messobjekts in Kontakt steht. Dies ermöglicht dem Stiftkopf 361, die Oberfläche des Messobjekts abzutasten (zu verfolgen). Anders ausgedrückt, wenn das Messobjekt sich aufgrund des Drehantriebs des Drehtischs 220 dreht, verschiebt sich der Stiftkopf 361 in der X-Achsenrichtung gemäß Veränderungen des Radius des Messobjekts. Insbesondere bewegt sich der X-Arm 330 gemäß Veränderungen des Radius des Messobjekts vorwärts und rückwärts und der Stiftkopf 361 verschiebt sich somit in der X-Achsenrichtung und der Stiftkopf 361 folgt der Oberfläche des Messobjekts. Wenn der Drehtisch 220 eine Drehung abgeschlossen hat, verschiebt sich der Z-Gleiter 320 nach oben oder nach unten und wiederholt die Umfangsrichtungsabtastung des Messobjekts. Der Winkel des Stifts 360, die Position des X-Arms 330 und die Position des Z-Gleiters 320 werden von jeweiligen Gebern (in den Zeichnungen nicht gezeigt) erfasst und ein Verschiebungsausmaß des Stiftkopfs 361 wird als Messdaten erhalten. Eine Formanalyse (d. h. eine Analyse der Rundheit oder Zylindrizität) des Messobjekts wird auf der Basis der Messdaten durchgeführt.
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Während der Messung unter Verwendung der Rundheitsmessvorrichtung 100 muss zunächst eine Achsenausrichtung durchgeführt werden, so dass eine Drehachse des Drehtischs 220 und eine Messachse L des Stiftkopfs 361 sich in einem rechten Winkel auf derselben Ebene überschneiden. Die Messachse L bezieht sich auf eine imaginäre Linie, die durch die Mitte des Stiftkopfs 361 und parallel zu der X-Achse verläuft. Der Stiftkopf 361 verschiebt sich aufgrund der Vorwärtsbewegung und der Rückwärtsbewegung des X-Arms 330. Die Messachse L entspricht folglich d. h. einer Bewegungsrichtung des Stiftkopfs 361 (in einem Zustand, in dem die Position des Z-Gleiters 320 fixiert ist). Darüber hinaus wird eine Aufgabe des Ausrichtens der Messachse L in der vorliegenden Spezifikation als „Messachsenausrichtung” bezeichnet.
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In einem hypothetischen Fall, in dem eine Messaufgabe in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Messachse L nicht orthogonal zu der Drehachsenlinie des Drehtischs 220 ist, entspricht eine Verschiebung des Stiftkopfs 361 offensichtlich nicht genau Veränderungen des Radius des Messobjekts. Beispielsweise muss in einem Fall, in dem der Stift 360 ausgelagert wird, oder einem Fall, in dem der Neigungswinkel des Stifts 360 geändert wird, oder einem Fall, in dem der Winkel (die Ausrichtung) der Kopfhalterung 340 geändert wird, eine „Messachsenausrichtung” durchgeführt werden.
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Herkömmlich wurde eine „Messachsenausrichtung” wie folgt durchgeführt (siehe beispielsweise das
japanische Patent Nr. 5,292,564 und die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2012-145492 ). Zunächst wird eine Master-Kugel
90 mit einer Sphäre an ihrer Spitze hergestellt. Die Master-Kugel
90 wird an die Mitte des Drehtischs
220 gesetzt (siehe
2 und
3), dann wird eine Zentrierung durchgeführt. Anders ausgedrückt, die Mitte der Sphäre wird mit der Drehachsenlinie des Drehtischs
220 ausgerichtet. Als Nächstes wird der Stiftkopf
361 mit der Sphäre in Kontakt gebracht und in diesem Zustand wird die Y-Richtungskalibrierschraube (
341 oder
342) gedreht und eine Position, die eine maximale X-Richtungsverschiebung des Stiftkopfs
361 erzielt, wird lokalisiert. Sobald die Stelle mit einer maximalen X-Richtungsverschiebung des Stiftkopfs
361 festgestellt wurde, wird die Y-Richtungskalibrierschraube (
341 oder
342) an diesem Punkt gestoppt.
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Eine „Messachsenausrichtung” können unter Verwendung des oben angeführten Vorgangs genau durchgeführt werden. Da die Master-Kugel 90 jedoch in die Mitte des Drehtischs 220 gesetzt werden muss, muss das Messobjekt vorübergehend entfernt werden. Nachdem die „Messachsenausrichtung” durchgeführt wurde, muss das Messobjekt dann erneut auf den Drehtisch 220 gesetzt werden und muss erneut zentriert werden. In einigen Situationen kann der Stift 360 ausgelagert werden oder die Ausrichtung der Kopfhalterung 340 kann mitten in dem Messen des Messobjekts geändert werden. Das Erfordernis des oben angeführten Vorgangs jedes Mal, wenn der Stift 360 ausgelagert wird oder die Ausrichtung geändert wird, nimmt Zeit in Anspruch und erfordert Mühe und macht eine Verbesserung der Messeffizienz schwierig.
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Die vorliegende Erfindung verringert die Zeit und Mühen, die für eine Messachsenausrichtung benötigt werden, und verbessert die Messeffizienz einer Formmessvorrichtung.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In einem Verfahren zur Bestimmung eines Achsversatzes einer Formmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Formmessvorrichtung einen Drehtisch, auf dem ein Messobjekt platziert wird und der dazu fähig ist, sich zentriert auf einer Z-Achse zu drehen; und einen Koordinatenmesser mit einem Stiftkopf, der das Messobjekt erfasst, wobei der Koordinatenmesser bewirkt, dass der Stiftkopf sich in einer Richtung parallel zu einer X-Achse vorwärts bewegt und rückwärts bewegt, wobei die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse gegenseitig zueinander orthogonal sind, und eine Verfolgungsmessung entlang einer Oberfläche des Messobjekts unter Verwendung des Stiftkopfs ausführt. Wenn eine imaginäre Linie, die durch eine Mitte des Stiftkopfs und parallel zur X-Achse verläuft, als eine Messachse genommen wird, beinhaltet ein Kalibrierverfahren für die Formmessvorrichtung das Setzen einer Kalibrierlehre mit Ebenensymmetrie in eine Position, bei der es sich nicht um eine Drehmitte des Drehtischs handelt; das Messen der Kalibrierlehre, während der Drehtisch angetrieben wird, um sich zu drehen; und auf der Basis eines Phasenmusters des Drehtischs, wenn der Stiftkopf die Kalibrierlehre erfasst, das Bestimmen, ob die Messachse in Bezug auf eine Drehachse des Drehtischs versetzt ist.
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In der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise auf der Basis von Messergebnissen der Kalibrierlehre eine Erfassungsinitiierungsphase θi, bei der es sich um eine Phase des Drehtischs handelt, wenn der Stiftkopf mit der Erfassung der Kalibrierlehre beginnt; eine Erfassungsendephase θf, bei der es sich um eine Phase des Drehtischs handelt, wenn der Stiftkopf die Erfassung der Kalibrierlehre beendet; und eine Spitzenphase θp, bei der es sich um eine Phase des Drehtischs handelt, wenn ein Messwert einen Spitzenwert zeigt, festgestellt, und wenn ein Achsversatzindexwert M derart definiert ist, dass M = {(θp – θi) – (θf – θp)}, wird eine Richtung des Versatzes der Messachse in Abhängigkeit davon bestimmt, ob der Achsversatzindexwert M positiv oder negativ ist.
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In der vorliegenden Erfindung wird die Kalibrierlehre vorzugsweise vorzeitig auf eine Seitenfläche des Drehtischs gesetzt.
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In der vorliegenden Erfindung ist die Kalibrierlehre vorzugsweise eine ganze oder eine partielle Sphäre.
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In einem Kalibrierverfahren für eine Formmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Positionen des Stiftkopfs und des Drehtischs zu einer feinen relativen Kalibrierung in einer Richtung entlang der Y-Achse fähig; nach Ausführen des Verfahrens zur Bestimmung eines Achsversatzes der Formmessvorrichtung werden Bestimmungsergebnisse einer Versatzrichtung der Messachse auf einem Monitor angezeigt und ein Benutzer bezieht sich auf die Monitoranzeige, um eine Feinkalibrierung der Position des Stiftkopfs durchzuführen.
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In einem Programm, das einen Achsversatz einer Formmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt, beinhaltet die Formmessvorrichtung einen Drehtisch, auf dem ein Messobjekt platziert wird und der dazu fähig ist, sich zentriert auf einer Z-Achse zu drehen; einen Koordinatenmesser mit einem Stiftkopf, der das Messobjekt erfasst, wobei der Koordinatenmesser bewirkt, dass der Stiftkopf sich in einer Richtung parallel zu einer X-Achse vorwärts bewegt und rückwärts bewegt, wobei die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse gegenseitig zueinander orthogonal sind, und eine Verfolgungsmessung entlang einer Oberfläche des Messobjekts unter Verwendung des Stiftkopfs ausführt; und einen Host-Computer, der eine Betriebssteuerung des Drehtischs und des Koordinatenmessers mittels einer Bewegungssteuerung durchführt. Eine Kalibrierlehre mit Ebenensymmetrie wird an eine Position gesetzt, bei der es sich nicht um eine Drehmitte des Drehtischs handelt, und wenn eine imaginäre Linie, die durch eine Mitte des Stiftkopfs und parallel zur X-Achse verläuft, als eine Messachse genommen wird, führt das Programm, das einen Achsversatz der Formmessvorrichtung bestimmt, auf einem Computer eine Messung der Kalibrierlehre, während der Drehtisch angetrieben wird, um sich zu drehen; und auf der Basis eines Phasenmusters des Drehtischs, wenn der Stiftkopf die Kalibrierlehre erfasst, eine Bestimmung, ob die Messachse in Bezug auf eine Drehachse des Drehtischs versetzt ist, durch.
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Eine Formmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Drehtisch, auf dem ein Messobjekt platziert wird und der dazu fähig ist, sich zentriert auf einer Z-Achse zu drehen; eine Kalibrierlehre mit Ebenensymmetrie, wobei die Kalibrierlehre in eine Position gesetzt wird, bei der es sich nicht um eine Drehmitte des Drehtischs handelt; und einen Koordinatenmesser mit einem Stiftkopf, der das Messobjekt erfasst, wobei der Koordinatenmesser bewirkt, dass der Stiftkopf sich in einer Richtung parallel zu einer X-Achse vorwärts bewegt und rückwärts bewegt, wobei die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse gegenseitig zueinander orthogonal sind, und eine Verfolgungsmessung entlang einer Oberfläche des Messobjekts unter Verwendung des Stiftkopfs ausführt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die erwähnten mehreren Zeichnungen mittels nicht einschränkenden Beispielen beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben, wobei in den Zeichnungen gleiche Bezugsziffern überall in den mehreren Ansichten der Zeichnungen ähnliche Teile darstellen, und wobei:
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1 eine Außenansicht einer Rundheitsmessvorrichtung ist;
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2 eine vertikale Ausrichtung darstellt;
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3 eine horizontale Ausrichtung darstellt;
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4 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Vorgang eines Verfahrens zur Ausrichtung einer Messachse der Rundheitsmessvorrichtung darstellt;
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5 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Vorgang des Verfahrens zur Ausrichtung der Messachse der Rundheitsmessvorrichtung darstellt;
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6 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Vorgang des Verfahrens zur Ausrichtung der Messachse der Rundheitsmessvorrichtung darstellt;
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7 einen Zustand darstellt, in dem eine Kalibrierlehre auf einen Drehtisch gesetzt ist;
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8 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem eine Messachse bereits ausgerichtet ist;
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9 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse bereits ausgerichtet ist;
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10 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse bereits ausgerichtet ist;
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11 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse bereits ausgerichtet ist;
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12 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse bereits ausgerichtet ist;
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13 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse bereits ausgerichtet ist;
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14 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse bereits ausgerichtet ist;
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15 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in einer negativen Y-Richtung in Bezug auf eine Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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16 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in der negativen Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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17 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in der negativen Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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18 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in der negativen Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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19 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in der negativen Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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20 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in einer positiven Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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21 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in der positiven Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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22 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in der positiven Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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23 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in der positiven Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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24 einen beispielhaften Betrieb in einem Fall darstellt, in dem die Messachse in der positiven Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs versetzt ist;
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25 eine erste Modifizierung darstellt, in der eine Kalibrierlehre auf eine laterale Fläche eines Drehtischs gesetzt wird;
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26 eine zweite Modifizierung darstellt, in der eine Kalibrierlehre keine Sphäre ist; und
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27 die zweite Modifizierung darstellt, in der die Kalibrierlehre keine Sphäre ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die hierin gezeigten Einzelheiten sind nur beispielhaft und zum Zwecke der veranschaulichenden Erörterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden in dem Bereitstellungsfall dargestellt, von dem angenommen wird, dass er die nützlichste und am einfachsten zu verstehende Beschreibung der Prinzipien und der konzeptionellen Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung ist. In dieser Hinsicht wird kein Versuch unternommen, strukturelle Details der vorliegenden Erfindung detaillierter als für das grundlegende Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich zu zeigen, wobei die Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen Fachmännern offensichtlich macht, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis verkörpert werden können.
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Eine Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und auf die Bezugsziffern, die jeder Komponente in den Zeichnungen zugeteilt sind, angegeben.
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Erste Ausführungsform
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Eine erste Ausführungsform wird für ein Kalibrierverfahren für eine Formmessvorrichtung (Rundheitsmessvorrichtung 100) beschrieben. Die 4, 5 und 6 sind Ablaufdiagramme, die einen Vorgang des Kalibrierverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellen. Die Beschreibung folgt der Reihenfolge der Ablaufdiagramme.
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Beim Durchführen einer Ausrichtung einer Messachse der Rundheitsmessvorrichtung 100 wird zunächst eine Kalibrierlehre 500 auf einen Drehtisch 220 gesetzt (ST100). 7 stellt einen Zustand dar, in dem die Kalibrierlehre 500 auf den Drehtisch 220 gesetzt ist. Die Kalibrierlehre 500 ist, was als eine Master-Kugel bezeichnet wird, die eine sphärische Spitze aufweist. Eine Position, in die die Kalibrierlehre 500 gesetzt wird, kann eine beliebige Position sein, bei der es sich nicht um eine Mitte des Drehtischs 220 handelt. Vorzugsweise ist eine Entfernung von der Mitte des Drehtischs 220 so groß wie möglich. Die Kalibrierlehre 500 kann beispielsweise in einen Bereich in der Nähe einer Kante des Drehtischs 220 gesetzt werden.
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Eine Gewindebohrung oder dergleichen zum Setzen der Kalibrierlehre 500 auf eine Platzierungsplattform 223 des Drehtischs 220 kann ebenfalls vorzeitig bereitgestellt werden.
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Da die Position, in die die Kalibrierlehre 500 gesetzt wird, außerhalb der Mitte des Drehtischs 220 ist, kann ein Messobjekt W in der Mitte des Drehtischs 220 bleiben, wie in 7 gezeigt. Anders ausgedrückt, beim Ausrichten der Messachse ist es nicht erforderlich, das Messobjekt W von dem Drehtisch 220 zu entfernen. Selbst beispielsweise in Fällen, in denen ein Stift 360 mitten im Messen des Messobjekts W ausgelagert wird oder in denen ein Winkel des Stifts 360 oder ein Winkel der Kopfhalterung 340 geändert wird, kann das Messobjekt W an Ort und Stelle bleiben und die Kalibrierlehre 500 kann in einen nicht belegten Bereich des Drehtischs 220 gesetzt werden. (Es ist folglich nicht erforderlich, den Drehtisch 220 und das Messobjekt W nach dem Ausrichten der Messachse neu zu zentrieren.)
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Sobald die Kalibrierlehre 500 auf den Drehtisch 220 gesetzt wurde, wird die Kalibrierlehre 500 „gemessen” (ST200).
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Um umfänglich abzuschweifen, werden hier zusätzliche Anmerkungen auf die Terminologie bezogen. Obwohl angegeben wird, dass „die Kalibrierlehre 500 gemessen wird (ST200)”, bedeutet dies nicht, dass ein Bediener genaue Formdaten der Kalibrierlehre 500 beziehen möchte. Würden genaue Formdaten für die Kalibrierlehre 500 selbst gewünscht, müsste die Kalibrierlehre 500 in die Mitte des Drehtischs 220 gesetzt werden, wie in den 2 und 3 gezeigt. In diesem Beispiel wird die Kalibrierlehre 500 außerhalb der Mitte des Drehtischs 220 gesetzt und Formdaten für die Kalibrierlehre 500 können folglich nicht erhalten werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Stiftkopf 361 dazu hergestellt, die Kalibrierlehre 500 zu profilieren und abzutasten, die von der Mitte des Drehtischs 220 weg positioniert ist, und ein Versatz in der Messachse L wird durch Rückschluss unter Verwendung einer Weise eines Kontakts zwischen dem Stiftkopf 361 und der Kalibrierlehre 500 während des Abtastens berechnet. Eine Aktion, in der der „Stiftkopf 361 dazu hergestellt wird, die Kalibrierlehre 500 zu profilieren und abzutasten, die von der Mitte des Drehtischs 220 weg positioniert ist”, und eine Aktion, in der das Messobjekt, das in die Mitte des Drehtischs 220 gesetzt ist, gemessen wird, sind insofern identische Aktionen, dass der „Stiftkopf 361 dazu hergestellt wird, ein Objekt auf dem Drehtisch 220 zu profilieren und abzutasten, während der Drehtisch 220 gedreht wird” In der Tat kann die Betriebssteuerung zum „Messen” der Kalibrierlehre 500 (ST200) identisch zu einem Teileprogramm zum Messen des Messobjekts sein. Dementsprechend wird die Aktion, in der der „Stiftkopf 361 dazu hergestellt wird, die die Kalibrierlehre 500 zu profilieren und abzutasten, die von der Mitte des Drehtischs 220 weg positioniert ist”, der Zweckmäßigkeit halber auch als „Messung” bezeichnet.
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In diesem Beispiel wird als ein erstes Muster ein Fall erwogen, in dem die Messachse L bereits ausgerichtet ist. (Dass die Messachse L ausgerichtet ist, bedeutet, dass eine Drehachse des Drehtischs 220 und die Messachse L des Stiftkopfs 361 sich rechtwinklig auf derselben Ebene überschneiden. Diese Definition wird überall fortgesetzt.) Die 8 bis 14 stellen beispielhafte Betriebe in einem Fall dar, in dem die Messachse L bereits ausgerichtet ist. In dem in 8 gezeigten Zustand verläuft die Messachse L durch die Mitte des Drehtischs 220; anders ausgedrückt, die Messachse L ist bereits ausgerichtet. (Folglich ist es nicht erforderlich, die Messachse L zu kalibrieren. Ein Benutzer kann jedoch nicht erkennen, ob die Messachse L ausgerichtet ist.)
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Zunächst, wie in 8 gezeigt, wird von der Kalibrierlehre 500 angenommen, dass sie in eine Position von der Mitte des Drehtischs 220 weg gesetzt ist. Dann wird die Messung der Kalibrierlehre 500 initiiert. Der Messarbeitsschritt selbst kann durch ein Messteileprogramm ausgeführt werden, das auf der Rundheitsmessvorrichtung 100 (dem Host-Computer 110) voreingestellt ist. Der Drehtisch 220 dreht sich aus dem in 8 gezeigten Zustand. (In diesem Beispiel erfolgt die Drehung in den Zeichnungen im Uhrzeigersinn.) In dem in 9 gezeigten Zustand, selbst wenn der Stiftkopf 361 entlang der Messachse L vorwärts bewegt und rückwärts bewegt wird, stellt der Stiftkopf 361 keinen Kontakt mit der Kalibrierlehre 500 her.
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Wenn die Drehung weiter fortschreitet als in dem in 9 gezeigten Zustand, wie in 10 gezeigt, stellt eine Außenfläche der Kalibrierlehre 500 Kontakt mit dem Stiftkopf 361 her. Eine Phase des Drehtischs 220 zu dem Zeitpunkt, wenn ein Kontakt zwischen dem Stiftkopf 361 und der Kalibrierlehre 500 initiiert wird, wird mit θi bezeichnet. Hierin als ein Beispiel θi = 32°.
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Wenn der Stiftkopf 361 einen Kontakt mit der Außenfläche der Kalibrierlehre 500 herstellt, werden Messdaten erhalten, die einen Koordinatenwert (insbesondere einen X-Koordinatenwert) des Stiftkopfs 361 mit der Phase des Drehtischs 220 paaren.
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Wenn der Drehtisch 220 sich weiter dreht, profiliert und tastet der Stiftkopf 361 die Außenfläche der Kalibrierlehre 500 ab. In diesem Beispiel, gedrückt durch die Außenfläche der Kalibrierlehre 500, wird der Stiftkopf 361 wahrscheinlich in einer positiven Richtung auf einer X-Achse verschoben. 11 stellt einen Zustand dar, in dem der Stiftkopf 361 sich maximal in der positiven Richtung der X-Achse verschoben hat. Ein Messwert zu einer Zeit, zu der der Stiftkopf 361 sich maximal in der positiven Richtung der X-Achse verschoben hat, wird als ein „Spitzenwert” bezeichnet. Des Weiteren wird die Phase des Drehtischs 220, wenn der Spitzenwert gezeigt wird, als θp bezeichnet. Hierin als ein Beispiel θp = 42°.
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Nach dem Spitzenwert, wenn der Drehtisch 220 weiter gedreht wird, verschiebt sich der Stiftkopf 361 in der negativen Richtung der X-Achse, während er die Außenfläche der Kalibrierlehre 500 profiliert und abtastet. Wenn die Drehung des Drehtischs 220 jedoch fortschreitet, bewegt sich die Kalibrierlehre 500 schließlich von dem Stiftkopf 361 weg. (Die Kalibrierlehre 500 passiert die Messachse L und überschneidet sich nicht mehr mit der Messachse L.) 12 stellt einen Zustand unmittelbar vor dem Zeitpunkt dar, zu dem der Stiftkopf 361 sich von der Kalibrierlehre 500 weg bewegt. Eine Phase des Drehtischs 220 zu dem Zeitpunkt, wenn ein Kontakt zwischen dem Stiftkopf 361 und der Kalibrierlehre 500 endet, wird mit θf bezeichnet. Hierin als ein Beispiel θf = 52°.
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Selbst wenn der Drehtisch 220 sich dreht, stellen der Stiftkopf 361 und die Kalibrierlehre 500 danach keinen Kontakt her, und die Messung (ST200) kann damit abschließen, dass der Stiftkopf 361 von der Kalibrierlehre 500 entfernt ist. Auf diese Weise werden Messdaten erhalten, die einen Koordinatenwert (insbesondere einen X-Koordinatenwert) des Stiftkopfs 361 mit der Phase des Drehtischs 220 paart.
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Sobald die Messdaten der Kalibrierlehre 500 auf diese Weise erhalten wurden, wird als Nächstes eine Analyse der Messdaten durchgeführt (ST300). Ein Datenanalyseprozess (ST300) wird von dem Host-Computer 110 ausgeführt. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Datenanalysevorgang darstellt. Die Datenanalyse beinhaltet einen Hauptpunktberechnungsprozess ST300A und einen Indexwertberechnungsprozess ST300B.
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Zunächst beginnt die Beschreibung mit dem Hauptpunktberechnungsprozess ST300A. Hauptpunkt bezieht sich auf die oben beschriebenen θi, θp und θf. θi ist die Phase des Drehtischs 220 zu dem Zeitpunkt, wenn ein Kontakt zwischen dem Stiftkopf 361 und der Kalibrierlehre 500 initiiert wird. θi wird als eine Kontaktinitiierungsphase (Erfassungsinitiierungsphase) bezeichnet. θp ist die Phase des Drehtischs 220, wenn der Spitzenwert gezeigt wird. θp wird als eine Spitzenphase bezeichnet. θf ist die Phase des Drehtischs 220 zu dem Zeitpunkt, wenn ein Kontakt zwischen dem Stiftkopf 361 und der Kalibrierlehre 500 endet. θf wird als eine Kontaktendephase (Erfassungsendephase) bezeichnet.
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Der Host-Computer 110 analysiert die Messdaten und definiert die Kontaktinitiierungsphase 8i, die Spitzenphase θp und die Kontaktendephase θf. In dem vorliegenden Beispiel liefert ein Abbilden der Messdaten auf einer XY-Ebene ein Diagramm wie das in 13 gezeigte. Das Erhalten von Messdaten beginnt, wenn ein Drehwinkel des Drehtischs 220 32° ist (ST310), und endet, wenn der Drehwinkel 52° ist (ST330). Dementsprechend ist die Kontaktinitiierungsphase θi = 32° (ST320) und die Kontaktendephase θf = 52° (ST340).
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Wenn nach dem Spitzenwert gesucht wird, verschiebt sich darüber hinaus der Stiftkopf 361 maximal in der positiven Richtung der X-Achse, wenn der Drehwinkel des Drehtischs 220 42° ist (ST350) und folglich die Spitzenphase θp = 42° (ST360).
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In Fortsetzung der Berechnung der Hauptpunkte (θi, θp und θf) (ST300A) wird ein Achsversatzindexwert M berechnet (ST300B). Der Achsversatzindexwert M ist ein Wert, der einem Unterschied zwischen dem Drehwinkel von der Kontaktinitiierungsphase θi zu der Spitzenphase θp und dem Drehwinkel von der Spitzenphase θp zu der Kontaktendephase θf entspricht.
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Der Drehwinkel von der Kontaktinitiierungsphase θi zu der Spitzenphase θp, d. h. (θp – θi), wird festgestellt (ST370). In diesem Beispiel 42° – 32° = 10°. Als Nächstes wird der Drehwinkel von der Spitzenphase θp zu der Kontaktendephase θf, d. h. (θf – θp), festgestellt (ST380). In diesem Beispiel 52° – 42° = 10°. Dann {(θp – θi) – (θf – θp)} = M (ST390). In diesem Beispiel M = 10° – 10° = 0°. Wenn der Achsversatzindexwert M festgestellt wurde, ist die Datenanalyse abgeschlossen.
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Als Nächstes wird eine Musterbestimmung durchgeführt (ST400). Ein Musterbestimmungsprozess (ST400) wird von dem Host-Computer 110 ausgeführt. In der Musterbestimmung (ST400) wird eine relative Positionsbeziehung zwischen der Drehmitte und der Messachse L auf der Basis des Werts des Achsversatzindexwerts M bestimmt. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Musterbestimmungsvorgang (ST400) darstellt.
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Der Host-Computer 110 vergleicht zunächst den absoluten Wert |M| des Achsversatzindexwerts M mit einem vorherbestimmten Grenzwert ε (ST410). Wenn der absolute Wert |M| des Achsversatzindexwerts M kleiner gleich dem vorherbestimmten Grenzwert ε ist (ST410: JA), wird die Messachse L bestimmt, um die Drehmitte des Drehtischs 220 ausreichend nah zu passieren, und eine Kalibrierung der Messachsenausrichtung wird als korrekt und abgeschlossen bestimmt (ST420).
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In einem Fall, in dem die Messachse L die Drehmitte des Drehtischs 220 nah passiert, selbst wenn die Kalibrierlehre 500 gemessen wird, wobei die Kalibrierlehre 500 von der Drehmitte des Drehtischs 220 weg positioniert ist, sollten die Kontaktinitiierungsphase θi und die Kontaktendephase θf aufgrund der geometrischen Symmetrie der Kalibrierlehre 500 selbst eine Symmetrie mit der Spitzenphase θp dazwischen zeigen. Wenn der Achsversatzindexwert M kleiner gleich dem vorherbestimmten Grenzwert ε ist, kann dementsprechend die Messachse L bestimmt werden, um die Drehmitte des Drehtischs 220 nah zu passieren. Ein Muster, in dem der Achsversatzindexwert M kleiner gleich einem gegebenen vorherbestimmten Grenzwert ε ist und eine Kalibrierung der Messachse L nicht erforderlich ist, wird als das erste Muster bezeichnet.
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Der Wert des Grenzwerts ε ist nicht besonders eingeschränkt, wird vorzugsweise jedoch als ein numerischer Wert von beispielsweise 1° oder weniger definiert.
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Als Nächstes informiert der Host-Computer 110 den Benutzer über das erste Muster, d. h. dass die Messachsenausrichtung korrekt ist (ST500). Verfahren zum Informieren des Benutzers können Audio- oder Sprachbenachrichtigung oder Ausdrucken auf Papier beinhalten, wird in diesem Beispiel jedoch durch Bereitstellen einer Anleitungsanzeige auf einem Monitor 112 erzielt (ST500). 14 stellt eine beispielhafte Anleitungsanzeige dar. Die Messachse L wird auf einer Monitorbildschirm angezeigt, auf dem ein Bild des Drehtischs 220 eingeblendet ist, und in dem vorliegenden Beispiel wird ein „OK”-Symbol angezeigt, um anzugeben, dass die Messachsenausrichtung erfolgreich durchgeführt wurde.
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Sobald der Benutzer die Anleitungsanzeige betrachtet und bestätigt hat, dass die Kalibrierung „OK” ist (ST600: JA), entfernt der Benutzer die Kalibrierlehre 500 von dem Drehtisch 220 (ST700) und führt die Messung des Messobjekts W durch.
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Das oben beschriebene Beispiel ist ein Fall, in dem die Messachse L bereits ausgerichtet ist (die Messachse L passiert die Drehmitte des Drehtischs 220 nah). Hiernach wird ein Fall beschrieben, in dem die Messachse L versetzt ist. Die 15 bis 19 stellen einen Fall dar, in dem die Messachse L in der positiven Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs 220 versetzt ist. Dies wird als ein zweites Muster bezeichnet. Ähnlich dem obigen Beispiel und wie in 15 gezeigt, wird die Kalibrierlehre 500 auf den Drehtisch 220 gesetzt und die Kalibrierlehre 500 wird gemessen (ST100, ST200). Wenn der Drehtisch 220 gedreht wird, initiiert der Stiftkopf 361 einen Kontakt mit der Kalibrierlehre 500 (15) und der Stiftkopf 361 wird unter Begleitung einer weiteren Drehung des Drehtischs 220 von der Außenfläche der Kalibrierlehre 500 gedrückt und verschiebt sich in einer positiven Richtung der X-Achse (16). Wenn die Drehung des Drehtischs 220 darüber hinaus fortschreitet, bewegt sich der Stiftkopf 361 schließlich von der Kalibrierlehre 500 weg (17). Ein Abbilden der auf diese Weise erhaltenen Messdaten auf die XY-Ebene liefert beispielsweise ein Diagramm wie das in 18 gezeigte.
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In dem vorliegenden Beispiel ist die Messachse L in einer positiven Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs 220 versetzt und folglich kann im Vergleich zu dem vorherigen Beispiel (8 bis 14) intuitiv verstanden werden, dass die Kontaktinitiierungsphase θi, die Spitzenphase θp und die Kontaktendephase θf alle kleiner werden. Durch eine Datenanalyse (ST300) werden die Kontaktinitiierungsphase θi, die Spitzenphase θp und die Kontaktendephase θf definiert (ST310 bis ST360). Beispielsweise wird die Kontaktinitiierungsphase θi als 18° gegeben, die Kontaktendephase θf wird als 40° gegeben und die Spitzenphase θp wird als 27° gegeben.
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Dann wird der Achsversatzindexwert M berechnet. Der Drehwinkel von der Kontaktinitiierungsphase θi zu der Spitzenphase θp, d. h. (θp – θi), wird festgestellt (ST370). In diesem Beispiel 27° – 18° = 9°. Der Drehwinkel von der Spitzenphase θp zu der Kontaktendephase θf, d. h. (θf – θp), wird festgestellt (ST380). In diesem Beispiel 40° – 27° = 13°. Dann wird {(θp – θi) – (θf – θp)} = M festgestellt (ST390). In diesem Beispiel 9° – 13° = –4°.
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Die Kalibrierlehre 500 selbst hat eine geometrische Symmetrie; da die Messachse L versetzt ist, können die Messergebnisse jedoch eine verzerrte Form haben, der es an Symmetrie fehlt. Anders ausgedrückt, die Kontaktinitiierungsphase θi und die Kontaktendephase θf zeigt keine Symmetrie mit der Spitzenphase θp dazwischen. Wenn die Messachse L in der negativen Y-Richtung versetzt ist, ist der Drehwinkel von der Kontaktinitiierungsphase θi zu der Spitzenphase θp (θp – θi) kleiner als der Drehwinkel von der Spitzenphase θp zu der Kontaktendephase θf (θf – θp). Dementsprechend ist der Achsversatzindexwert M eine negative Zahl.
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Eine Musterbestimmung wird auf der Basis des Achsversatzindexwerts durchgeführt (ST400). Der absolute Wert |M| des Achsversatzindexwerts M wird mit dem vorherbestimmten Grenzwert ε verglichen (ST410). In diesem Beispiel übersteigt der absolute Wert |M| des Achsversatzindexwerts M den vorherbestimmten Grenzwert ε (ST410: NEIN). In einem Fall, in dem der absolute Wert |M| des Achsversatzindexwerts M den vorherbestimmten Grenzwert ε übersteigt, wird das Vorzeichen des Achsversatzindexwerts M geprüft (ST430). Wenn der Wert des Achsversatzindexwerts M negativ ist (ST430: JA), wird von der Messachse L bestimmt, dass sie in der positiven Y-Richtung versetzt ist. Dementsprechend ist eine Kalibrierung erforderlich, um die Messachse L in die negative Y-Richtung zu bewegen (ST440). Ein Muster, das eine Kalibrierung erfordert, um die Messachse L in die negative Y-Richtung zu bewegen, wird als das zweite Muster bezeichnet.
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19 stellt eine beispielhafte Anleitungsanzeige dar. Die Messachse L wird auf dem Monitorbildschirm angezeigt, auf dem ein Bild des Drehtischs 220 eingeblendet ist, und in dem vorliegenden Beispiel wird eine Angabe bereitgestellt, dass die Messachse L in der positiven Y-Richtung versetzt ist, und zusammen damit gibt ein Pfeilsymbol (602) eine Richtung an, in der eine Verschiebung während der Kalibrierung durchzuführen ist.
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Sobald der Benutzer die Anleitungsanzeige betrachtet und bestätigt hat, dass eine Achsenausrichtungskalibrierung erforderlich ist (ST600: NEIN), verschiebt der Benutzer die Messachse L mit Kalibrierschrauben (341 und 342) gemäß der Anleitung (ST800). Nach der Kalibrierung werden ST200 bis ST600 erneut ausgeführt und der Benutzer bestätigt, dass die Kalibrierung der Messachse L „OK” ist (ST600: JA). Danach entfernt der Benutzer die Kalibrierlehre 500 von dem Drehtisch 220 (ST700) und führt die Messung des Messobjekts W durch.
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Als ein drittes Beispiel wird ein Fall beschrieben, in dem die Messachse L in der negativen Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs 220 versetzt ist. Die 20 bis 24 stellen einen Fall dar, in dem die Messachse L in der negativen Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs 220 versetzt ist. Dies wird als ein drittes Muster bezeichnet. Ähnlich dem obigen Beispiel und wie in 20 gezeigt, wird die Kalibrierlehre 500 auf den Drehtisch 220 gesetzt und die Kalibrierlehre 500 wird gemessen (ST100, ST200). Wenn der Drehtisch 220 gedreht wird, initiiert der Stiftkopf 361 einen Kontakt mit der Kalibrierlehre 500 (20) und der Stiftkopf 361 wird unter Begleitung einer weiteren Drehung des Drehtischs 220 von der Außenfläche der Kalibrierlehre 500 gedrückt und verschiebt sich in einer positiven Richtung der X-Achse (21). Wenn die Drehung des Drehtischs 220 darüber hinaus fortschreitet, bewegt sich der Stiftkopf 361 schließlich von der Kalibrierlehre 500 weg (22).
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Ein Abbilden der auf diese Weise erhaltenen Messdaten auf die XY-Ebene liefert beispielsweise ein Diagramm wie das in 23 gezeigte. In dem vorliegenden Beispiel ist die Messachse L in der negativen Y-Richtung in Bezug auf die Drehachsenlinie des Drehtischs 220 versetzt und folglich kann im Vergleich zu dem vorherigen Beispiel (8 bis 14) intuitiv verstanden werden, dass die Kontaktinitiierungsphase θi, die Spitzenphase θp und die Kontaktendephase θf alle größer werden. Durch eine Datenanalyse (ST300) werden die Kontaktinitiierungsphase θi, die Spitzenphase θp und die Kontaktendephase θf definiert (ST310 bis ST360). Beispielsweise wird die Kontaktinitiierungsphase θi als 46° gegeben, die Spitzenphase θf wird als 68° gegeben und die Kontaktendephase θp wird als 58° gegeben.
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Dann wird der Achsversatzindexwert M berechnet. Der Drehwinkel von der Kontaktinitiierungsphase θi zu der Spitzenphase θp, d. h. (θp – θi), wird festgestellt (ST370). In diesem Beispiel 58° – 46° = 12°. Der Drehwinkel von der Spitzenphase θp zu der Kontaktendephase θf, d. h. (θf – θp), wird festgestellt (ST380). In diesem Beispiel 68° – 58° = 10°. Dann wird {(θp – θi) – (θf – θp)} = M festgestellt (ST390). In diesem Beispiel M = 12° – 10° = 2°.
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Ähnlich dem oben angegebenen Beispiel (15 bis 19) haben die Messergebnisse aufgrund dessen, dass die Messachse L versetzt ist, eine verzerrte Form, der es an Symmetrie fehlt, und die Kontaktinitiierungsphase θi und die Kontaktendephase θf zeigen keine Symmetrie mit der Spitzenphase θp dazwischen. In diesem Beispiel ist in einem Fall, in dem die Messachse L in der negativen Y-Richtung versetzt ist, der Drehwinkel von der Kontaktinitiierungsphase θi zu der Spitzenphase θp (θp – θi) größer als der Drehwinkel von der Spitzenphase θp zu der Kontaktendephase θf (θf – θp). Dementsprechend ist der Achsversatzindexwert M eine positive Zahl.
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Der absolute Wert |M| des Achsversatzindexwerts M wird mit dem vorherbestimmten Grenzwert ε verglichen (ST410: NEIN), dann wird das Vorzeichen des Achsversatzindexwerts M geprüft (ST430: NEIN). Wenn der Wert des Achsversatzindexwerts M positiv ist (ST430: NEIN), wird von der Messachse L bestimmt, dass sie in der negativen Y-Richtung versetzt ist (ST450). Dementsprechend ist eine Kalibrierung erforderlich, um die Messachse L in die positive Y-Richtung zu bewegen (ST450). Ein Muster, das eine Kalibrierung erfordert, um die Messachse L in die positive Y-Richtung zu bewegen, wird als das dritte Muster bezeichnet.
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24 stellt eine beispielhafte Anleitungsanzeige dar. Die Messachse L wird auf dem Monitorbildschirm angezeigt, auf dem ein Bild des Drehtischs 220 eingeblendet ist, und in dem vorliegenden Beispiel wird eine Angabe bereitgestellt, dass die Messachse L in der negativen Y-Richtung versetzt ist, und zusammen damit gibt ein Pfeilsymbol (603) eine Richtung an, in der eine Verschiebung während der Kalibrierung durchzuführen ist.
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Sobald der Benutzer die Anleitungsanzeige betrachtet und bestätigt hat, dass eine Achsenausrichtungskalibrierung erforderlich ist (ST600: NEIN), verschiebt der Benutzer die Messachse L mit Kalibrierschrauben (341 und 342) gemäß der Anleitung (ST800). Nach der Kalibrierung werden ST200 bis ST600 erneut ausgeführt und der Benutzer bestätigt, dass die Kalibrierung der Messachse L „OK” ist (ST600: JA). Danach entfernt der Benutzer die Kalibrierlehre 500 von dem Drehtisch 220 (ST700) und führt die Messung des Messobjekts W durch.
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Die folgenden vorteilhaften Effekte werden mit der ersten Ausführungsform mit der oben angegebenen Konfiguration erzielt.
- (1) In der vorliegenden Ausführungsform die Kalibrierlehre 500 in eine Position von der Mitte des Drehtischs 220 weg gesetzt. In einem Fall, in dem die Durchführung einer Messung des Messobjekts W mitten im Gange ist, kann das Messobjekt W an Ort und Stelle bleiben und die Kalibrierlehre 500 kann in einen nicht belegten Bereich des Drehtischs 220 gesetzt werden. Selbst in Fällen, in denen der Stift 360 mitten im Messen des Messobjekts W ausgelagert wird oder in denen die Stellung der Kopfhalterung 340 geändert wird, ist es folglich nicht erforderlich, den Drehtisch 220 und das Messobjekt W nach dem Ausrichten der Messachse neu zu zentrieren. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Messeffizienz. Darüber hinaus kann ein Auslagern des Stifts 360 und ein Ändern der Stellung der Kopfhalterung 340 mit einfachen Arbeitsschritten durchgeführt werden, und der Stift 360 kann folglich ausgelagert werden und die Stellung der Kopfhalterung 340 kann als Reaktion auf eine Messstelle des Messobjekts W gezielt geändert werden. Dementsprechend werden Zweckmäßigkeit sowie Messgenauigkeit in einer Messaufgabe verbessert.
- (2) In der vorliegenden Ausführungsform kann die Kalibrierlehre 500 in eine Position von der Mitte des Drehtischs 220 gesetzt werden und es ist nicht erforderlich, beispielsweise Feinjustierungen an der Position der Kalibrierlehre 500 vorzunehmen. Herkömmlich muss die Master-Kugel 90 an die Mitte des Drehtischs 220 gesetzt werden, was folglich Arbeit zum Zentrieren der Master-Kugel 90 erfordert. In dieser Hinsicht ist die vorliegende Ausführungsform drastisch vereinfacht.
- (3) In der vorliegenden Ausführungsform wird dahingehend eine Bestimmung vorgenommen, in welche Richtung die Messachse L versetzt ist, je nach dem Vorzeichen des Achsversatzindexwerts M. Darüber hinaus wird dem Benutzer dahingehend eine Anweisung auf der Anleitungsanzeige bereitgestellt, in welche Richtung die Messachse L zu bewegen ist. Herkömmlich wird ein Spitzenpunkt lokalisiert, indem sich wiederholt dem Stiftkopf 361 entlang der Y-Achse angenähert und sich von diesem entfernt wird, während der Stiftkopf 361 auf die Master-Kugel 90 trifft. In dieser Hinsicht kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform erwartet werden, dass eine Zeitdauer, die zum Ausrichten der Messachse erforderlich ist, beträchtlich verkürzt wird.
- (4) Die vorliegende Ausführungsform stellt die oben angegebenen innovativen Ergebnisse bereit; die Kalibrierlehre 500 selbst ist jedoch eine Master-Kugel 90 oder dergleichen, die in der herkömmlichen Technik wohl bekannt ist, und erfordert nicht die Verwendung einer spezialisierten Lehre. Wenn die vorliegende Ausführungsform eingesetzt wird, sind dementsprechend wenige Zusatzkosten erforderlich, und die vorliegende Ausführungsform kann einer existierenden Rundheitsmessvorrichtung 100 zu geringen Kosten hinzugefügt werden.
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Erste Modifizierung
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Mehrere beispielhafte Modifizierungen der vorliegenden Ausführungsform werden beschrieben. Da die Kalibrierlehre 500 außerhalb der Mitte des Drehtischs 220 gesetzt wird, kann die Kalibrierlehre 500 auf eine Seitenfläche des Drehtischs 220 gesetzt wird, wie beispielsweise in 25 gezeigt. Selbst wenn die Kalibrierlehre 500 an dem Drehtisch 220 angebracht belassen wird, hat dies in diesem Fall keinerlei Auswirkung auf die Messung des Messobjekts W. Die Kalibrierlehre 500 kann folglich jederzeit an der Seitenfläche des Drehtischs 220 angebracht belassen werden.
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Zweite Modifizierung
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Die Kalibrierlehre 500 ist nicht auf eine Sphäre beschränkt. Die Kalibrierlehre 500 muss nur Symmetrie in Bezug auf den Spitzenwert haben, d. h. ein Diagramm mit einer so genannten Ebenensymmetrie. Die Kalibrierlehre 500 kann beispielsweise eine polygonale Form haben, wie ein regelmäßiges Prisma oder eine Pyramide mit Ebenensymmetrie, wie ein dreieckiges Prisma oder eine dreieckige Pyramide (eine Form mit einer Grundfläche, die ein gleichseitiges Dreieck oder ein gleichschenkliges Dreieck ist), wie in 26 gezeigt. Die Kalibrierlehre 500 ist nicht auf ein Diagramm mit einer hervorstehenden Form beschränkt und kann stattdessen eine konkave Form haben, wie beispielsweise die in 27 gezeigte, so lange die Kalibrierlehre 500 Ebenensymmetrie hat. In einem derartigen Fall entspricht eine Stelle, an der der konkave Teil am meisten vertieft ist, dem Spitzenwert. In diesem Zusammenhang, wenn die Kalibrierlehre 500 eine Sphäre ist, hat die Kalibrierlehre 500 offensichtlich Ebenensymmetrie in Bezug auf alle Ebenen, die durch eine Mitte der Sphäre verlaufen. Wenn im Gegensatz dazu eine nicht-sphärische Kalibrierlehre 500 auf den Drehtisch 220 gesetzt wird, muss die Kalibrierlehre 500 derart auf den Drehtisch 220 gesetzt werden, dass die Drehachse und der Durchmesser des Drehtischs 220 auf einer Symmetrieebene der Kalibrierlehre 500 liegen.
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Dritte Modifizierung
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In der oben beschriebenen Ausführungsform findet der Host-Computer 110 auf der Basis der Messergebnisse der Kalibrierlehre 500 heraus, in welcher Richtung die Messachse L versetzt ist, und zeigt diese Ergebnisse dem Benutzer mit einer Monitoranzeige an. Die Aufgabe der Messachsenausrichtung wird folglich mittels manueller Arbeitsschritte durchgeführt, die von dem Benutzer vorgenommen werden. Im Gegensatz dazu ist auch eine Konfiguration möglich, in der eine quantitative Berechnung auf der Basis der Messergebnisse der Kalibrierlehre 500 durchgeführt wird, wie sehr und in welcher Richtung die Messachse L versetzt ist, und ein Kalibrierausmaß spezifisch berechnet wird. Neben einer Kalibrierrichtung kann das Kalibrierausmaß ebenfalls dem Benutzer mit der Monitoranzeige angezeigt werden. Der Benutzer kann Arbeitsschritte durchführen, um die Messachse L um das angezeigte Kalibrierausmaß zu verschieben. Alternativ dazu kann die Messachsenausrichtung konfiguriert sein, um automatisch durch eine Automatiksteuerung durch den Host-Computer 110 gemäß dem berechneten Kalibrierausmaß durchgeführt zu werden. Wenn ein Durchmesser oder eine Installationsposition (Abstand von der Drehmitte) der Kalibrierlehre 500 und darüber hinaus ein Neigungswinkel des Stifts 360 oder der Kopfhalterung 340 bekannt sind, ist das spezifische Berechnen des Kalibrierausmaßes theoretisch möglich (aufgrund dessen, dass es eine geometrisches Berechnung ist).
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Alternativ dazu geht die Beschreibung der oben angegebenen Ausführungsform davon aus, dass ein Kalibrierarbeitsschritt, der als eine „Messachsenausrichtung” bezeichnet wird, durchgeführt wird. Es ist jedoch auch eine Konfiguration möglich, in der eine Rundheitsmessvorrichtung eine Achsversatzrichtung und ein Achsversatzausmaß versteht und eine Korrekturberechnung eines Messwerts gemäß der Achsversatzrichtung und dem Achsversatzausmaß durchführt.
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Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann gegebenenfalls modifiziert werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In der oben beschriebenen Ausführungsform ist eine Konfiguration beispielhaft dargestellt, in der die Messachse L von den Kalibrierschrauben 341 und 342 bewegt wird, die an der Kopfhalterung 340 vorgesehen sind. Eine Messachsenausrichtung ist jedoch eine Ausrichtung der Drehachse des Drehtischs 220 und der Messachse L des Stiftkopfs 361 und der Drehtisch kann folglich auch dazu konfiguriert sein, sich entlang der Y-Achse zu verschieben.
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Ein Verfahren zum Bereitstellen des Programms (Achsversatzbestimmungsprogramm) an den Host-Computer ist nicht eingeschränkt. Ein (nichtflüchtiges) Aufzeichnungsmedium, auf dem das Programm aufgezeichnet ist, kann direkt in den Computer eingeführt werden und das installierte Programm oder eine Lesevorrichtung, die Informationen auf einem Aufzeichnungsmedium liest, kann extern an dem Computer angebracht werden und das Programm kann auf dem Computer von der Lesevorrichtung installiert werden, oder das Programm kann dem Computer drahtlos oder mittels eines Kommunikationskreises, wie das Internet, ein LAN-Kabel oder eine Telefonleitung, bereitgestellt werden.
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Es wird angemerkt, dass die vorstehenden Beispiele lediglich zum Zwecke der Erläuterung bereitgestellt werden und auf keinerlei Weise als die vorliegende Erfindung einschränkend ausgelegt sind. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Wörter, die hierin verwendet wurden, beschreibende und veranschaulichende Wörter und nicht einschränkende Wörter sind. Änderungen können innerhalb des Geltungsbereichs der angefügten Ansprüche, wie gegenwärtig angegeben und wie geändert, vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang und Sinn der vorliegenden Erfindung in ihren Gesichtspunkten abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung hierin unter Bezugnahme auf bestimmte Strukturen, Materialien und Ausführungsformen beschrieben wurde, soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin offenbarten Einzelheiten beschränkt sein; die vorliegende Erfindung erstreckt sich vielmehr auf alle funktionell äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, wie sie innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche sind.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Variationen und Modifizierungen können möglich sein, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015-045978 [0001]
- JP 5292564 [0018]
- JP 2012-145492 [0018]
