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Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2016-048313, die am 11. März 2016 eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor.
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STAND DER TECHNIK
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Üblicherweise wird die Welle eines Motors durch ein vorderes und hinteres Lager eingeführt und wird in einem Stator montiert. Dabei üben die Bearbeitungsgenauigkeit und die Montagegenauigkeit der Welle einen Einfluss auf die Präzision der Welle aus, etwa auf die Drehabweichung (Wellenabweichung bzw. Welllendurchbiegung), die Auslenkung der Wellenmitte (Exzentrizität) und Neigung der Welle (Ablenkwinkel) aufgrund der Elastizität und dergleichen der Welle. Wenn die Präzision der Welle gering ist, beeinflusst dies, zusätzlich zu der Tatsache, dass ein Schwingen und ungewöhnliche Geräuschbildung dadurch verursacht werden, wenn der Motor in einem Maschinenwerkzeug oder dergleichen eingebaut wird, die Bearbeitungspräzision des Maschinenwerkzeugs; daher wird die Messung der Präzision der Welle ausgeführt, nachdem der Motor eingebaut ist.
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Dabei werden diverse Techniken vorgeschlagen, etwa Techniken zur Messung der Präzision der Welle eines Drehkörpers, etwa eines Motors (siehe beispielsweise die Patentdokumente 1 bis 4). Jedoch wird in keiner der Techniken die Automatisierung in ausreichender Weise berücksichtigt, und die aktuelle Situation ist die, dass eine Messung der Präzision der Welle in der Praxis manuell ausgeführt wird. Genauer gesagt, es wird eine Messuhr an dem Motorhauptkörper oder der Welle angebracht, und eine Person führt eine Messung durch, während in diesem Zustand die Welle gedreht wird, um die Präzision der Welle auf der Grundlage des Streubereichs der erhaltenen Messwerte zu ermitteln.
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Weitere Beispiele automatischer Messeinrichtungen sind in Patentdokument 5 bis 11 offenbart.
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- Patentdokument 1: Ungeprüfte offengelegte japanische Patentanmeldung JP H04- 269 601 A
- Patentdokument 2: Ungeprüfte offengelegte japanische Patentanmeldung JP H05- 227 710 A
- Patentdokument 3: Ungeprüfte offengelegte japanische Patentanmeldung JP H07- 260 425 A
- Patentdokument 4: Ungeprüfte offengelegte japanische Patentanmeldung JP H09- 280 804 A
- Patentdokument 5: CN 104 368 886 A
- Patentdokument 6: US 5 736 735 A
- Patentdokument 7: JP H08- 65 972 A
- Patentdokument 8: CN 102 177 411 A
- Patentdokument 9: US 2007/ 0 036 624 A1
- Patentdokument 10: JP H08- 163 841 A
- Patentdokument 11: US 2016/0 341 548 A1
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Jedoch ist beim Messen der Präzision einer Welle unter Anwendung einer Messuhr der Messaufwand für die ausführende Person, etwa das Montieren der Messuhr, die Kontakteinstellung des Messkopfes (Sonde) der Messuhr, das Messen während des Drehens der Welle des Motors, die Bestätigung und die Aufzeichnung von Messwerten, hoch und die Produktivität ist gering. Da ferner Fehler auftreten können, etwa Unterschiede in der Art der Kontaktherstellung des Messkopfes der Messuhr und falsches Ablesen der Messwerte durch die ausführende Person, treten tendenziell auch Abweichungen in den Ergebnissen auf, wodurch die Inspektionsgenauigkeit gering ist. Wenn die Anzahl der Motoren groß ist, besteht auch ein Problem dahingehend, dass eine vollständige Inspektion aufgrund der Beschränkungen der Arbeitszeit nicht möglich ist, und es muss eine Inspektion einer Reihe von Stichproben ausgeführt werden. Aus diesem Grunde ist die Entwicklung einer Einrichtung wünschenswert, die in der Lage ist, die Präzision einer Welle eines Motors automatisch zu messen.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der zuvor genannten Situation erdacht, und es ist eine Aufgabe, eine Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor bereitzustellen, wobei die Einrichtung in der Lage ist, die Präzision der Welle eines Motors automatisch zu messen.
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Eine Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle (beispielsweise die Einrichtung zur automatischen der Präzision einer Welle 1 für einen Motor, die später beschrieben ist) für einen Motor (beispielsweise den später beschriebenen Motor 9), der eine Welle (beispielsweise die später beschriebene Welle 7) und einen Motorhauptkörper aufweist (beispielsweise den später beschriebenen Motorhauptkörper 8) mit einer Flanschfläche (beispielsweise die später beschriebene Flanschfläche 82) und einer Anschlussfläche (beispielsweise die später beschriebene Anschlussfläche 81), die mit einem Montagezielobjekt des Motors zu verbinden sind, wobei die Einrichtung aufweist:
- einen Gerätehauptkörper (beispielsweise den später beschriebenen Gerätehauptkörper 2); ein Greifteil (beispielsweise den Greifmechanismus 3, das Greifsteuerteil 61, die später beschrieben sind), das an dem Gerätehauptkörper vorgesehen ist und die Welle hält bzw. einspannt; einen ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps (beispielsweise den später beschriebenen ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps 41), der an dem Gerätehauptkörper vorgesehen und in der Lage ist, eine Position der Flanschfläche durch Kontakt und Nachführen auf der Flanschfläche zu messen; einen zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps (beispielsweise der später beschriebene zweite Auslenkungssensor des Kontakttyps 42), der an dem Gerätehauptkörper vorgesehen und ausgebildet ist, eine Position der Anschlussfläche durch Kontakt und Nachführung auf der Anschlussfläche zu messen; ein Drehteil (beispielsweise der Drehmechanismus 5, das Drehsteuerteil 62, die nachfolgend beschrieben sind), die bewirken, dass sich der Gerätehauptkörper in einem Zustand dreht, in welchem die Welle durch das Greifteil gehalten bzw. eingespannt ist, und wodurch eine Messung mittels des ersten Auslenkungssensors des Kontakttyps und des zweiten Auslenkungssensors des Kontakttyps ausgeführt wird; ein Auslenkungsdatenerfassungsteil (beispielsweise das später beschriebene Auslenkungsdatenerfassungsteil 63), das Auslenkungsdaten für die Flanschfläche von dem ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps und Auslenkungsdaten für die Anschlussfläche von dem zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps erfasst; und ein Messteil (beispielsweise das später beschriebene Messteil 64), das, während ein Drehen der Welle veranlasst wird, und wenn eine Wellenablenkung und/oder Exzentrizität definiert sind, wobei die Wellenablenkung eine Drehablenkung eines vorderen Endes der Welle kennzeichnet, und die Exzentrizität eine Verschiebung der Mittellinie der Welle relativ zu einer Mittelachse des Motorhauptkörpers als Mittenunrundheit kennzeichnet, und wenn ein Ablenkwinkel definiert ist, der die Neigung der Welle relativ zu der Flanschfläche als Flächenabweichung bzw. Flächendurchbiegung kennzeichnet, die Mittenunrundheit und die Flächenabweichung der Welle auf der Grundlage entsprechender Auslenkungsdaten misst, die durch das Auslenkungsdatenerfassungsteil gewonnen werden.
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Ferner ist eine Einrichtung zur automatischen Messung einer Welle für einen Motor gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle (beispielsweise die später beschriebene Einrichtung zur automatischen Messung zur Präzision einer Welle 1A für einen Motor) für einen Motor (beispielsweise den später beschriebenen Motor 9), der eine Welle (beispielsweise die später beschriebene Welle 7 und einen Motorhauptkörper (beispielsweise den später beschriebenen Motorhauptkörper 8) aufweist mit einer Flanschfläche (beispielsweise die später beschriebene Flanschfläche 82) und einer Anschlussfläche (beispielsweise die später beschriebene Anschlussfläche 81), die mit einem Montagezielobjekt des Motors zu verbinden sind, wobei die Einrichtung umfasst: einen Gerätehauptkörper (beispielsweise den später beschriebenen Gerätehauptkörper 2); ein Greifteil (beispielsweise den Greifmechanismus 3, das Greifsteuerteil 61, die später beschrieben sind), das an dem Gerätehauptkörper vorgesehen ist und die Welle hält bzw. einspannt; einen ersten Auslenkungssensor des Lasertyps (beispielsweise den später beschriebenen ersten Auslenkungssensor des Lasertyps 241), der an dem Gerätehauptkörper vorgesehen und ausgebildet ist, eine Position der Flanschfläche durch reflektiertes Licht zu messen, wenn ein Laserstrahl auf die Flanschfläche eingestrahlt wird; einen zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps (beispielsweise den später beschriebenen zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps 242), der an dem Gerätehauptkörper vorgesehen und ausgebildet ist, eine Position der Anschlussfläche durch reflektiertes Licht zu messen, wenn ein Laserstrahl auf die Anschlussfläche eingestrahlt wird; ein Drehteil (beispielsweise der Drehmechanismus 5, das Drehsteuerteil 62, die später beschrieben sind), das bewirkt, dass sich der Gerätehauptkörper in einem Zustand dreht, in welchem die Welle durch das Greifteil eingespannt ist und eine Messung mittels des ersten Auslenkungssensors des Lasertyps und des zweiten Auslenkungssensors des Lasertyps ausgeführt wird; ein Auslenkungsdatenerfassungsteil (beispielsweise das später beschriebene Auslenkungsdatenerfassungsteil 63), das Auslenkungsdaten für die Flanschfläche aus dem ersten Auslenkungssensor des Lasertyps und Auslenkungsdaten für die Anschlussfläche aus dem zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps erfasst; und ein Messteil (beispielsweise das später beschriebene Messteil 64), das, wenn veranlasst wird, dass die Welle sich dreht, und wenn eine Wellenablenkung bzw. Wellendurchbiegung und/oder eine Exzentrizität definiert sind, wobei die Wellenablenkung eine Drehablenkung eines vorderen Endes der Welle angibt, und die Exzentrizität eine Verschiebung der Mittellinie der Welle relativ zu einer Mittelachse des Motorhauptkörpers als eine Mittenunrundheit angibt, und wenn ein Ablenkwinkel definiert wird, der eine Neigung der Welle relativ zu der Flanschfläche als Flächenabweichung bzw. Flächendurchbiegung kennzeichnet, die Mittenunrundheit und die Flächenabweichung der Welle auf der Grundlage entsprechender Auslenkungsdaten misst, die von dem Auslenkungsdatenerfassungsteil gewonnen werden.
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Ferner ist eine Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle (beispielsweise die später beschriebene Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle 1B für einen Motor) für einen Motor (beispielsweise den später beschriebenen Motor 9), der eine Welle (beispielsweise die später beschriebene Welle 7) und einen Motorhauptkörper (beispielsweise den später beschriebenen Motorhauptkörper 8) aufweist mit einer Flanschfläche (beispielsweise die später beschriebene Flanschfläche 82) und einer Anschlussfläche (beispielsweise die später beschriebene Anschlussfläche 81), die mit einem Montagezielobjekt des Motors zu verbinden sind, wobei die Einrichtung aufweist: einen Gerätehauptkörper (beispielsweise den später beschriebenen Gerätehauptkörper 2); ein Greifteil (beispielsweise der Greifmechanismus 3, das Greifsteuerteil 61, die später beschrieben sind), das an dem Gerätehauptkörper vorgesehen ist und die Welle hält bzw. einspannt; eine erste Halterung (beispielsweise die später beschriebene erste Halterung 10), die an dem Gerätehauptkörper vorgesehen ist, in einer Richtung bewegbar ist, die die Flanschfläche schneidet, und eine Laserstrahl reflektierende Platte (beispielsweise die später beschriebene Laserstrahl reflektierende Platte 11) aufweist; einen ersten Auslenkungssensor des Lasertyps (beispielsweise den später beschriebenen ersten Auslenkungssensor des Lasertyps 341), der an dem Gerätehauptkörper vorgesehen und ausgebildet ist, eine Position der ersten Halterung durch reflektiertes Licht zu messen, wenn ein Laserstrahl auf die Laserstrahl reflektierende Platte der ersten Halterung eingestrahlt wird; eine erste Sonde (beispielsweise die später beschriebene erste Sonde 441), die an der ersten Halterung befestigt ist und durch Kontakt der Flanschfläche nachgeführt wird, indem die erste Halterung sich in einer Richtung bewegt, die die Flanschfläche schneidet; eine zweite Halterung (beispielsweise die später beschriebene zweite Halterung 20, die an dem Gerätehauptkörper vorgesehen ist, in einer Richtung bewegbar ist, die die Anschlussfläche schneidet, und eine Laserstrahl reflektierende Platte (beispielsweise die später beschriebene Laserstrahl reflektierende Platte 21) aufweist; einen zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps (beispielsweise den später beschriebenen zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps 342), der an dem Gerätehauptkörper vorgesehen und ausgebildet ist, eine Position der zweiten Halterung durch reflektiertes Licht zum messen, wenn ein Laserstrahl auf die Laserstrahl reflektierende Platte der zweiten Halterung eingestrahlt wird; eine zweite Sonde (beispielsweise die später beschriebene zweite Sonde 442), die an der zweiten Halterung befestigt ist, und durch Kontakt der Anschlussfläche nachgeführt wird, indem die zweite Halterung in einer Richtung bewegt wird, die die Anschlussfläche schneidet; ein Drehteil (beispielsweise der Drehmechanismus 5, das Drehsteuerteil 62, die nachfolgend beschrieben sind), das bewirkt, dass sich der Gerätehauptkörper in einem Zustand dreht, in welchem die Welle durch das Greifteil eingespannt ist, und wobei eine Messung mittels des ersten Auslenkungssensors des Lasertyps und des zweiten Auslenkungssensors des Lasertyps ausgeführt wird; ein Auslenkungsdatenerfassungsteil (beispielsweise das später beschriebene Auslenkungsdatenerfassungsteil 63), das Auslenkungsdaten der ersten Halterung von dem ersten Auslenkungssensor des Lasertyps und Auslenkungsdaten der zweiten Halterung von dem zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps erfasst; und ein Messteil (beispielsweise das später beschriebene Messteil 64), das, wenn eine Drehung der Welle veranlasst ist und wenn eine Wellenablenkung und/oder eine Exzentrizität definiert sind, wobei die Wellenablenkung eine Drehablenkung eines vorderen Endes der Welle angibt, und die Exzentrizität eine Verschiebung der Mittellinie der Welle relativ zu einer Mittelachse des Motorhauptkörpers als Mittenunrundheit angibt, und wenn ein Ablenkwinkel definiert ist, der eine Neigung der Welle relativ zu der Flanschfläche als Flächenabweichung angibt, die Wellenablenkung, die Exzentrizität und den Ablenkwinkel der Welle auf der Grundlage von Auslenkungsdaten misst, die von dem Auslenkungsdatenerfassungsteil gewonnen werden.
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Ferner kann gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor, wie sie in einem der ersten bis dritten Aspekte beschrieben ist, ferner aufweisen: ein Lernteil (beispielsweise das später beschriebene Lernteil 65), das einen Greifzustand bzw. Einspannzustand des Greifteils und einen Drehzustand des Drehteils erlernt bzw. erkennt, wenn Messwerte der Wellenablenkung, der Exzentrizität und des Ablenkwinkels der Welle, die durch Ausführung einer Messung mittels des Messteils gewonnen werden, zu stabilen Werten werden, während der Greifzustand des Greifteils und/oder der Drehzustand des Drehteils variiert werden.
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Ferner kann gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung die Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor, wie sie in einem der ersten bis vierten Aspekte beschrieben ist, zusätzlich aufweisen: ein Normabweichungsermittlungsteil (beispielsweise das später beschriebene Normabweichungsermittlungsteil 66), das ermittelt, ob die Welle des Motors von der Norm abweicht auf der Grundlage von Messwerten für die Wellenablenkung, die Exzentrizität und den Ablenkwinkel der Welle, die durch Ausführung einer Messung mittels des Messteils gewonnen werden; und ein Rückkopplungssteuerungsteil (beispielsweise das später beschriebene Rückkopplungssteuerungsteil 67), das automatisch ein Normabweichungsermittlungsergebnis zu einem Herstellungsprozess des Motors zurückspeist, wenn durch das Normabweichungsermittlungsteil ermittelt wird, dass die Welle des Motors von der Norm abweicht.
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Gemäß der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Präzision einer Welle von Motoren automatisch zu messen, und somit wird eine vollständige Inspektion möglich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht einer Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 ist eine Ansicht einer Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor von unten gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 3 ist eine Blockansicht, die den Aufbau einer Steuereinrichtung zeigt, die in der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen ist;
- 4 ist eine Ansicht, die eine Wellenablenkung des Motors zeigt;
- 5 ist eine Ansicht, die die Exzentrizität des Motors darstellt;
- 6 ist eine Ansicht, die eine Flächenabweichung des Motors darstellt;
- 7 ist eine Ansicht, die ein herkömmliches Verfahren zur Messung der Wellenabweichung zeigt;
- 8 ist eine Ansicht, die ein konventionelles Verfahren zur Messung der Exzentrizität zeigt;
- 9 ist eine Ansicht, die ein konventionelles Verfahren zur Messung einer Flächenabweichung zeigt;
- 10 ist ein Flussdiagramm, das einen Arbeitsablauf einer Messung der Präzision einer Welle durch die Steuereinrichtung zeigt, die in der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen ist;
- 11 ist eine Seitenansicht einer Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 12 ist eine erste Seitenansicht einer Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 13 ist eine Ansicht entlang des Pfeils A in 12;
- 14 ist eine zweite Seitenansicht der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der dritten Ausführungsform;
- 15 ist eine Ansicht entlang des Pfeils B in 14;
- 16 ist eine Ansicht der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der dritten Ausführungsform von unten;
- 17 ist eine ist eine Blockansicht, die den Aufbau einer Steuereinrichtung zeigt, die in der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß einer vierten Ausführungsform vorgesehen ist;
- 18 ist ein Flussdiagramm, das einen Arbeitsablauf zur Messung der Präzision einer Welle mittels der Steuereinrichtung zeigt, die für die Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vierten Ausführungsform vorgesehen ist; und
- 19 ist ein Flussdiagramm, das einen Arbeitsablauf zur Messung der Präzision einer Welle mittels einer Rückkopplungssteuereinrichtung zeigt, die in der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vierten Ausführungsform vorgesehen ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit Verweis auf die Zeichnungen wird nachfolgend eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Es sollte beachtet werden, dass bei der Erläuterung der zweiten Ausführungsform und nachfolgenden Erläuterungen die Bezugszeichen den Anordnungen zugewiesen sind, wie sie in der ersten Ausführungsform auftreten, und entsprechende Erläuterungen werden weggelassen.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine Seitenansicht einer Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle 1 für einen Motor gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 ist eine Ansicht der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle 1 für einen Motor gemäß der ersten Ausführungsform von unten. 3 ist eine Blockansicht, die den Aufbau einer Steuereinrichtung 6 zeigt, die in der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle 1 für einen Motor gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen ist. Es sollte beachtet werden, dass der Zweckmäßigkeit halber in 2 die Darstellung eines ersten Auslenkungssensors des Kontakttyps 41 und eines zweiten Auslenkungssensors des Kontakttyps 42 weggelassen ist.
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Die Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle 1 für einen Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es, die Präzision der Welle eines Motors 9 automatisch zu messen, der eine Welle 7 und einen Motorhauptkörper 8 aufweist, der wiederum eine Anschlussfläche (Einlegefläche) 81 eines Anschlussteils (Einlegeteil), die mit einem Montagezielobjekt des Motors zu verbinden ist, und eine Flanschfläche 82 aufweist.
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Es können dabei diverse Maschinenwerkzeuge als Beispiel für das Montagezielobjekt des Motors 9 angeführt werden. Die Anschlussfläche 81 und die Flanschfläche 82 werden mit dem Montagezielobjekt verbunden und werden damit Bezugsflächen, die die Position oder die Neigung der Welle 7 des Motors 9 relativ zu dem Montagezielobjekt festlegen.
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Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst die Einrichtung 1 zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform: einen Gerätehauptkörper 2, einen Greifmechanismus 3, einen ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps 41, einen zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps 42, einen Drehmechanismus 5 und eine Steuereinrichtung 6.
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Der Gerätehauptkörper 2 hat eine Zylinderform und bildet eine Basis der Einrichtung 1 zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor. Dieser Gerätehauptkörper 2 ist ausgebildet, mittels des Drehmechanismus 5, der später beschrieben ist, in Drehung versetzt zu werden. Die Greifmechanismen 3, ein erstes Halteteil 41 b, das den ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps 41 hält, und ein zweites Halteteil 42b, das den zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 hält, die später beschrieben sind, sind an einer Bodenflächenseite des Gerätehauptkörpers 2 vorgesehen.
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Die Greifmechanismen 3 sind an der Bodenfläche des Gerätehauptkörpers 2 vorgesehen und werden durch ein Greifsteuerteil 61 der Steuereinrichtung 6, die später beschrieben ist, so gesteuert, dass sie die Welle 7 des Motors 9 greifen bzw. einspannen. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei der Greifmechanismen 3 mit gleichem Abstand in einer Umfangsrichtung vorgesehen. Jedoch ist dies keine Beschränkung. Der Greifmechanismus 3 umfasst eine Greifklaue 31, ein Dämpfungselement 32 und einen Gleitmechanismus 33.
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Die Greifklaue 31 hat in der Seitenansicht eine L-Form und ist in der Lage, sich der Welle 7 anzunähern oder sich davon zu entfernen, wobei dies mittels des später beschriebenen Gleitmechanismus 33 erfolgt. Das Dämpfungselement 32 mit einer gekrümmten Außenform ist an einer vorderen Stirnfläche der Greifklaue 31 vorgesehen. Es wird eine Situation vermieden, in der die Greifklaue 31 mit der Welle 7 zusammenstößt und die Welle 7 durch dieses Dämpfungselement 32 geschädigt wird.
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Der Gleitmechanismus 33 umfasst beispielsweise eine Gleitschiene 331, eine Gleitführung 332, einen Vorschubschraubmechanismus (nicht dargestellt) und einen Gleitantriebsmotor (nicht dargestellt).
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Die Gleitschiene 331 ist so vorgesehen, dass sie sich in der radialen Richtung entlang der Bodenfläche des Gerätehauptkörpers 2 erstreckt. Die Greifklaue 31 ist an der Gleitführung 332 befestigt, und diese Gleitführung 332 ist in der Gleitschiene 331 gleitbar beweglich befestigt. Der Vorschubschraubmechanismus, der mit der Ausgangswelle des Gleitantriebsmotors verbunden ist, ist mit der Greifklaue 31 verschraubt. Die Greifklaue 31 bewegt sich dementsprechend gleitend entlang der Gleitschiene 331 mittels der Gleitführung 332, so dass sie in der Lage ist, sich der Welle 7 anzunähern oder sich von dieser zu entfernen.
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Der erste Auslenkungssensor des Kontakttyps 41 ist entlang einer vertikalen Richtung 8 (Richtung senkrecht zu der Flanschfläche 82, die die Richtung der Mittelachse Y des Motorhauptkörpers 8 ist), und ist so befestigt, dass sie von der Bodenfläche des Gerätehauptkörpers 2 durch das erste Halteteil 41 b gehalten wird. Der erste Auslenkungssensor des Kontakttyps 41 hat eine Sonde 41 a an seinem vorderen Ende und die Sonde 41a ist ausgebildet, mit der Flanschfläche 82 des Motors 9 in Kontakt zu treten und dieser nachgeführt zu werden. Der erste Auslenkungssensor des Kontakttyps 41 ist dadurch in der Lage, die Position der Flanschfläche 82 und deren Auslenkung zu messen. Das Erfassungssignal des ersten Auslenkungssensors des Kontakttyps 41 wird der später beschriebenen Steuereinrichtung 6 zugeführt.
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Die Sonde 41a der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Spindelmechanismus (nicht dargestellt), mit Luftzylinderaufbau, und ist in der Lage, sich zu dehnen und zusammenzuziehen. Dadurch ist die Sonde 41a in der Lage, mit der Flanschfläche 82 in Kontakt zu treten und dieser in einer Antriebsquelle nachgeführt zu werden, indem diese in Richtung zu der Flanschfläche 82 vorgespannt wird. Ohne jedoch darauf eingeschränkt zu sein, kann beispielsweise ein linearer Führungsmechanismus anstelle der Spindelführung verwendet werden, und in diesem Falle ist es ebenfalls möglich, die Sonde 41a der Flanschfläche 82 durch Kontakt nachzuführen, ohne dass eine Antriebsquelle erforderlich ist.
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Der zweite Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 ist entlang der horizontalen Richtung (Richtung der Ebene der Flanschfläche 82, die eine Richtung senkrecht zu der Mittelachse Y des Motorhauptkörpers 8 ist), und ist so befestigt, dass sie an der Bodenfläche des Gerätehauptkörpers 2 durch das zweite Halteteil 42b gehalten wird. Der zweite Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 hat eine Sonde 42a an seinem vorderen Ende und die Sonde 42a ist ausgebildet, mit der Anschlussfläche 81 des Motors 9 in Kontakt zu treten und dieser nachgeführt zu werden bzw. dieser zu folgen. Der zweite Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 ist dadurch in der Lage, die Position der Anschlussfläche 81 und ihre Auslenkung zu messen. Das Erfassungssignal des zweiten Auslenkungssensors des Kontakttyps 42 wird der später beschriebenen Steuereinrichtung 6 zugeführt.
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Die Sonde 42a der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Spindelmechanismus (nicht dargestellt) mit Luftzylinderaufbau ähnlich der zuvor genannten Sonde 41 a und ist in der Lage, sich auszudehnen und zusammenzuziehen. Aus diesem Grunde ist die Sonde 42a in der Lage, der Anschlussfläche 81 durch Kontakt nachgeführt zu werden, ohne dass eine Antriebsquelle vorhanden ist, indem sie so ausgebildet ist, dass sie in der Richtung zu der Anschlussfläche 81 vorgespannt wird. Jedoch ist dies keine Einschränkung darauf, und es kann beispielsweise ein linearer Führungsmechanismus anstelle der Spindelführung vorgesehen werden, und die Sonde 42a ist in der Lage, der Anschlussfläche 81 durch Kontakt nachgeführt zu werden aufgrund ihres eigenen Gewichts, ohne dass eine Antriebsquelle erforderlich ist, indem der lineare Führungsmechanismus so ausgebildet ist, dass er sich beispielsweise von schräg oben zu der Anschlussfläche 81 erstreckt.
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Im Falle, dass das Messzielobjekt beispielsweise ein kleiner Motor ist, wird die Form der Sonde, die auf das Messzielobjekt zugeschnitten ist, in geeigneter Weise in dem zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 ausgewählt, da die Gefahr besteht, dass der zweite Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 in Kontakt kommt und den Motor schädigt. Beispielsweise ist für die Form der Sonde eine geeignete Auswahl möglich aus einer Art mit kleinem Durchmesser, einer Art in Form einer flachen Platte, einer Art einer Walze, einer Art einer Nadel, einer Art einer Stufe, usw.
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Der Drehmechanismus 5 ist auf einer oberen Flächenseite des Gerätehauptkörpers 2 vorgesehen und wird von dem Drehsteuerteil 62 der Steuereinrichtung 6, die später beschrieben ist, so gesteuert, dass der Gerätehauptkörper 2 in Drehung versetzt wird. Der Drehmechanismus 5 umfasst eine Antriebsquelle, etwa einen Antriebsdrehmotor (nicht dargestellt), und bewirkt dadurch, dass der Gerätehauptkörper 2 in Drehung versetzt wird, wobei die Mittelachse Y des Motors 9 die Drehachse ist.
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Die Steuereinrichtung 6 umfasst ein Greifsteuerteil 61, ein Drehsteuerteil 62, ein Auslenkungsdatenerfassungsteil 63 und ein Messteil 64. Diese funktionellen Teile werden durch eine vorgegebene Software realisiert, die in einer Speichereinheit gespeichert und von einer CPU ausgeführt wird. Genauer gesagt, die Messung der Präzision der Welle des Motors 9, die sich durch eine Mittenunrundheit und eine Flächenabweichung bzw. Flächendurchbiegung der Welle 7 ausdrückt, wird in automatisierter Weise durch den Ablauf zur Messung der Präzision der Welle, der nachfolgend beschrieben ist, möglich, wenn diese durch diese funktionellen Teile ausgeführt wird.
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Im Weiteren wird die durch die Mittenunrundheit und die Flächenabweichung der Welle 7 ausgedrückte Präzision der Welle detailliert mit Verweis auf 4 bis 6 erläutert.
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4 ist eine Ansicht, die eine Wellenabweichung bzw. Wellenablenkung bzw. Wellendurchbiegung des Motors 9 darstellt. 5 ist eine Ansicht, die die Exzentrizität des Motors 9 darstellt. 6 ist eine Ansicht, die eine Flächenabweichung des Motors 9 zeigt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Mittenunrundheit der Welle 7 durch die Wellenablenkung und/oder die Exzentrizität der Welle 7 definiert. Ferner ist die Flächenabweichung der Welle 7 durch den Ablenkwinkel der Welle 7 definiert.
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Wie in 4 gezeigt, gibt die Wellenabweichung bzw. Wellenablenkung der Welle 7 die Drehablenkung des vorderen Endes der Welle 7 an, wenn bewirkt wird, dass sich die Welle 7 dreht, wobei die Mittelachse Y des Motorhauptkörpers 8 als die Drehachse dient. 4 zeigt einen Zustand, in welchem das vordere Ende der Welle 7 um D1 in der radialen Richtung verschoben ist. Diese Wellenablenkung tritt aufgrund der Krümmung, einer Wölbung, Biegung usw. der Welle 7 auf.
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Wie ferner in 5 gezeigt ist, gibt die Exzentrizität der Welle 7 die Verschiebung der Mittellinie Y1 der Welle 7 relativ zu der Mittellinie Y des Motorhauptkörpers 8 an. 7 zeigt einen Zustand, in welchem die Mittellinie Y1 um D2 in radialer Richtung ausgehend von der Mittellinie Y verschoben ist. Dies zeigt, dass bei Montage entsprechend der Mittellinie Y1 der Welle 7 eine Verschiebung zum Mittelpunkt eines Einlegeteils des Motorhauptkörpers 8 auftritt (Anschlussteil des Montagezielobjekts des Motors 9), und dies wird auch als Einlegeablenkung bezeichnet.
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Wie ferner in 6 gezeigt ist, gibt der Ablenkwinkel der Welle 7 die Neigung der Welle 7 relativ zu der Flanschfläche 82 des Motorhauptkörpers 8 an, die mit dem Montagezielobjekt des Motors 9 verbunden ist. Genauer gesagt, wie in 6 gezeigt, ist sie durch einen Winkel θ repräsentiert, der zwischen einer Linie X2, die senkrecht zu der Mittellinie Y2 der Welle 7 ist, und einer Linie X (horizontale Linie) entlang der Flanschfläche 82 gebildet ist.
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Als nächstes wird ein konventionelles Messverfahren für die Präzision der Welle eines Motors mit Verweis auf 7 und 9 erläutert.
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7 ist eine Ansicht, die ein konventionelles Verfahren zur Messung einer Wellenabweichung zeigt, wobei die Wellenablenkung der Welle 7 konventionell gemessen wird, indem ein Hauptkörper 103 einer Messuhr 100 auf der Flanschfläche 82 befestigt wird, die Welle 7 in einem Zustand in Drehung versetzt wird, in welchem ein Messkopf 101 mit einer Außenumfangsfläche der Welle 7 in Kontakt ist (an einer Position um einen vorbestimmten Abstand D3 unterhalb eines oberen Endes der Welle 7), und wobei eine Messskala 102 abgelesen wird.
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Ferner ist 8 eine Ansicht, die ein konventionelles Verfahren zur Messung der Exzentrizität zeigt, wobei konventionellerweise die Exzentrizität der Welle 7 gemessen wird, indem ein Hauptkörper 103A einer Messuhr 100A an der Welle 7 befestigt wird, die Welle 7 in einem Zustand in Drehung versetzt wird, in welchem ein Messkopf 101 an der Anschlussfläche 81 anliegt, und die Skala 102 abgelesen wird.
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Ferner ist 9 eine Ansicht, die ein konventionelles Verfahren zur Messung einer Flächenabweichung zeigt, wobei konventionell der Ablenkwinkel der Welle 7 gemessen wird, indem ein Hauptkörper 103A einer Messuhr 100B an der Welle 7 befestigt wird, die Welle 7 in einem Zustand in Drehung versetzt wird, in welchem ein Messkopf 101 an der Flanschfläche 82 anliegt, und die Skala 102 abgelesen wird.
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In der zuvor genannten Messung der Präzision einer Welle unter Anwendung einer konventionellen Messuhr sind der Messaufwand für eine ausführende Person, etwa das Montieren der Messuhr, die Kontakteinstellung des Messkopfes, die Messung mit gleichzeitigem Drehen der Welle des Motors, die Bestätigung und die Aufzeichnung der Messwerte groß und die Produktivität ist gering. Da ferner Fehler, etwa eine Streuung in der Art des Kontaktierens des Messkopfes und Fehlablesungen der Messwerte durch die ausführende Person auftreten können, ergibt sich tendenziell eine Streuung der Ergebnisse, wodurch die Inspektionsgenauigkeit gering ist. Im Falle einer großen Anzahl an Motoren ist eine vollständige Inspektion aufgrund der Beschränkungen bezüglich der Arbeitszeit nicht möglich, und daher muss eine stichprobenartige Inspektion vorgenommen werden.
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Mit der Einrichtung 1 zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor der vorliegenden Ausführungsform ist im Gegensatz dazu die Messung der Präzision der Welle in automatischer Weise mittels des Arbeitsablaufs zur Messung der Präzision einer Welle durch die Steuereinrichtung 6 möglich.
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Mit Verweis auf 10 wird im Folgenden der Arbeitsablauf für die Messung der Präzision einer Welle durch die Steuereinrichtung 6 detailliert beschrieben.
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10 ist ein Flussdiagramm, das einen Arbeitsablauf für die Messung der Präzision einer Welle mittels der Steuereinrichtung 6 zeigt.
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Zunächst wird im Schritt S1 die Welle 7 des Motors 9, der das Montagezielobjekt ist, mittels der Greifmechanismen 3 gehalten bzw. eingespannt. Genauer gesagt, es wird veranlasst, dass die Welle 7 des Motors 9 von drei der Greifklauen 31 eingespannt wird, indem die drei Greifmechanismen 3 mittels des Greifsteuerteils 61 entsprechend gesteuert werden.
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Als nächstes wird in Schritt S2 die Erfassung entsprechender Positionsdaten der Flanschfläche 82 und der Anschlussfläche 81 begonnen. Genauer gesagt, die Erfassung der Positionsdaten der Flanschfläche 82 durch den ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps 41 wird begonnen, und es wird die Erfassung der Positionsdaten der Anschlussfläche 81 durch den zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 begonnen. Die Erfassung von Positionsdaten wird in nachfolgenden Schritten fortgesetzt.
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Anschließend wird in Schritt S3 der Gerätehauptkörper 2 in Drehung versetzt. Genauer gesagt, der Gerätehauptkörper 2 wird in Drehung versetzt, indem der Drehmechanismus 5 durch das Drehsteuerteil 62 gesteuert wird. Es gibt keine Beschränkung in Hinblick auf die Anzahl der Umdrehungen, und der Gerätehauptkörper 2 wird beispielsweise um eine Umdrehung weiter gedreht. Ferner gibt es in Hinblick auf die Drehgeschwindigkeit keine besondere Beschränkung, sofern sie in einem Bereich liegt, in welchem die Messung nicht behindert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Welle 7 in einem Zustand, in welchem sie von dem Greifmechanismus 3 eingespannt ist, und sie ist auch in einem Zustand, in welchem die Messung mittels des ersten Auslenkungssensors des Kontakttyps 41 und mittels des zweiten Auslenkungssensors des Kontakttyps 42 ausgeführt wird.
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Anschließend werden in Schritt S4 die entsprechenden Auslenkungsdaten der Flanschfläche 82 und der Anschlussfläche 81 erfasst. Genauer gesagt, das Auslenkungsdatenerfassungsteil 63 gewinnt die Auslenkungsdaten für die Flanschfläche 82 aus den Positionsdaten der Flanschfläche 82 mittels des ersten Auslenkungssensors des Kontakttyps 41 während der Drehung des Gerätehauptkörpers 2. Gleichzeitig werden die Auslenkungsdaten für die Anschlussfläche 81 aus den Positionsdaten der Anschlussfläche 81 durch den zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 gewonnen.
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Anschließend wird im Schritt S5 die Präzision der Welle des Motors 9 gemessen. Genauer gesagt, die Präzision der Welle des Motors 9 (Mittenunrundheit und Flächenabweichung der Welle 7) wird auf der Grundlage der Auslenkungsdaten für die Flanschfläche 82 und den Auslenkungsdaten für die Anschlussfläche 81 gemessen, die durch das Auslenkungsdatenerfassungsteil 63 erfasst bzw. gewonnen werden. Nach dem Ende der Messung ist der wesentliche Ablauf beendet.
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Es werden die folgenden Wirkungen entsprechend der Einrichtung 1 zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor durch die zuvor erläuterte vorliegende Ausführungsform erreicht.
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Die vorliegende Ausführungsform stellt bereit: die Greifmechanismen 3, die die Welle 7 halten bzw. einspannen; den ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps 41, der in der Lage ist, die Position der Flanschfläche 82 durch Kontakt und Nachführung auf der Flanschfläche 82 zu messen, den zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps 42, der in der Lage ist, die Position der Anschlussfläche 81 durch Kontakt und Nachführung auf der Anschlussfläche 81 zu messen; und den Drehmechanismus 5, der bewirkt, dass sich der Gerätehauptkörper 2 dreht in einem Zustand, in welchem eine Messung mittels der jeweiligen Auslenkungssensoren ausgeführt wird, wobei die Welle 7 durch die Greifmechanismen 3 gehalten wird bzw. eingespannt ist. Anschließend wird ein Aufbau gebildet, der die Auslenkungsdaten der Flanschfläche 82 und die Auslenkungsdaten der Anschlussfläche 81 mittels des Auslenkungsdatenerfassungsteils 63 erfasst bzw. gewinnt, und der Mittenunrundheit und die Flächenabweichung der Welle 7 mittels des Messteils 64 auf der Grundlage der jeweiligen Auslenkungsdaten misst, die von dem Auslenkungsdatenerfassungsteil 63 erfasst werden.
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Gemäß der Einrichtung 1 zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es dadurch möglich, die Präzision der Welle des Motors 9 (die Mittenunrundheit und die Flächenabweichung der Welle 7) automatisch zu messen. Daher ist es möglich, die Inspektionsgenauigkeit im Vergleich zu konventionellen Verfahren zu verbessern, und es ist eine vollständige Prüfung möglich, selbst im Falle von Motoren 9 als Messobjekte, die in großer Zahl vorhanden sind.
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Zweite Ausführungsform
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11 ist eine Seitenansicht einer Einrichtung 1A zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Die Einrichtung 1A zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass sie einen ersten Auslenkungssensor des Lasertyps 241 und einen zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps 242 anstelle des ersten Auslenkungssensors des Kontakttyps 41 und des zweiten Auslenkungssensors des Kontakttyps 42 aufweist.
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Der erste Auslenkungssensor des Lasertyps 241 ist so vorgesehen, dass er an der Bodenfläche des Gerätehauptkörpers 2 befestigt ist. Der erste Auslenkungssensor des Lasertyps 241 strahlt einen Laserstrahl L1 auf eine untere Flanschfläche 82 ein und ermöglicht, dass die Position der Flanschfläche 82 durch das reflektierte Licht gemessen wird. Das Erfassungssignal des ersten Auslenkungssensors des Lasertyps 241 wird der Steuereinrichtung 6 zugeleitet. Es ist möglich, einen bekannten Laserentfernungsmesser als den ersten Auslenkungssensor des Lasertyps 241 zu verwenden.
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Der zweite Auslenkungssensor des Lasertyps 242 ist so vorgesehen, dass er an der lateralen Fläche des Gerätehauptkörpers 2 mittels eines Montageelements 243, das sich nach unten erstreckt, befestigt ist. Der zweite Auslenkungssensor des Lasertyps 242 strahlt einen Laserstrahl L2 auf die Anschlussfläche 81 ein, und es ist möglich, die Position der Anschlussfläche 81 durch das reflektierte Licht zu messen. Das Erfassungssignal des zweiten Auslenkungssensors des Lasertyps 242 wird der Steuereinrichtung 6 zugeleitet. Es ist möglich, einen gut bekannten Laserentfernungsmesser als den zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps 242 ähnlich wie im ersten Auslenkungssensor des Lasertyps 241 zu verwenden.
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Ferner erfasst in der vorliegenden Ausführungsform das Auslenkungsdatenerfassungsteil 63 die Auslenkungsdaten für die Flanschfläche 82 durch den ersten Auslenkungssensor des Lasertyps 241, und erfasst die Auslenkungsdaten für die Anschlussfläche 81 durch den zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps 242.
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Die Einrichtung 1A zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in der Lage, die Präzision der Welle des Motors 9 (Mittenunrundheit und Flächenabweichung der Welle 7) durch einen Prozessablauf zur Messung der Präzision einer Welle durch die Steuereinrichtung 6 in ähnlicher Weise wie in der ersten Ausführungsform zu messen. Daher werden ähnliche Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform durch die Einrichtung 1A zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor der vorliegenden Ausführungsform erreicht.
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Dritte Ausführungsform
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12 ist eine erste Seitenansicht einer Einrichtung 1 B zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß einer dritten Ausführungsform. 13 ist eine Ansicht entlang des Pfeils A in 12. 14 ist eine zweite Seitenansicht der Einrichtung 1 B zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der dritten Ausführungsform. 15 ist eine Ansicht entlang des Pfeils B in 14. 16 ist eine Ansicht der Einrichtung Messeinrichtung !B für einen Motor gemäß der dritten Ausführungsform von unten.
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Die Einrichtung 1B zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich dadurch, dass sie einen ersten Auslenkungssensor des Lasertyps 341, eine erste Halterung 10 und eine erste Sonde 441 anstelle des ersten Auslenkungssensors des Kontakttyps 41 aufweist. Ferner unterscheidet sie sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass sie einen zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps 342, eine zweite Halterung 20 und eine zweite Sonde 442 anstelle des zweiten Auslenkungssensors des Kontakttyps 42 aufweist.
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Wie in 12, 13 und 16 gezeigt, ist der erste Auslenkungssensor des Lasertyps 341 so vorgesehen, dass er an einem Halteständer 2a, der an der Bodenfläche des Gerätehauptkörpers 2 montiert ist, mittels des Montageelements 341a befestigt ist. Der erste Auslenkungssensor des Lasertyps 341 strahlt den Laserstrahl L1 im Wesentlichen vertikal auf eine Laserstrahl reflektierende Platte 11, die später beschrieben ist, ein, die entlang einer im Wesentlichen horizontalen Richtung angeordnet ist, und es wird möglich, die Position der ersten Halterung 10 (Position der Laserstrahl reflektierenden Platte 11), die nachfolgend beschrieben ist, durch das reflektierte Licht zu messen. Das Erfassungssignal des ersten Auslenkungssensors des Lasertyps 341 wird der Steuereinrichtung 6 zugeführt.
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Die erste Halterung 10 weist die Laserstrahl reflektierende Platte 11, eine Gleitführung 13, die mit der Gleitschiene 12 so verbunden ist, dass sie gleitend bewegbar ist, und ein Fixierteil 14 auf.
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Die Laserstrahl reflektierende Platte 11 ist an der Gleitführung 13 über das Fixierteil 14 sowie die erste Sonde 441, die später beschrieben ist, befestigt. Die Gleitführung 13 ist in Bezug zu der Gleitschiene 12 gleitend verschiebbar, die wiederum an dem Gerätehauptkörper 2 befestigt ist und sich in einer vertikalen Richtung erstreckt. Die erste Halterung 10 mit der Laserstrahl reflektierenden Platte 11 ist dadurch in einer vertikalen Richtung, das heißt, senkrecht zu der Richtung relativ zu der Flanschfläche 82 bewegbar.
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Die erste Sonde 441 ist über das Halteteil 441 und das Fixierteil 14 an der Gleitführung 13 befestigt. Anders ausgedrückt, die erste Sonde 441 ist an der ersten Halterung 10 befestigt; daher ist sie in der senkrechten Richtung relativ zu der Flanschfläche 82 entlang der ersten Halterung 10, die die Laserstrahl reflektierende Platte 11 enthält, bewegbar und kann mit der Flanschfläche 82 in Kontakt treten und an dieser entlang geführt werden. Die Position der Flanschfläche 82 wird dadurch messbar, indem die Position der ersten Halterung 10 (Position der Laserstrahl reflektierenden Platte 11) gemessen wird.
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Wie in 14 bis 16 gezeigt, ist der zweite Auslenkungssensor des Lasertyps 342 so vorgesehen, dass er an dem Halteständer 2a, der an der Bodenfläche des Gerätehauptkörpers 2 montiert ist, über das Montageelements 342a befestigt ist. Der zweite Auslenkungssensor des Lasertyps 342 strahlt einen Laserstrahl L2 im Wesentlichen senkrecht auf eine Laserstrahl reflektierende Platte 21, die später beschrieben ist, ein, die entlang einer im Wesentlichen vertikalen Richtung angeordnet ist, und es ist möglich, die Position der zweiten Halterung 20, die später beschrieben ist (Position der Laserstrahl reflektierenden Platte 21), durch das reflektierte Licht zu messen. Das Erfassungssignal des zweiten Auslenkungssensors des Lasertyps 342 wird der Steuereinrichtung 6 zugeführt.
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Die zweite Halterung 20 weist eine Laserstrahl reflektierende Platte 21, eine Gleitführung 23, die in die Gleitschiene 22 so eingepasst ist, dass sie gleitend verschiebbar ist, und ein Fixierteil 24 auf.
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Die Laserstrahl reflektierende Platte 21 ist an der Gleitführung 23 durch das Fixierteil 24 zusammen mit der zweiten Sonde 442, die später beschrieben ist, befestigt. Die Gleitführung 23 ist relativ zu der Gleitschiene 22 gleitend verschiebbar, die wiederum an dem Gerätehauptkörper 2 befestigt ist und ist so geneigt, dass sie sich nach unten erstreckt, um sich dabei einer Seite der zweiten Sonde 442 anzunähern. Die zweite Halterung 20 mit der Laserstrahl reflektierenden Platte 21 ist dadurch in einer Richtung bewegbar, die so geneigt ist, dass sie die Flanschfläche 82 schneidet.
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Die zweite Sonde 442 ist über das Halteteil 442a und das Fixierteil 24 an der Gleitführung 23 befestigt. Anders ausgedrückt, die zweite Sonde 442 ist an der zweiten Halterung 20 befestigt; daher ist sie in einer Richtung bewegbar, die relativ zu der Anschlussfläche 81 geneigt ist, um diese zu schneiden, zusammen mit der zweiten Halterung 20, die die Laserstrahl reflektierende Platte 21 enthält, bewegbar, und sie kann mit der Anschlussfläche 81 in Kontakt treten und dieser nachgeführt werden. Dadurch ist die Position der Anschlussfläche 81 messbar, indem die Position der zweiten Halterung 20 (die Position der Laserstrahl reflektierenden Platte 21) gemessen wird.
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Es sollte beachtet werden, dass die zweite Sonde 442 einen Aufbau bildet, der mit der Anschlussfläche 81 in ganz natürlicher Weise aufgrund des Eigengewichts entlang der zweiten Halterung 20, die die Laserstrahl reflektierende Platte 21 enthält, in Kontakt tritt, da die Gleitschiene 22 sich so erstreckt, dass sie von der Oberseite nach unten geneigt ist, wenn beispielsweise die Welle 7 durch die Greifmechanismen 3 während des Beginns der Messung gehalten wird.
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Ferner gewinnt in der vorliegenden Ausführungsform das Auslenkungsdatenerfassungsteil 63 Auslenkungsdaten für die Flanschfläche 82 durch den ersten Auslenkungssensor des Lasertyps 341 und gewinnt Auslenkungsdaten für die Anschlussfläche 81 durch den zweiten Auslenkungssensor des Lasertyps 342.
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Die Einrichtung 1B zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor der vorliegenden Ausführungsform ist in der Lage, die Präzision der Welle des Motors 9 (Mittenunrundheit und Flächenabweichung der Welle 7) durch einen Arbeitsablauf zur Messung der Präzision einer Welle mittels der Steuereinrichtung 6 in ähnlicher Weise wie in der ersten Ausführungsform zu messen. Daher werden ähnliche Wirkung wie in der ersten Ausführungsform auch gemäß der Einrichtung 1B zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor der vorliegenden Ausführungsform erreicht.
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Vierte Ausführungsform
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17 ist eine ist eine Blockansicht, die den Aufbau einer Steuereinrichtung 6A zeigt, die für eine Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß einer vierten Ausführungsform vorgesehen ist. Wie in 17 gezeigt, unterscheidet sich die Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform von der ersten Ausführungsform durch den Aufbau der Steuereinrichtung 6A. Genauer gesagt, sie unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Steuereinrichtung 6A ferner ein Lernteil 65, ein Normabweichungsermittlungsteil 66 und ein Rückkopplungssteuerungsteil 67 aufweist. Es sollte beachtet werden dass die Steuereinrichtung 6A der vorliegenden Ausführungsform nicht auf die erste Ausführungsform beschränkt ist, und dass sie auch auf die zweite Ausführungsform und die dritte Ausführungsform übertragbar ist.
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Die Steuereinrichtung 6A weist ferner das Lernteil 65, das Normabweichungsermittlungsteil 66 und das Rückkopplungssteuerungsteil 67 zusätzlich zu dem zuvor genannten Greifsteuerteil 61, Drehsteuerteil 62, Auslenkungsdatenerfassungsteil 63 und Messteil 64 auf. Dies funktionellen Teile werden durch eine vorgegebene Software realisiert, die in einer Speichereinheit gespeichert ist und von einer CPU ausgeführt wird. Genauer gesagt, der zuvor genannte Arbeitsablauf zum Messung der Präzision einer Welle wird entsprechend ausgeführt und ferner werden ein Lernprozess und ein Rückkopplungssteuerprozess, die nachfolgend beschrieben sind, mittels dieser funktionellen Teile ausgeführt.
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Mit Verweis auf 18 wird nachfolgend ein Lernablauf in der Steuereinrichtung 6A detailliert erläutert.
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18 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf des Lernprozesses in der Steuereinrichtung 6A, die für die Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor gemäß der vierten Ausführungsform vorgesehen ist, gezeigt. Dieser Lernprozess führt zum Einlemen des Haltezustands bzw. Einspannzustands der Greifmechanismen 3 und des Drehzustands des Drehmechanismus 5.
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Nach Änderung des Greifzustands bzw. Einspannzustand, etwa der Einspannkraft und der Bewegungs-(Greif) Geschwindigkeit der Greifmechanismen 3 in einem Zustand, der sich von dem vorhergehenden Greifzustand unterscheidet, wird zunächst im Schritt S21 die Welle 7 des Motors 9, der das Montagezielobjekt ist, gehalten bzw. eingespannt. Genauer gesagt, die drei Greifmechanismen 3 werden von dem Greifsteuerteil 61 so gesteuert, dass bewirkt wird, dass die Welle 7 des Motors 9 von den drei Greifklauen 31 eingespannt wird.
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Anschließend wird im Schritt S22 die Erfassung der jeweiligen Positionsdaten für die Flanschfläche 82 und die Anschlussfläche 81 begonnen. Genauer gesagt, die Erfassung der Positionsdaten für die Flanschfläche 82 durch den ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps 41 wird begonnen, und es wird die Erfassung von Positionsdaten für die Anschlussfläche 81 durch den zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 begonnen. Die Erfassung von Positionsdaten wird in den nachfolgenden Schritten fortgesetzt.
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Nach Änderung des Drehzustands, etwa der Drehgeschwindigkeit des Drehmechanismus 5, in einen Zustand, der sich von dem vorhergehenden Drehzustand unterscheidet, wird als nächstes im Schritt S23 bewirkt, dass sich der Gerätehauptkörper 2 dreht. Genauer gesagt, der Drehmechanismus 5 wird von dem Drehsteuerteil 62 so gesteuert, dass die Drehung des Gerätehauptkörpers 2 bewirkt wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Welle 7 in einem Zustand, in welchem sie von den Greifmechanismen 3 eingespannt bleibt und ist auch in einem Zustand, in welchem eine Messung von dem ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps 41 und dem zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 ausgeführt wird.
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Als nächstes werden in Schritt S24 die entsprechenden Auslenkungsdaten für die Flanschfläche 82 und die Anschlussfläche 81 erfasst. Genauer gesagt, das Auslenkungsdatenerfassungsteil 63 gewinnt die Auslenkungsdaten für die Flanschfläche 82 aus den Positionsdaten der Flanschfläche 82 durch den ersten Auslenkungssensor des Kontakttyps 41 während der Drehung des Gerätehauptkörpers 2. In ähnlicher Weise werden Auslenkungsdaten für die Anschlussfläche 81 aus den Positionsdaten für die Anschlussfläche 81 durch den zweiten Auslenkungssensor des Kontakttyps 42 gewonnen.
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Anschließend wird im Schritt S25 die Präzision der Welle des Motors 9 gemessen. Genauer gesagt, wird die Präzision der Welle des Motors 9 (Mittenunrundheit und Flächenabweichung der Welle 7) durch das Messteil 64 auf der Grundlage der Auslenkungsdaten für die Flanschfläche 82 und auf der Grundlage der Auslenkungsdaten für die Anschlussfläche 81 gemessen, die von dem Auslenkungsdatenerfassungsteil 63 erfasst werden.
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Anschließend wird im Schritt S26 ermittelt, ob der Messwert für die Präzision der Welle, der in Schritt S25 erhalten wurde, stabil ist. Genauer gesagt, es wird ermittelt, ob der Messwert für die Präzision der Welle ein stabiler Wert ist, wobei dies auf der Grundlage der Abweichung in Bezug zu dem vorhergehenden Messwert erfolgt.
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Im Falle eines NEIN bei dieser Ermittlung wird die Messung der Präzision der Welle mit einem anderen Greifzustand und Drehzustand erneut ausgeführt, wobei zu S21 zurückgekehrt wird. Wenn ferner die Ermittlung ein JA ergibt, geht der Ablauf weiter zum Schritt S27, wobei der Greifzustand und der Drehzustand zu diesem Zeitpunkt erlernt bzw. erkannt werden, und der wesentliche Arbeitsablauf endet hier.
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Mit Verweis auf 19 wird als nächstes der Arbeitsablauf für die Rückkopplungssteuerung mittels der Steuereinrichtung 6A detailliert beschrieben.
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19 ist ein Flussdiagramm, das den Arbeitsablauf für die Rückkopplungssteuereinrichtung mittels der Steuereinrichtung 6A zeigt, die für die Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle 1 für einen Motor gemäß der vierten Ausführungsform vorgesehen ist. In diesem Rückkopplungssteuerungsablauf wird die Normabweichungsermittlung für die Welle 7 des Motors 9 auf der Grundlage des Messwertes für die Präzision der Welle ausgeführt, und das Ergebnis der Normabweichungsermittlung wird in den Herstellungsvorgang für den Motor 9 zurückgeführt.
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In den Schritten S31 bis S35 werden ähnliche Abläufe wie in den Schritten S1 bis S5 des zuvor genannten Ablaufs für die Messung der Präzision einer Welle ausgeführt.
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Als nächstes wird im Schritt S36 ermittelt, ob die Welle 7 des Motors 9 von der Norm abweicht, wobei dies auf der Grundlage des Messwertes für die Präzision der Welle erfolgt, der im Schritt S35 erhalten wurde. Genauer gesagt, wenn ein Vergleich mit einem vorbestimmten Schwellenwert erfolgt, und der Schwellenwert beispielsweise überschritten wird, wird ermittelt, dass die Welle 7 des Motors 9 von der Norm abweicht.
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Als nächstes wird im Schritt S37 das Ergebnis der Normabweichungsermittlung, das im Schritt S36 erhalten wurde, in den Fertigungsvorgang für den Motor 9 zurückgeführt. Genauer gesagt, das Ergebnis wird automatisch in den Fertigungsvorgang für den Motor 9 entsprechend der Art der Präzision der Welle zurückgespeist. Beispielsweise im Falle einer Wellenablenkung (Drehablenkung) kann durch Zurückspeisung dieser Information in eine Herstellungszelle für die Welle 7 oder die Motormontagezelle eine Verbesserung in diesem Vorgang erreicht werden. In ähnlicher Weise kann durch Zurückspeisen dieser Information zu einer Fertigungszelle für den Stator im Falle der Exzentrizität, oder in die Statorherstellungszelle und die Motormontagezelle im Falle einer Flächenabweichung (Ablenkwinkel) oder dergleichen eine Verbesserung in diesem Vorgang erreicht werden. Danach ist der wesentliche Arbeitsablauf beendet.
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Gemäß der Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor der vorliegenden Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen zusätzlich zu den Wirkungen, die ähnlich zu der ersten Ausführungsform sind, erreicht.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lernteil 65 zum Einlernen des Greifzustands der Greifmechanismen 3 und des Drehzustands des Drehmechanismus 5 vorgesehen. Obwohl eine anfängliche Einstellung der Greifmechanismen 3 und des Drehmechanismus 5 weiterhin manuell vorgenommen wird, ist es aufgrunddessen möglich, dass die Messeinrichtung den Greifzustand und den Drehzustand automatisch einlernt bzw. erkennt, den Aufwand zur Einstellung der Messeinrichtung in manueller Weise zu reduzieren. Des Weiteren ist es möglich, in automatisierter Weise diverse Formen und Durchmesser für die Welle 7 zu berücksichtigen.
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Ferner stellt die vorliegende Ausführungsform das Normabweichungsermittlungsteil 66 bereit, das ermittelt, ob es eine Abweichung von der Norm in der Welle 7 des Motors 9 gibt, wobei dies auf der Grundlage des Messwertes für die Präzision der Welle erfolgt, und es ist ferner das Rückkopplungssteuerteil 67 vorgesehen, das dieses Ergebnis der Normabweichungsermittlung zu dem Herstellungsvorgang des Motors 9 zurückführt. Wenn eine Abweichung von der Norm in der Welle 7 des Motors 9 vorliegt, wird eine automatische Rückkopplung in dem Fertigungsvorgang für den Motor 9 entsprechend der Art der Präzision der Welle möglich. Auf der Grundlage der Rückkopplungsinformation für jeden Fertigungsvorgang entsprechend der Art der Präzision der Welle ist es möglich, eine Abweichung von der Norm einer Maschine aus der Vergangenheit des Maschinenwerkzeugs, der Montageanlage, des Montageroboters oder dergleichen, die in einem jeweiligen Herstellungsvorgang verwendet werden, zu berichten, und es kann eine Verbesserung des Vorgangs erreicht werden.
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Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene erste bis dritte Ausführungsform beschränkt ist, und dass Modifizierungen und Verbesserungen innerhalb eines Bereichs, in welchem die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann, ebenfalls in der vorliegenden Erfindung mit eingeschlossen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B
- Einrichtung zur automatischen Messung der Präzision einer Welle für einen Motor
- 2
- Gerätehauptkörper
- 3
- Greifmechanismus (Greifteil)
- 5
- Drehmechanismus (Drehteil)
- 7
- Welle
- 8
- Motorhauptkörper
- 9
- Motor
- 10
- erste Halterung bzw. Einspannvorrichtung
- 11, 21
- Laserstrahl reflektierende Platte
- 20
- zweite Halterung bzw. Einspannvorrichtung
- 41
- erster Auslenkungssensor des Kontakttyps
- 42
- zweiter Auslenkungssensor des Kontakttyps
- 61
- Greifsteuerteil
- 62
- Drehteil
- 63
- Auslenkungsdatenerfassungsteil
- 64
- Messteil
- 65
- Lernteil
- 66
- Normabweichungsermittlungsteil
- 67
- Rückkopplungssteuerungsteil
- 81
- Anschlussfläche
- 82
- Flanschfläche
- 241, 341
- erster Auslenkungssensor des Lasertyps
- 242, 342
- zweiter Auslenkungssensor des Lasertyps
- 441
- erste Sonde
- 442
- zweite Sonde
