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AUFNAHME DURCH LITERATURHINWEIS
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Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht den Nutzen der Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-081899, eingereicht am 20. April 2018, deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Kleinmessvorrichtung.
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Beschreibung des verwandten Gebiets
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Es sind digitale Messschrauben bekannt, die eine Messkraft auf einen gewünschten Wert einstellen können (
JP 3751540 B und
JP 4806545 B ).
1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Messschraube
1 mit einstellbarer Messkraft zeigt. Die Messschraube
1 enthält einen U-förmigen Hauptrahmen (Hauptteil)
3, einen Amboss
31, eine Spindel (ein bewegliches Element)
2, eine Trommel
44, mehrere Druckknöpfe
521, eine digitale Anzeige
51, eine elektronische Einheit
5 und eine Messkrafteinstelleinheit
60.
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Der Amboss 31 ist auf einer Stirnseite des Hauptrahmens 3 auf der inneren Stirnfläche vorgesehen. Die Spindel 2 ist in der Weise in das andere Ende des Hauptrahmens 3 geschraubt, dass sie sich durch Drehung in Bezug auf den Amboss 31 vorwärts und rückwärts bewegen kann. Die Trommel 44 ist auf der anderen Stirnseite des Hauptrahmens 3 in der Weise vorgesehen, dass sie sich einteilig mit der Spindel 2 dreht. Die Spindel 2 bewegt sich durch Drehung der Trommel 44 vorwärts und rückwärts. Die Druckknöpfe 521 und die digitale Anzeige 51 sind auf einer Seitenfläche des Hauptrahmens 3 angeordnet. Einer der Druckknöpfe 521 ist ein Ursprungeinstell-Druckknopf (Ursprung).
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Die elektronische Einheit 5 ist innerhalb des Hauptrahmens 3 montiert. 3 zeigt einen Funktionsblock der Messschraube 1. Die elektronische Einheit 5 enthält einen Winkelcodierer 71 und eine zentrale Steuereinheit 72. Der Winkelcodierer 71 detektiert die Verlagerung oder die Position der Spindel 2. Die zentrale Steuereinheit 72 steuert den Gesamtbetrieb der Messschraube 1. Die zentrale Steuereinheit 72 enthält einen Zähler, der auf der Grundlage eines Detektionssignals von dem Winkelcodierer 71 Spindelpositionen zählt. Daraufhin zeigt die zentrale Steuereinheit 72 einen Wert des Zählers und dergleichen auf der Anzeige 51 an.
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2 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Messkrafteinstelleinheit 60. Die Messkrafteinstelleinheit 60 enthält eine Stellschraube 61, eine Feder 62 und einen Messkraftschalter 63. Die Stellschraube 61 ist auf der anderen Stirnseite der Spindel 2 vorgesehen und zwischen der Stellschraube 61 und dem anderen Ende der Spindel 2 ist die Feder 62 eingefügt. Die Stellschraube 61 wird mit einem Sonderwerkzeug (z. B. mit einem Schlitzschraubendreher) gedreht, um einen Federdruck einzustellen und dadurch eine Messkraft auf einen gewünschten Wert (vorgegebenen Druck) einzustellen. Der Messkraftschalter 63 wird gemäß der Änderung der Entfernung zwischen der Spindel und der Stellschraube 61 betätigt. Es wird angenommen, dass die Trommel 44 gedreht wird, um die Spindel 2 vorwärts zu bewegen, und dass die Spindel 2 daraufhin mit einem Werkstück oder dergleichen in Kontakt gebracht wird und sich nicht weiterbewegt. Wenn die Spindel 44 in diesem Zustand weitergedreht wird, bewegt sich die Spindel 2 nicht, sondern bewegt sich die Stellschraube 61 vorwärts und wird der Federdruck auf die Spindel 2 ausgeübt. Der Messkraftschalter 63 wird in dem Moment betätigt, in dem sich die Entfernung zwischen der Spindel 2 und der Stellschraube 61 ändert, d. h., wenn der Federdruck auf die Spindel 2 ausgeübt wird und die Messkraft den vorgegebenen Druck erreicht.
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Bei dieser Konfiguration wird der Ursprung wie folgt eingestellt.
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Es wird ebenfalls auf 4 Bezug genommen.
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Diese Prozedur ist z. B. ebenfalls in der Nicht-Patent-Literatur 1 (Handbuch der Stellschraube Digimatic mit einstellbarer Messkraft „User's manual Nr. 99MAB018M3, Ifd. Nr. 227“, (https://manual.mitutoyo.co.jp/categories/list?ct=347&page=2) offenbart.
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(Schritt 1) Zunächst wird die Spindel 2 einmal rückwärts bewegt und wird zwischen der Spindel 2 und dem Amboss 31 ein Bezugswerkstück MW (oder ein Parallelendmaß) angeordnet.
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(Schritt 2) Die Trommel 44 wird behutsam gedreht, um die Spindel 2 und den Amboss 31 mit dem Bezugswerkstück MW in Kontakt zu bringen.
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(Schritt 3) Von diesem Zustand aus wird die Trommel 44 näherungsweise ein Zehntel einer Umdrehung weitergedreht und leuchtet auf der Anzeige 51 „H“, was „Halten“ bedeutet.
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Das heißt, in dem Moment, in dem die Sollmesskraft erzeugt ist, wird „H“ angezeigt wird.
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(Schritt 4) In dem Moment, in dem „H“ leuchtet, hält der Benutzer die Drehung der Trommel 44 an.
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(Schritt 5) Daraufhin hält der Benutzer den Ursprungschalter (521) (für 2 Sekunden oder mehr) gedrückt.
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(Schritt 6) Somit wird der auf der Anzeige 51 angezeigte Wert auf „0.000“ zurückgesetzt und wird der Ursprung für die gewünschte Messkraft eingestellt.
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Diese Ursprungeinstellung ist jedes Mal notwendig, wenn eine Messkraft auf einen gewünschten Wert eingestellt wird (eine Messkraft geändert wird).
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In der obigen Einstellung wird der Ursprung auf null eingestellt. Eine im Wesentlichen ähnliche Prozedur wird ausgeführt, um den Nullpunkt zu registrieren. Wenn „H“, was „Halten“ bedeutet, angezeigt wird, hält der Benutzer die Drehung der Trommel 44 an (Schritte 3 und 4) und registriert er einen gewünschten Zahlenwert.
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Ein Werkstück wird wie folgt gemessen (eine Normalmessbetriebsart).
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Die Spindel 2 wird einmal rückwärts bewegt und zwischen der Spindel 2 und dem Amboss 31 wird ein Werkstück angeordnet. Die Trommel 44 wird behutsam gedreht, um das Werkstück zwischen der Spindel 2 und dem Amboss 31 zu halten. Von diesem Zustand aus wird die Trommel 44 näherungsweise ein Zehntel einer Umdrehung weitergedreht und auf der Anzeige 51 leuchtet „H“ auf, was „Halten“ bedeutet, d. h., der angezeigte Wert wird automatisch gehalten. Das heißt, der Messwert, wenn die Sollmesskraft erzeugt ist, wird gehalten. Der Benutzer beobachtet den angezeigten Wert, wenn „H“ angezeigt wird, als den Messwert. Um das Halten zu lösen, wird die Trommel 44 zurückgedreht, um die Spindel 2 geringfügig rückwärts zu bewegen, und wird ein Haltenlöseschalter gedrückt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Wie oben beschrieben ist, muss der Benutzer bemerken, dass auf der Anzeige 51 „H“, was „Halten“ bedeutet, leuchtet, wenn eine vorgegebene Messkraft erzeugt ist, und das Drehen der Trommel 44 anhalten, um den Ursprung (oder den Nullpunkt) einzustellen. Allerdings hängt das Anhalten der Drehung der Trommel durch den Benutzer, nachdem er bemerkt hat, dass „H“ leuchtet, von der Reaktionsgeschwindigkeit eines Menschen ab. Wenn der Benutzer das Drehen der Trommel anhält, kann die Spindel tatsächlich weiter als zu der Position in dem Moment, in dem „H“ leuchtet, vorwärts gedreht werden. Hauptsächlich wird eine Messschraube mit einstellbarer Messkraft verwendet, um ein Werkstück mit einer äußerst niedrigen Messkraft zu messen. Der Benutzer fühlt an seiner Hand, die die Trommel dreht, kaum, dass ein Bezugswerkstück bei einer vorgegebenen Messkraft mit der Spindel in Kontakt gebracht wird, und neigt dazu, die Trommel über eine gewünschte Messkraft hinaus zu weit zu drehen. Wenn die Ursprungeinstellung verschoben wird, kann das Werkstück nicht genau gemessen werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Steuern einer Kleinmessvorrichtung mit einstellbarer Messkraft, die den Ursprung geeignet einstellen kann.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Kleinmessvorrichtung:
- einen Hauptteil;
- ein bewegliches Element, das dafür vorgesehen ist, sich in Bezug auf den Hauptteil vorwärts und rückwärts zu bewegen und mit einem zu messenden Objekt in Kontakt gebracht zu werden;
- einen Winkelcodierer, der eine Position des beweglichen Elements detektiert;
- ein Messkraftdetektionsmittel zum Detektieren, dass das bewegliche Element bei einem vorgegebenen Druck mit dem zu messenden Objekt in Kontakt gebracht worden ist; und
- eine zentrale Steuereinheit, die von dem Winkelcodierer ein Positionsdetektionssignal und von dem Messkraftdetektionsmittel ein Messkraftsignal empfängt und den Gesamtbetrieb steuert.
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Die zentrale Steuereinheit wechselt als Reaktion auf die vorgegebene Betriebsartwechseloperation eine Betriebsart in eine Ursprungeinstellbetriebsart und stellt einen Zählerwert des Winkelcodierers auf null als einen Ursprung ein, wenn das Messkraftdetektionsmittel in der Ursprungeinstellbetriebsart detektiert, dass das bewegliche Element mit dem zu messenden Objekt bei dem vorgegebenen Druck in Kontakt gebracht worden ist.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beendet die zentrale Steuereinheit vorteilhaft die Ursprungeinstellbetriebsart nach dem Einstellen des Zählerwerts des Winkelcodierers auf null als den Ursprung.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Kleinmessvorrichtung vorteilhaft ein Messschieber oder eine Messuhr oder ein Anzeigegerät.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Messschraube mit einstellbarer Messkraft zeigt;
- 2 ist eine schematische Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel einer Messkrafteinstelleinheit zeigt;
- 3 ist ein Funktionsblockschaltplan einer Messschraube;
- 4 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer herkömmlichen Prozedur der Ursprungeinstellung; und
- 5 ist ein Ablaufplan, der eine Prozedur eines Ursprungeinstellverfahrens zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Anhand der Elementen in der Zeichnung zugewiesenen Bezugszeichen ist eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben.
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(Erste beispielhafte Ausführungsform)
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Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern einer Messschraube gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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5 ist ein Ablaufplan, der eine Prozedur eines Ursprungeinstellverfahrens als eines Verfahrens zum Steuern einer Messschraube (einer Kleinmessvorrichtung) zeigt.
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Das Ursprungeinstellverfahren ist dadurch charakterisiert, dass eine Ursprungeinstellbetriebsart als eine Exklusivbetriebsart zum Einstellen des Ursprungs vorgesehen ist. Die Operation zum Einstellen des Ursprungs wird durch die zentrale Steuereinheit 72 ausgeführt. Die Operation wird mit Bezug auf den Ablaufplan beschrieben.
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Zunächst stellt ein Benutzer eine Messkraft auf einen gewünschten Wert ein. Dies ist ähnlich der herkömmlichen Prozedur. Nachdem die Messkraft geändert worden ist, stellt der Benutzer den Ursprung ein. Um den Ursprung einzustellen, drückt der Benutzer einen Ursprungeinstell-Druckknopf (521) (ST11). Wenn der Ursprungeinstell-Druckknopf (521) gedrückt ist (ST110: Ja), wechselt die zentrale Steuereinheit 72 die Betriebsart auf die Ursprungeinstellbetriebsart. Die zentrale Steuereinheit 72 kann z. B. auf der Anzeige 51 „H“ blinken lassen, um den Benutzer über den Wechsel in die Ursprungeinstellbetriebsart zu benachrichtigen.
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In der Ursprungeinstellbetriebsart stellt die zentrale Steuereinheit 72 in dem Moment, in dem der Messkraftschalter 63 betätigt wird, den Zähler auf null und stellt sie dadurch den Ursprung ein. Genauer ordnet der Benutzer ein Bezugswerkstück (oder ein Parallelendmaß) zwischen dem Amboss 31 und der Spindel 2 an (ST12). Daraufhin dreht der Benutzer behutsam die Trommel 44, um die Spindel 2 vorwärtszubewegen (ST13). Die Spindel 2 wird vorwärtsbewegt und mit dem Bezugswerkstück in Kontakt gebracht. Obgleich der Benutzer die Stärke des auf das Bezugswerkstück ausgeübten Drucks der Spindel 2 visuell und mit dem Fühlen der Finger nicht kennt, dreht der Benutzer die Trommel 44 nach dem Kontakt behutsam weiter.
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Wenn die Spindel 2 mit dem Bezugswerkstück in Kontakt gebracht worden ist und auf die Spindel 2 eine vorgegebene Messkraft ausgeübt wird (die Spindel 2 bei einem vorgegebenen Druck mit dem Bezugswerkstück in Kontakt gebracht worden ist), wird der Messkraftschalter 63 betätigt (ST130: Ja). Die Betätigung des Messkraftschalters 63 wird durch die zentrale Steuereinheit 72 detektiert. Wenn die Betätigung des Messkraftschalters 63 detektiert wird, setzt die zentrale Steuereinheit 72 in diesem Moment den Wert des Zählers auf null zurück. Daraufhin beendet die zentrale Steuereinheit 72 die Ursprungeinstellbetriebsart (ST150). Das heißt, die zentrale Steuereinheit 72 wechselt die Betriebsart auf die Normalmessbetriebsart. Während die Ursprungeinstellbetriebsart beendet wird, erscheint auf der Anzeige 51 „H“.
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Wenn der auf der Anzeige 51 angezeigte Wert null (0.000) wird und „H“ nicht blinkt, bemerkt der Benutzer, dass die Ursprungeinstellung abgeschlossen ist. In diesem Moment hält der Benutzer das Drehen der Trommel 44 an.
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In dieser Operation kann der Benutzer die Trommel 44 über die Position der vorgegebenen Messkraft hinaus zu weit drehen. Zum Beispiel ist der auf der Anzeige 51 angezeigte Wert in diesem Moment „-0.002“ oder dergleichen. Da die Trommel 44 gedreht wird, nachdem die Ursprungeinstellbetriebsart beendet ist (d. h. in der Normalmessbetriebsart), gibt der angezeigte Wert wie etwa „-0.002“ die Position der Spindel 2 von dem richtig eingestellten Ursprung präzise an.
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Um den Nullpunkt zu registrieren, während er auf den angezeigten Wert auf der Anzeige 51 blickt, dreht der Benutzer die Trommel 44 in der Weise, dass der angezeigte Wert zu 0.000 wird. (Die Trommel 44 wird geringfügig zurückgedreht, um die Spindel 2 nach hinten zu bewegen). Wenn der angezeigte Wert daraufhin zu 0.000 wird, registriert der Benutzer einen gewünschten Zahlenwert.
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Auf diese Weise ist es gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform möglich, den richtigen Ursprung unabhängig von der Reaktionsgeschwindigkeit eines Menschen (Benutzers) automatisch einzustellen.
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Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obige beispielhafte Ausführungsform beschränkt ist und geändert werden kann, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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Die Konfiguration der Messkrafteinstelleinheit braucht lediglich in der Lage zu sein, eine Messkraft zu variieren und zu detektieren, dass eine vorgegebene Messkraft erzeugt wird, und ist nicht beschränkt. Zum Beispiel kann an der Spitze der Spindel oder des Ambosses anstelle der Feder ein Drucksensor (ein Dehnmessstreifen oder dergleichen) vorgesehen sein, um eine Messkraft zu detektieren. Die gewünschte Messkraft kann dann in der zentralen Steuereinheit gespeichert und eingestellt werden.
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Die obige beispielhafte Ausführungsform hat beispielhaft eine Messschraube dargestellt, wobei die vorliegende Erfindung aber ebenfalls auf einen Messschieber oder auf eine Messuhr (ein Anzeigegerät) anwendbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 3751540 B [0003]
- JP 4806545 B [0003]
