-
Querverweis auf verwandte Anmeldungen
-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
Japanischen Anmeldung Nr. 2018-147879 , eingereicht am 6. August 2018, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Formmessvorrichtung und bezieht sich insbesondere auf eine Formmessvorrichtung, die eine Oberfläche eines Gegenstands misst.
-
Beschreibung des verwandten Gebiets
-
Für eine Formmessvorrichtung, die eine Form oder Rauigkeit auf einer Oberfläche eines Gegenstands misst, ist eine Genauigkeit mit hoher Auflösung erforderlich. Dementsprechend werden im Allgemeinen ein Differentialtransformator oder ein Differentialinduktanzverfahren für eine Detektionseinrichtung eingesetzt. In einer derartigen Formmessvorrichtung beträgt eine Detektionsausschlagbreite zur Messung etwa 1 mm. Daher ist das Abgleichen einer Position der Detektionseinrichtung mit einem Messungsstartpunkt des Gegenstands sehr schwierig. Insbesondere erfordert das Positionieren der Detektionseinrichtung in einer Z-Achsen-Richtung (Höhenrichtung) sorgfältiges Arbeiten, um den Gegenstand oder die Detektionseinrichtung nicht zu beschädigen.
-
Aus einer Sicht des Erzielens sowohl einer Bewegung mit hoher Geschwindigkeit (grobe Bewegung) als auch einer Feinpositionierung (feine Bewegung) der Detektionseinrichtung ist im
Japanischen Patent Nr. 6168946 eine Formmessvorrichtung offenbart, wobei die Formmessvorrichtung mit einer Traktionsmutter versehen ist, die zwischen einem Reibungskontaktzustand, in dem sich eine Rollwalze mit einer Antriebswelle in Reibungskontakt befindet, und einem Trennungszustand, in dem die Rollwalze von der Antriebswelle getrennt ist, umschalten kann. In der Formmessvorrichtung kann die Detektionseinrichtung entlang der Antriebswelle grob bewegt werden, indem die Traktionsmutter den Trennungszustand aufweist. Andererseits kann die Detektionseinrichtung gemäß einem Steigungswinkel der Rollwalze entlang der Antriebswelle fein bewegt werden, indem die Traktionsmutter den Reibungskontaktzustand aufweist und die Antriebswelle gedreht wird.
-
Außerdem wird in der Formmessvorrichtung ein Fortschritt bezüglich der Automatisierung des Positionierens der Detektionseinrichtung in der Z-Achsen-Richtung gemacht, und es wird ein System in Betracht gezogen, bei dem durch eine elektrische Säule, die eine Säulenachse über einen Motor steuert, eine Bewegung mit hoher Geschwindigkeit und eine Bewegung mit niedriger Geschwindigkeit in einem vollständigen Hubbereich oder einem teilweisen Hubbereich einer Säulenachse ermöglicht werden.
-
Wenn in einer derartigen Formmessvorrichtung ein Motor und eine Motorsteuereinrichtung zur Automatisierung der Positionierung der Detektionseinrichtung in der Z-Achsen-Richtung vorgesehen sind, wird das Einbauen von Kabeln, die zwischen dem Motor und der Motorsteuereinrichtung verbinden, zu einer Herausforderung. Zum Beispiel können die Kabel aufgrund der Bewegung der Detektionseinrichtung gebogen oder verschlechtert werden. Außerdem ist eine Zugspannung von derartigen Kabeln ein Hemmnis für eine gleichmäßige Bewegung der Detektionseinrichtung.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung schafft eine Formmessvorrichtung, die einen elektrischen Vorschubmechanismus zum Positionieren einer Detektionseinrichtung enthält, um die Leitungsführung von Kabeln zu vereinfachen und eine gleichmäßige Bewegung der Detektionseinrichtung zu erzielen.
-
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Formmessvorrichtung, die mit einer Formmesseinrichtung, die eine Detektionseinrichtung enthält, die eine Position auf einer Oberfläche eines Gegenstands detektiert, und einem Vorschubmechanismus, der die Formmesseinrichtung in einer Achsenrichtung bewegt, versehen ist. Der Vorschubmechanismus enthält eine Antriebswelle, die derart vorgesehen ist, dass sie um eine Achse drehbar ist; eine Traktionsmutter, die derart vorgesehen ist, dass sie die Antriebswelle aus einer Richtung hält, die zu einer Achsenlinie der Antriebswelle senkrecht ist, und die zwischen einem Reibungskontaktzustand, in dem sie sich mit der Antriebswelle in Reibungskontakt befindet, und einem Trennungszustand, in dem sie von der Antriebswelle getrennt ist, umschalten kann; und einen Winkel, der die Traktionsmutter und die Formmesseinrichtung verbindet. Die Traktionsmutter ist mit einer Rollwalze versehen, die in einem Zustand mit einem Neigungswinkel, der zu einem Steigungswinkel in Bezug auf die Achsenlinie der Antriebswelle äquivalent ist, drehbar und axial getragen wird. Wenn die Antriebswelle in einem Zustand, in dem sich die Traktionsmutter mit der Antriebswelle in Reibungskontakt befindet, gedreht wird, bewegt sich die Traktionsmutter gemäß dem Steigungswinkel fein entlang der Antriebswelle. In einem Zustand, in dem die Traktionsmutter von der Antriebswelle getrennt ist, ist die Traktionsmutter konfiguriert, sich entlang der Antriebswelle frei grob zu bewegen. Die Traktionsmutter enthält ferner einen Öffnungs/Schließ-Hebel, um einen Umschaltvorgang zwischen dem Reibungskontaktzustand und dem Trennungszustand der Traktionsmutter durchzuführen, und ein Vorbelastungselement, das eine Vorbelastungskraft erzeugt, derart, dass sich die Traktionsmutter mit der Antriebswelle in Reibungskontakt befindet. Der Öffnungs/Schließ-Hebel widersteht der Vorbelastungskraft des Vorbelastungselements durch eine Betätigung von einem Anwender und versetzt die Traktionsmutter in den Trennungszustand. Wenn der Anwender den Öffnungs/Schließ-Hebel freigibt, kehrt die Traktionsmutter aufgrund der Vorbelastungskraft des Vorbelastungselements in den Reibungskontaktzustand zurück. Der Winkel ist mit einem Motor versehen, der eine Drehwelle enthält, die in Bezug auf die Achsenlinie geneigt ist, und der Motor dreht die Antriebswelle.
-
Gemäß dieser Konfiguration ist der Motor zum Drehen der Antriebswelle an dem Winkel vorgesehen, der sich zusammen mit der Formmesseinrichtung vertikal bewegt, und daher können die Kabel zwischen dem Motor und der Steuereinrichtung kurz sein, und es wird selbst dann, wenn sich die Formmesseinrichtung nach oben und nach unten bewegt, keine Last auf die Kabel aufgebracht.
-
Die Formmessvorrichtung kann ferner ein Drehelement enthalten, das sich auf der Drehwelle des Motors zentrierend dreht und sich mit der Antriebswelle in Kontakt befindet, derart, dass die Antriebswelle gedreht wird. Das Drehelement ist eine Walze oder eine Kugel. Dementsprechend kann die Antriebswelle durch das Drehelement, das sich aufgrund des Motors dreht, um die Achse gedreht werden.
-
In der oben erwähnten Formmessvorrichtung kann der Motor ein Typ sein, der die Rollwalze dreht. Dementsprechend kann die Antriebswelle unter Verwendung der Rollwalze der Traktionsmutter gedreht werden, ohne eine Komponente hinzuzufügen.
-
Figurenliste
-
Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die erwähnten mehreren Zeichnungen mittels nicht einschränkender Beispiele für beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen in dem diversen Ansichten der Zeichnungen durchgehend gleichartige Komponenten darstellen; es zeigen:
- 1 eine Stirnansicht einer beispielhaften Formmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
- 2 eine Seitenansicht einer beispielhaften Formmessvorrichtung gemäß der Ausführungsform;
- 3 eine Querschnittsansicht eines Vorschubmechanismus in Z-Richtung betrachtet;
- 4 eine schematische Ansicht, die eine beispielhafte Anordnung einer Rollwalze veranschaulicht;
- 5 eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Zustands, wenn ein Öffnungs/Schließ-Hebel hin und her bewegt wird;
- 6 ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Formmessvorrichtung gemäß der Ausführungsform veranschaulicht;
- 7 eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für ein Drehelement veranschaulicht; und
- 8 eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für ein Drehelement veranschaulicht.
-
Genaue Beschreibung der Erfindung
-
Die hier gezeigten Einzelheiten sind beispielhaft und dienen lediglich Zwecken einer veranschaulichenden Diskussion der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden zum Bereitstellen dessen dargestellt, was als die nützlichste und am leichtesten zu verstehende Beschreibung der Prinzipien und konzeptionellen Aspekte der vorliegenden Erfindung angenommen wird. In diesem Zusammenhang wird kein Versuch unternommen, strukturelle Einzelheiten der vorliegenden Erfindung genauer zu zeigen, als für das grundlegende Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist, wobei die Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen dem Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich macht, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis ausgeführt sein können.
-
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind Abschnitten, die zu jenen, die zuvor beschrieben worden sind, identisch sind, identische Bezugszeichen zugewiesen, und eine Beschreibung ist weggelassen, wo angemessen.
-
Konfiguration der Formmessvorrichtung
-
1 veranschaulicht eine Stirnansicht einer beispielhaften Formmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 veranschaulicht eine Seitenansicht der beispielhaften Formmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, enthält eine Formmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Formmesseinrichtung 11 und einen Vorschubmechanismus 300. Die Formmesseinrichtung (das Formmessinstrument) 11 detektiert eine Position auf einer Oberfläche eines Gegenstands W, der auf einer Basis 1 angeordnet ist. Die Formmesseinrichtung 11 ist derart vorgesehen, dass sie sich entlang einer Trägersäule 2, die auf der Basis 1 steht, nach oben und nach unten bewegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist zur Vereinfachung der Beschreibung eine Richtung entlang einer Anordnungsoberfläche des Gegenstands W auf der Basis 1 als eine X-Richtung definiert, eine Richtung entlang der Anordnungsoberfläche und senkrecht zur X-Richtung ist als eine Y-Richtung definiert, und eine Richtung, die zur X-Richtung und zur Y-Richtung senkrecht ist (Normalenrichtung zur Anordnungsoberfläche) ist als eine Z-Richtung definiert. Außerdem kann die Z-Richtung ebenso als eine vertikale Richtung bezeichnet sein.
-
Die Formmesseinrichtung 11 enthält einen Detektor 12 und einen Abtaster 13, der an einem Stirnseitenende des Detektors 12 vorgesehen ist. Der Detektor 12 und der Abtaster 13 konfigurieren eine Detektionseinrichtung (einen Detektor) 10. Eine Anzeige 11D und Bedienungstasten 11B sind auf einer Stirnfläche der Formmesseinrichtung 11 vorgesehen. Die Formmesseinrichtung 11 misst Koordinaten in der Z-Richtung, wenn sich der Abtaster 13 mit der Oberfläche des Gegenstands W in Kontakt befindet. Die Koordinaten in der Z-Richtung werden aufeinanderfolgend gemessen, während die Detektionseinrichtung 10 in der X-Richtung verlagert wird, und dadurch wird eine Form oder Rauigkeit der Oberfläche des Gegenstands W erhalten.
-
In der Formmessvorrichtung 100 ist der Vorschubmechanismus 300 vorgesehen, um die Formmesseinrichtung 11 auf die Höhe des Gegenstands W auszurichten und die Formmesseinrichtung 11 schnell in der Z-Richtung zu bewegen. Der Vorschubmechanismus 300 bewegt die Formmesseinrichtung 11 in einer Achsenrichtung der Trägersäule 2 (Z-Richtung: vertikale Richtung) und ist mit einer Antriebswelle 310 und einer Traktionsmutter 400 versehen.
-
Die Antriebswelle 310 steht derart aufrecht auf der Basis 1, dass sie zur Trägersäule 2 parallel ist. Die Antriebswelle 310 kann konfiguriert sein, durch einen Knopf 311, der an einem oberen Ende davon vorgesehen ist, eine Drehung zu betätigen.
-
3 ist eine Querschnittsansicht des Vorschubmechanismus in der Z-Richtung. Die Traktionsmutter 400 ist derart vorgesehen, dass sie in Bezug auf die Antriebswelle 310 festgezogen/gelöst werden kann. Mit anderen Worten, die Traktionsmutter 400 befindet sich normalerweise mit der Antriebswelle 310 in Reibungseingriff. Jedoch wird die Traktionsmutter 400 durch eine Hebelbetätigung von einem Anwender gelöst und gelangt mit der Antriebswelle 310 außer Eingriff.
-
Die Traktionsmutter 400 enthält ein feststehendes Stück 410, ein bewegliches Stück 420, ein Scharnierstück 430, eine Feder 440, mehrere Rollwalzen 451, 452 und 453, einen Öffnungs/Schließ-Hebel 460 und einen Griff 470.
-
Die Antriebswelle 310 wird durch das feststehende Stück 410 und das bewegliche Stück 420 derart gehalten, dass sie festgezogen/gelöst werden kann. In Bezug auf die Antriebswelle 310, die in der Z-Richtung aufrecht steht, sind das feststehende Stück 410 und das bewegliche Stück 420 Elemente mit einer Länge in der X-Richtung. Die Antriebswelle 310 wird zwischen dem feststehenden Stück 410 und dem beweglichen Stück 420 gehalten. Die Endflächen des feststehenden Stücks 410 und des beweglichen Stücks 420 sind durch das Scharnierstück 430 gekoppelt. Das Scharnierstück 430 ist eine dünne Platte und weist einen bestimmten Elastizitätsgrad auf. Dementsprechend können sich das feststehende Stück 410 und das bewegliche Stück 420 wie ein Scharnier geringfügig öffnen/schließen.
-
Der Winkel 411 ist an dem feststehenden Stück 410 befestigt und ist ferner mit der Formmesseinrichtung 11 gekoppelt (siehe 2). Mit anderen Worten, der Winkel 411 koppelt die Traktionsmutter 400 und die Formmesseinrichtung 11.
-
Im feststehenden Stück 410 ist an einem Endabschnitt auf einer dem Scharnierstück 430 gegenüberliegenden Seite eine Fuge 412 vorgesehen. Im feststehenden Stück 410 befindet sich die Fuge 412 auf einer dem beweglichen Stück 420 gegenüberliegenden Seite und weist eine vorgegebene Länge in der X-Richtung auf. Die Fuge 412 dient dazu, den Öffnungs/Schließ-Hebel 460 zu befestigen.
-
In der Traktionsmutter 400 ist die Feder 440 an einem dem Scharnierstück 430 gegenüberliegenden Endabschnitt mit der Antriebswelle 310 in der Mitte vorgesehen. In diesem Beispiel wird eine Spulenfeder verwendet, jedoch kann jeder elastische Körper (jedes Vorbelastungselement) verwendet werden, der eine Vorbelastungskraft erzeugt. Die Feder 440 wird von der Seite, die dem feststehenden Stück 410 gegenüberliegt, an das bewegliche Stück 420 gedrückt. Eine Schraube 441 ist derart vorgesehen, dass sie durch die Feder 440 und das bewegliche Stück 420 verläuft, und ein Stirnseitenende der Schraube 441 ist mit dem feststehenden Stück 410 verschraubt. Daher wird das bewegliche Stück 420 durch die Vorbelastungskraft von der Feder 440 in Richtung des feststehenden Stücks 410 gedrückt.
-
Hier ist eine Konfiguration angewendet, derart, dass das bewegliche Stück 420 in Richtung des feststehenden Stücks 410 gedrückt wird, jedoch kann das bewegliche Stück 420 in Richtung des feststehenden Stücks 410 gezogen werden.
-
In der Traktionsmutter 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die drei Rollwalzen 451, 452 und 453 vorgesehen. Zwei Rollwalzen 451 und 452 der drei Rollwalzen 451, 452 und 453 werden durch Schraubbolzen 413 auf dem Arretierungsabschnitt 410 getragen. Die verbleibende Rollwalze 453 wird durch einen Schraubbolzen 421 auf dem beweglichen Stück 420 getragen.
-
Wie in 4 gezeigt ist, werden die drei Rollwalzen 451, 452 und 453 in einem Zustand mit einem Neigungswinkel, der zu einem Steigungswinkel in Bezug auf eine Achsenlinie der Antriebswelle 310 äquivalent ist, drehbar und axial getragen. Wenn die Antriebswelle 310 in einem Zustand gedreht wird, in dem sich die Antriebswelle 310 mit den Rollwalzen 451, 452 und 453, die geneigte Drehwellen aufweisen, in Kontakt befindet, bewegt sich die Traktionsmutter 400 in der Achsenrichtung der Antriebswelle 310 vorwärts und rückwärts.
-
Der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 ist ein Element mit einer Länge in der X-Richtung, und das Stirnseitenende des Öffnungs/Schließ-Hebels 460 ist locker in die Fuge 412 des feststehenden Stücks 410 eingefügt und wird durch eine Mittenstange 461 derart axial getragen, dass eine Hin- und Her-Bewegung ermöglicht wird. Die Mittenstange 461 verläuft in der Z-Richtung, und daher befindet sich der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 innerhalb der XY-Ebene und kann sich in einer Y-Achsen-Richtung hin und her bewegen. Ein Schiebebolzen 462 steht auf dem Stirnseitenende des Öffnungs/Schließ-Hebels 460 vor. Der Schiebebolzen 462 steht vom feststehenden Stück 410 in einer Richtung in Richtung des beweglichen Stücks 420 vor. Das bewegliche Stück 420 wird durch die Feder 440 in Richtung des feststehenden Stücks 410 gedrückt, und daher wird der Schiebebolzen 462 normalerweise durch das bewegliche Stück 420 in Richtung des feststehenden Stücks 410 gedrückt.
-
5 ist eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Zustands, in dem ein Öffnungs/Schließ-Hebel hin und her bewegt wird. Wenn der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 hin und her bewegt wird, wird der Schiebebolzen 462 in Richtung der Seite bewegt, die dem Öffnungs/Schließ-Hebel 460 gegenüberliegt. Mit anderen Worten, das bewegliche Stück 420 kann zu der Seite gedrückt werden, auf der sich das bewegliche Stück 420 vom feststehenden Stück 410 trennt, indem der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 hin und her bewegt wird. Wenn das bewegliche Stück 420 vom feststehenden Stück 410 getrennt ist, sind die Rollwalzen 451, 452 und 453 dementsprechend von der Antriebswelle 310 getrennt. In diesem Zustand sind die Traktionsmutter 400 und die Antriebswelle 310 getrennt, und daher kann die Traktionsmutter 400 frei bewegt werden.
-
Der Griff 470 weist eine Länge in der X-Richtung auf. Außerdem ist der Griff 470 am feststehenden Stück 410 fixiert. Der Griff 470 enthält eine Fugenlinie 471 entlang seiner Achsenlinie. Die Fugenlinie 471 weist eine ausreichende Breite auf, um den Öffnungs/Schließ-Hebel 460 aufzunehmen.
-
Eine Positionsbeziehung zwischen dem Griff 470 und dem Öffnungs/Schließ-Hebel 460 betreffend sind beide im Wesentlichen zueinander parallel. Die zwei sind derart angeordnet, dass der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 auf natürliche Weise ebenfalls gegriffen wird, wenn der Anwender den Griff 470 ergreift. Wenn der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 zusammen mit dem Griff 470 gegriffen wird, ist der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 konfiguriert, in der Fuge 412 des Griffs 470 aufgenommen zu sein. Dementsprechend wird eine Hin-und-Her-Bewegung des Öffnungs/Schließ-Hebels 460 ermöglicht, und außerdem können der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 und der Griff 470 auf einfache Weise gleichzeitig ergriffen werden.
-
Insbesondere wird der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 ebenfalls gegriffen, wenn der Anwender den Griff 470 ergreift. An diesem Punkt schiebt der Schiebebolzen 462 des Öffnungs/Schließ-Hebels 460 das bewegliche Stück 420. Daraufhin wird die Traktionsmutter 400 von der Antriebswelle 310 getrennt und wird frei. Für den Anwender wird die Traktionsmutter 400 selbst ohne jegliche besondere Absicht automatisch frei, sobald der Griff 470 ergriffen ist. Daher kann der Anwender den Griff 470 halten und die Formmesseinrichtung 11 in der Z-Richtung bewegen.
-
Wenn der Anwender andererseits den Griff 470 freigibt, trennt sich der Öffnungs/Schließ-Hebel 460 ebenfalls von der Hand des Anwenders. An diesem Punkt nähert sich das bewegliche Stück 420 aufgrund der Vorbelastungskraft von der Feder 440 dem feststehenden Stück 410. Daraufhin gelangen die Rollwalzen 451, 452 und 453 mit der Antriebswelle 310 in Kontakt und zwischen der Traktionsmutter 400 und der Antriebswelle 310 wirkt Reibung. Daher ist die Position der Traktionsmutter 400 (d. h. die Position der Formmesseinrichtung 11) arretiert, wenn der Anwender den Griff 470 freigibt.
-
Im Vorschubmechanismus 300 kann ferner ein Gegengewicht vorgesehen sein. Wenn der Anwender den Griff 470 ergreift und nach oben anhebt, kann sich der Griff 470 mit zu viel Druck heftig bewegen. Außerdem kann die Formmesseinrichtung 11 fallen, wenn sie nicht festhaftend getragen wird, wenn der Anwender den Griff 470 nach unten zieht. Daher kann ein Gegengewicht vorgesehen sein.
-
Der Vorschubmechanismus 300 enthält zusätzlich zu einem manuellen Verlagerungsmechanismus wie etwa dem Griff 470 in diesem Beispiel einen elektrischen Verlagerungsmechanismus. Mit anderen Worten, wie in 2 und 4 gezeigt ist, ist ein Motor 480, der die Antriebswelle 310 dreht, als der elektrische Verlagerungsmechanismus vorgesehen. Der Motor 480 ist am Winkel 480 vorgesehen und bewegt sich zusammen mit der Bewegung der Formmesseinrichtung 11 nach oben und nach unten. Die Drehwelle des Motors 480 ist in Bezug auf die Achsenlinie der Antriebswelle 310 (Z-Richtung) geneigt. Der Neigungswinkel der Drehwelle des Motors 480 entspricht vorzugsweise dem Neigungswinkel der Rollwalzen 451, 452 und 453 zur Achsenlinie.
-
Der Motor 480 ist mit einer Walze 482 als einem Drehelement (Rotator) versehen. Die Walze 482 befindet sich mit der Antriebswelle 310 in Kontakt und überträgt die Drehung des Motors 480 auf die Antriebswelle 310. Indem die Antriebswelle 310 mit der Drehung des Motors 480 gedreht wird, drehen sich die Drehwalzen 451, 452 und 453 ebenfalls. Die Traktionsmutter 400 bewegt sich in der Achsenrichtung der Antriebswelle 310 gemäß dem Steigungswinkel der Drehwellen 451, 452 und 453 und der Antriebswelle 310 vorwärts und rückwärts.
-
Die Walze 482, die mit der Welle des Motors 480 verbunden ist, dreht die Antriebswelle 310, und daher befindet sich die Walze 482 mit einem Haftungsgrad, der ermöglicht, dass sich die Antriebswelle 310 dreht, mit der Antriebswelle 310 in Kontakt. Andererseits befinden sich die Drehwalzen 451, 452 und 453 der Traktionsmutter 400 mit einem Haftungsgrad, der ermöglicht, dass die Formmesseinrichtung 11 an einer vorgegebenen, vertikalen Position aufrechterhalten wird, mit der Antriebswelle 310 in Kontakt. Jedoch weisen die Drehwalzen einen Haftungsgrad auf, der eine angetriebene Drehung in Bezug auf die Drehung der Antriebswelle 310 ermöglicht. Dementsprechend kann die Formmesseinrichtung 11 selbst in einem Zustand, in dem die Formmesseinrichtung 11 durch die Traktionsmutter 400 an der vorgegebenen, vertikalen Position aufrechterhalten wird, gemäß dem Steigungswinkel der Drehwalzen 451, 452 und 453 nach oben und nach unten bewegt werden, wenn sich die Antriebswelle 310 mit der Drehung der Walze 482 vom Motor 480 dreht.
-
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 480 zum Drehen der Antriebswelle 310 am Winkel 411 vorgesehen, der sich zusammen mit der Formmesseinrichtung 11 vertikal bewegt, und daher können die Kabel zwischen dem Motor 480 und der Steuereinrichtung kurz sein, und es wird selbst dann, wenn sich die Formmesseinrichtung vertikal bewegt, keine Last auf die Kabel aufgebracht. Daher ist ein Einbauen des Kabels unter Berücksichtigung der vertikalen Bewegung der Formmesseinrichtung 11 nicht notwendig.
-
Blockkonfiguration der Formmessvorrichtung
-
6 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Formmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 6 gezeigt ist, enthält die Formmessvorrichtung 100 die Formmesseinrichtung 11 und den Vorschubmechanismus 300. Ein Messsystem wird konfiguriert, indem ein Computer 600 und eine Energiequelle 610 mit der Formmesseinrichtung 11 verbunden werden.
-
Die Formmesseinrichtung 11 enthält eine Detektionsschaltung 110, die auf der Grundlage eines Signals, das von der Detektionseinrichtung 10 ausgegeben wird, Koordinaten in der Z-Richtung detektiert, eine X-Achsenmotor-Steuerschaltung 120, die den Motor 125 steuert, der die Detektionseinrichtung in der X-Richtung bewegt, eine Säulenmotor-Steuerschaltung 130, die den Motor 480 steuert, der die Formmesseinrichtung 11 vertikal bewegt, eine Überwachungseinrichtung 140, die die vertikale Position der Formmesseinrichtung 11 überwacht, einen Detektor 150 für den oberen/unteren Grenzwert, der die Grenzwerte der vertikalen Position der Formmesseinrichtung 11 detektiert, und eine Logik (Steuerschaltung) 160, die die Gesamtsteuerung durchführt.
-
Der Vorschubmechanismus 300 enthält die Antriebswelle 310, die Traktionsmutter 400 und den Winkel 411. Der Anwender schaltet durch Betätigen der Öffnungs/Schließ-Hebels 460 des Griffs 470 den Reibungskontakt und die Trennung zwischen der Traktionsmutter 400 und der Antriebswelle 310 um und kann die Formmesseinrichtung 11 manuell grob und vertikal bewegen.
-
Ferner kann der Anwender durch Betätigen der Bedienungstasten 11B der Formmesseinrichtung 11 die Formmesseinrichtung 11 elektrisch nach oben und nach unten bewegen. Wenn die obere oder die untere Bedienungstaste 11B ausgewählt wird, wird von der Säulenmotor-Steuerschaltung 130 eine Anweisung zur normalen Drehung oder umgekehrten Drehung an den Motor 480 gesendet. Die Walze 482 dreht sich aufgrund der Drehung vom Motor 480, und die Antriebswelle 310 dreht sich. Die Formmesseinrichtung 11 bewegt sich als Antwort auf die Drehrichtung der Antriebswelle 310 vertikal.
-
Außerdem kann der Anwender durch Drehen des Knopfs 311, der am oberen Ende der Antriebswelle 310 vorgesehen ist, um die Antriebswelle 310 manuell zu drehen, die Formmesseinrichtung 11 vertikal fein bewegen.
-
Auf der Oberseite und der Unterseite der Antriebswelle 310 sind Anschlagelemente 315 vorgesehen, um die obere und die untere Begrenzungsposition zu definieren. Wenn die Formmesseinrichtung 11 manuell oder elektrisch nach oben und nach unten bewegt wird, bestimmt die Überwachungseinrichtung 140 dann, wenn der Detektor 150 für den oberen/unteren Grenzwert mit einem Anschlagelement 315 in Kontakt gelangt oder der Abstand zwischen dem Detektor 150 für den oberen/unteren Grenzwert und einem Anschlagelement 315 unter einem vorgegebenen Wert liegt, dass die obere oder die untere Begrenzungsposition erreicht worden ist, und gibt z. B. eine Warnung aus. Wenn die Formmesseinrichtung 11 elektrisch nach oben und nach unten bewegt wird, kann die Überwachungseinrichtung 140 ferner eine Anweisung, die Säulenmotor-Steuerschaltung 130 anzuhalten, ausgeben, und durch Anhalten der Drehung des Motors 480 kann erzwungen werden, dass die vertikale Bewegung der Formmesseinrichtung 11 anhält.
-
Betrieb der Formmessvorrichtung
-
Als nächstes wird ein Messvorgang der Formmessvorrichtung 100 beschrieben. Zuerst wird der Abtaster 13 am Messungsstartpunkt des Gegenstands W positioniert, nachdem der Gegenstand W auf der Basis 1 angeordnet worden ist. An diesem Punkt wird die Position der Formmesseinrichtung 11 derart eingestellt, dass sie gerade geringfügig höher als der Gegenstand W ist. Hier kann der Anwender den Griff 470 ergreifen und die Traktionsmutter 400 in der Z- -Richtung bewegen. Wie oben erwähnt ist, kann die Traktionsmutter 400 automatisch frei bewegt werden, sobald der Griff 470 ergriffen wird.
-
Wenn die Position der Formmesseinrichtung 11 eine näherungsweise, gewünschte Höhe erreicht, hält der Anwender den Griff 470 an, gibt den Griff 470 daraufhin einfach frei. Die Formmesseinrichtung 11 hält an dieser Position an.
-
Anschließend betätigt der Anwender die Bedienungstasten 11B und dreht die Antriebswelle 310 mit dem Motor 480, und die Formmesseinrichtung 11 wird elektrisch nach oben und nach unten bewegt. Wenn eine weitere Feineinstellung erforderlich ist, kann der Knopf 311, der am oberen Ende der Antriebswelle 310 vorgesehen ist, gedreht werden, um die Antriebswelle 310 zu drehen. Dementsprechend wird die Traktionsmutter 400 aufgrund der Neigung der Drehwalzen 451, 452 und 453 vertikal bewegt, und die vertikale Position der Formmesseinrichtung 11 kann fein eingestellt werden.
-
Wenn die Formmesseinrichtung 11 unter Verwendung des Griffs 470 oder des Knopfs 311 nach oben und nach unten bewegt wird, wird der Motor 480 angehalten, um das Gefühl für die manuelle Betätigung nicht zu verlieren, und zu derartigen Zeitpunkten wird bevorzugt, dass sich die Ausgangsdrehung des Motors 480 in einem freien Zustand befindet. Außerdem wird z. B. die Warnung ausgegeben und es wird erzwungen, dass der Motor 480 anhält, wenn der Detektor 150 für den oberen/unteren Grenzwert arbeitet.
-
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Vorschubmechanismus 300 bereit, der eine hervorragende Bedienbarkeit aufweist und zwischen einer groben Bewegung und einer feinen Bewegung umschalten kann. Außerdem kann die Leitungsführung der Kabel zwischen dem Motor 480 und der Steuereinrichtung vereinfacht werden, und eine gleichmäßige Bewegung der Formmesseinrichtung 11 kann erzielt werden.
-
Weitere Beispiele für das Drehelement
-
7 und 8 sind schematische Ansichten, die weitere Beispiele für das Drehelement veranschaulichen. Das Beispiel für das Drehelement, das in 7 gezeigt ist, verwendet eine der Drehwalzen 451, 452 und 453 als das Drehelement. Zum Beispiel ist die Drehwalze 451 als das Drehelement an der Welle des Motors 480 befestigt. Die Drehwalze 451 wird als die Traktionsmutter 400 verwendet, um durch Betätigen des Griffs 470 und des Öffnungs/SchließHebels 460 zwischen dem Reibungskontaktzustand und dem Trennungszustand mit der Antriebswelle 310 umzuschalten, und wird außerdem als das Drehelement, um die Antriebswelle 310 elektrisch zu drehen, verwendet. Dementsprechend ist es nicht notwendig, ein getrenntes Element hinzuzufügen, um die Drehung des Motors 480 auf die Antriebswelle 310 zu übertragen.
-
Das Beispiel für das Drehelement, das in 8 gezeigt ist, ist eine Kugel 483. Indem die Kugel 483 anstelle der Walze 482 als das Drehelement verwendet wird, kann die Größe des Drehelements im Vergleich zur Walze 482 verringert werden. Außerdem befinden sich die Oberfläche der Antriebswelle 310 und das Drehelement in Punktkontakt miteinander, und Verschleiß wird unterdrückt.
-
Wie oben beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Formmessvorrichtung 100, die den elektrischen Vorschubmechanismus 300 zum Positionieren der Formmesseinrichtung 11 enthält, die Leitungsführung der Kabel vereinfachen und eine gleichmäßige Bewegung der Formmesseinrichtung 11 erzielen.
-
Modifikation der Ausführungsform
-
Ausführungsformen der Erfindung sind oben beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele eingeschränkt. Zum Beispiel wird in der obigen Beschreibung die vertikale Bewegung durch die Bedienungstasten 11B der Formmesseinrichtung 11 angewiesen. Jedoch kann durch eine Fernbedienung oder den Computer 600 eine Fernbedienung durchgeführt werden. Außerdem ist ein Beispiel beschrieben, bei dem die Traktionsmutter 400 die drei Drehwalzen 451, 452 und 453 enthält. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf drei eingeschränkt. In Bezug auf die oben beschriebenen Ausführungsformen kann ein Fachmann auf dem Gebiet ein Hinzufügen, Entfernen und eine Modifikation des Entwurfs von Konfigurationselementen geeignet vornehmen und kann Merkmale der Ausführungsformen geeignet kombinieren, und derartige Modifikationen sind ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten, solange sie in den Gegenstand der vorliegenden Erfindung fallen.
-
Wie oben erwähnt ist, kann die vorliegende Erfindung vorteilhaft mit einer Vorrichtung eingesetzt werden, die eine Oberflächenform eines Gegenstands misst sowie eine Oberflächenrauigkeit misst.
-
Es sei erwähnt, dass die voranstehenden Beispiele lediglich zum Zweck der Erklärung bereitgestellt worden sind und in keiner Weise als die vorliegende Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Worte, die hier verwendet worden sind, Worte der Beschreibung und Veranschaulichung anstelle von Worten der Einschränkung sind. Änderungen können innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche wie vorliegend angegeben und wie berichtigt vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Erfindungsgeist der vorliegenden Erfindung in ihren Aspekten abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf bestimmte Strukturen, Materialen und Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf die hier offenbarten Einzelheiten eingeschränkt ist; stattdessen erstreckt sich die vorliegende Erfindung über alle funktional äquivalente Strukturen, Verfahren und Anwendungen, insofern sie innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt, und diverse Variationen und Modifikationen können möglich sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2018147879 [0001]
- JP 6168946 [0004]
