DE102021111698A1 - Automatische Messvorrichtung - Google Patents

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spindle
measuring instrument
automatic
motor
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DE102021111698.8A
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Masashi YAMAJI
Hideyuki Morimoto
Kazuma Sorada
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Mitutoyo Corp
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Mitutoyo Corp
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Abstract

Aufgabe:Eine automatische Messvorrichtung wird geschaffen, die ein Messinstrument vom Kontakttyp automatisiert, die kostengünstig und gut verwendbar ist.Lösung:Eine automatische Messvorrichtung 200 umfasst einen Messinstrument-Tragbasisabschnitt 400, der ein Messinstrument 300 trägt, und einen Werkstück-Haltebasisabschnitt 460, der ein Werkstück W in einem Messbereich des Messinstruments 300 hält. Der Messinstrument-Tragbasisabschnitt 400 umfasst einen Messinstrument-Halter 420, der ein festes Element 310 des Messinstruments 300 hält, und eine automatische Betätigungseinheit 440, die am Messinstrument 300 befestigbar und von diesem lösbar ist. Die automatische Betätigungseinheit 440 ist dazu konfiguriert, den Vorschub und Rückzug des beweglichen Elements 330 des Messinstruments 300 durch eine Leistung von einem Motor zu automatisieren.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Messvorrichtung, die ein Werkstück unter Verwendung eines Messinstruments mit kleiner Größe zum Messen von Abmessungen des Werkstücks automatisch misst.
  • Stand der Technik
  • Mikrometer und Messschieber sind als Messinstrumente (Messwerkzeuge) bekannt, die Abmessungen eines Werkstücks messen. Diese Messinstrumente (Messwerkzeuge) vom Kontakttyp weisen Vorteile auf, wie z. B. leichte Verwendung, Stabilität der Messung und vergleichsweise Preisgünstigkeit, und werden umfangreich verwendet.
  • Da jedoch das Werkstück und ein bewegliches Element (eine Spindel oder eine Messbacke) geeignet in engen Kontakt gebracht und weiter gemessen werden müssen, während immer ein gleicher Messdruck aufgebracht wird, wird somit die Messung unvermeidlich manuell durch Arbeitskraft durchgeführt. Folglich beansprucht die Messung mit einem solchen Messwerkzeug vom Kontakttyp Arbeitskraft und Zeit.
  • Als Alternative zur manuellen Messung wurde eine unter Verwendung einer Messausrüstung vom kontaktlosen Typ wie z. B. eines Luftmikrometers und eines Laserabtastmikrometers an einem Produktionsort vorgeschlagen ( JP 8-14871 A ). Das Luftmikrometer und das Laserabtastmikrometer selbst sind jedoch äußerst teuer und es besteht das Problem, dass die Wartung etwas schwierig ist.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentliteratur
    • Patentdokument 1: JP 10-89903 A
    • Patentdokument 2: JP 2019-100904 A
    • Patentdokument 3: JP 8-14871 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Um die Messung vom Kontakttyp zu automatisieren, gab es, obwohl verschiedene Vorschläge unter Verwendung von Motorleistung bis zur Gegenwart durchgeführt wurden, keine Fälle, in denen die praktische Verwendung für die weitverbreitete Verwendung erfolgreich war ( JP 10-89903 A ).
  • Offensichtlich ermöglicht die Verwendung von beispielsweise einer dreidimensionalen Messvorrichtung (CMM) die automatisierte Messung vom Kontakttyp ( JP 2019-100904 A ). Dies erfordert jedoch eine Investition von mehreren zehn Millionen Yen bis einigen hundert Millionen Yen und folglich ist die Verwendung der dreidimensionalen Messvorrichtung als Ersatz für die durch das Mikrometer oder den Messschieber durchgeführte Messung nicht vernünftig.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine automatische Messvorrichtung zu schaffen, die ein Messinstrument vom Kontakttyp automatisiert, die kostengünstig ist und eine gute Verwendbarkeit aufweist.
  • Lösung für das Problem
  • Eine automatische Messvorrichtung der Erfindung misst automatisch ein Werkstück unter Verwendung eines Messinstruments. Das Messinstrument misst eine Abmessung des Werkstücks. Die automatische Messvorrichtung umfasst das Messinstrument, einen Messinstrument-Tragbasisabschnitt und einen Werkstück-Haltebasisabschnitt. Der Messinstrument-Tragbasisabschnitt trägt das Messinstrument. Der Werkstück-Haltebasisabschnitt hält das Werkstück in einem Messbereich des Messinstruments. Das Messinstrument umfasst: ein festes Element; ein bewegliches Element, das so vorgesehen ist, dass es mit Bezug auf das feste Element verlagerbar ist, wobei das bewegliche Element sich vorschiebt und zurückzieht, um sich dem Werkstück zu nähern und von diesem zu trennen; und eine Verlagerungsdetektionseinheit, die dazu konfiguriert ist, die Verlagerung des beweglichen Elements zu detektieren. Der Messinstrument-Tragbasisabschnitt umfasst: einen Messinstrument-Halter, der das feste Element des Messinstruments hält; und eine automatische Betätigungseinheit, die am Messinstrument befestigbar und von diesem lösbar ist, wobei die automatische Betätigungseinheit dazu konfiguriert ist, den Vorschub und den Rückzug des beweglichen Elements durch Leistung von einem Motor zu automatisieren.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt konfiguriert. Wenn das Werkstück an dem beweglichen Element anliegt, ändern das Werkstück, das am Werkstück-Haltebasisabschnitt gehalten wird, und/oder das Messinstrument, das am Messinstrument-Halter gehalten wird, eine Position und eine Lage bei einem Druck, der gleich oder geringer als ein vorbestimmter Messdruck ist, der für das Messinstrument vorgegeben ist, so dass das Werkstück und das bewegliche Element gehalten werden, wobei Anlageoberflächen gegenseitig in engem Kontakt stehen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt konfiguriert. Der Werkstück-Haltebasisabschnitt ist eine Werkstückanordnungsbasis, an der das Werkstück angeordnet wird.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt konfiguriert. Der Werkstück-Haltebasisabschnitt umfasst ein Werkstückhaltemittel, das das Werkstück hält. Eines des Werkstückhaltemittels und des Messinstrument-Halters ist so vorgesehen, dass es eine relative Verlagerung mit Bezug auf das andere ermöglicht.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt konfiguriert. Das Messinstrument umfasst eine Betätigungseinheit ursprünglich für eine manuelle Betätigung. Die Betätigungseinheit ist dazu konfiguriert, das bewegliche Element durch eine manuelle Drehbetätigung oder eine manuelle Schiebebetätigung vorzuschieben und zurückzuziehen. Die automatische Betätigungseinheit ist an der Betätigungseinheit befestigbar/von dieser lösbar. Die automatische Betätigungseinheit ist dazu konfiguriert, die Betätigungseinheit durch die Leistung vom Motor zu betätigen, um den Vorschub und den Rückzug des beweglichen Elements zu automatisieren.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt konfiguriert. Das Messinstrument ist ein Mikrometer. Das Mikrometer umfasst: einen U-förmigen Rahmen als festes Element mit einem Amboss an einem Ende innerhalb einer U-Form davon; und eine Spindel als bewegliches Element, die auf einer anderen Endseite des U-Förmigen Rahmens vorgesehen ist, wobei die Spindel so vorgesehen ist, dass sie in Bezug auf den Amboss axial vorschiebbar und zurückziehbar ist. Die automatische Betätigungseinheit umfasst: den Motor; und eine Leistungsübertragungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Ausgangswelle des Motors mit der Spindel direkt oder indirekt zu verbinden, um die Leistung vom Motor in den Vorschub/Rückzug der Spindel umzuwandeln.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt konfiguriert. Die automatische Betätigungseinheit ist derart vorgesehen, dass eine Position in einer Richtung änderbar ist, die zu einer Mittelachse der Spindel orthogonal ist, so dass eine Drehachse eines Rotors des Motors mit der Mittelachse der Spindel kollinear ist.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt konfiguriert. Das Mikrometer umfasst eine Hülse, die an einem anderen Ende der Spindel auf einer anderen Endseite des U-förmigen Rahmens angeordnet ist. Eine Drehbetätigung wird an der Hülse ursprünglich durch einen Finger durchgeführt. Die Leistungsübertragungseinheit umfasst: eine Ankerring, der an eine Außenseite der Hülse angefügt ist; eine Drehplatte, die so vorgesehen ist, dass sie sich synchron mit einer Drehwelle eines Rotors des Motors dreht; und eine Übertragungsverbindungsstange, die parallel zu einer Mittelachse der Spindel angeordnet ist. Die Übertragungsverbindungsstange weist ein Ende, das am Ankerring befestigt ist, und ein anderes Ende, das an der Drehplatte befestigt ist, auf. Die Übertragungsverbindungsstange dreht sich mit der Mittelachse der Spindel als Zentrum der Drehung, um die Drehung der Drehplatte auf den Ankerring zu übertragen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt konfiguriert. Ein Mechanismus mit konstantem Druck ist zwischen der Hülse und der Spindel vorgesehen. Der Mechanismus mit konstantem Druck ist derart konfiguriert, dass, wenn eine vorgegebene Last auf die Spindel aufgebracht wird, der Mechanismus mit konstantem Druck die Hülse und die Spindel außer Eingriff bringt, um zu bewirken, dass die Hülse mit Bezug auf die Spindel im Leerlauf ist.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt konfiguriert. Die automatische Betätigungseinheit umfasst eine Motorsteuereinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Drehung des Motors zu steuern. Die Motorsteuereinheit weist eine Drehmomentdetektionsfunktion des Motors auf. Die Motorsteuereinheit weist als Steuermodus einer Motordrehungsanzahl auf: einen Drehmodus mit hoher Drehzahl als Drehung mit hoher Drehzahl; und einen Drehmodus mit niedriger Drehzahl mit einer Drehzahl, die niedriger ist als eine Drehzahl im Drehmodus mit hoher Drehzahl. Wenn eine Motordrehrichtung in einer Richtung zum Vorschieben der Spindel als Vorwärtsdrehung definiert ist und wenn die Motordrehrichtung in einer Richtung zum Zurückziehen der Spindel als Rückwärtsrichtung definiert ist, ist die Motorsteuereinheit dazu konfiguriert: die Spindel in der Vorwärtsdrehung im Drehmodus mit hoher Drehzahl vorzuschieben, so dass, wenn die Drehmomentdetektionsfunktion eine Anlage zwischen der Spindel und dem Werkstück detektiert, die Motorsteuereinheit die Spindel in der Rückwärtsdrehung im Drehmodus mit hoher Drehzahl um eine vorbestimmte erste Drehungsanzahl zurückzieht; anschließend die Spindel in der Vorwärtsdrehung im Drehmodus mit niedriger Drehzahl um die erste Drehungsanzahl vorzuschieben, und anschließend weiter den Motor in der Vorwärtsdrehung im Drehmodus mit niedriger Drehzahl um eine vorbestimmte zweite Drehungsanzahl anzutreiben; und danach den Motor in der Vorwärtsdrehung im Drehmodus mit hoher Drehzahl um eine vorbestimmte dritte Drehungsanzahl anzutreiben.
  • Ein automatisches Messystem der Erfindung umfasst die automatische Messvorrichtung und ein Werkstückfördermittel, das dazu konfiguriert ist, die Werkstücke aufzugreifen und sequentiell die Werkstücke zum Werkstück-Haltebasisabschnitt zu befördern.
  • Eine automatische Messvorrichtung der Erfindung automatisiert ein Messinstrument. Das Messinstrument bewirkt, dass ein bewegliches Element mit einem Werkstück in Kontakt steht, um eine Abmessung des Werkstücks zu messen. Die automatische Messvorrichtung umfasst einen Messinstrument-Tragbasisabschnitt und einen Werkstück-Haltebasisabschnitt. Der Messinstrument-Tragbasisabschnitt trägt das Messinstrument. Der Werkstück-Haltebasisabschnitt hält das Werkstück in einem Messbereich des Messinstruments. Der Messinstrument-Tragbasisabschnitt umfasst: einen Messinstrument-Halter, der ein festes Element des Messinstruments hält; und eine automatische Betätigungseinheit, die am Messinstrument befestigbar und von diesem lösbar ist, wobei die automatische Betätigungseinheit dazu konfiguriert ist, den Vorschub und den Rückzug des beweglichen Elements durch eine Leistung von einem Motor zu automatisieren.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines automatischen Messsystems.
    • 2 ist eine externe Ansicht einer automatischen Mikrometervorrichtung.
    • 3 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Messoperation durch die automatische Mikrometervorrichtung.
    • 4 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben der Messoperation durch die automatische Mikrometervorrichtung.
    • 5 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel eines Zustandes darstellt, in dem sich eine Spindel vorschiebt.
    • 6 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel eines Zustandes darstellt, in dem ein Werkstück zwischen die Spindel und einen Amboss eingefügt ist.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen und die Bezugszeichen, die an die in den Zeichnungen dargestellten Elemente angehängt sind, beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben.
  • 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines automatischen Messystems 100.
  • Ein Werkstück W (beispielsweise eine Komponente), das durch eine Werkzeugmaschine (beispielsweise eine NC-Drehmaschine) bearbeitet wird, wird beispielsweise durch eine Bandfördereinrichtung 110 getragen.
  • Das Werkstück W wird zu einem Lager 120 für die Vorbehandlung überführt. Als Vorbehandlung kann Entölen und Entstauben beispielsweise durch Luftblasen durchgeführt werden. Das vorbehandelte Werkstück W wird in einen Messbereich einer automatischen Messvorrichtung 200 beispielsweise durch einen Roboterarm 130 getragen. Der Roboterarm 130 ist beispielsweise der gelenkige Roboterarm 130, der eine Roboterhand 140, um das Werkstück W an seinem distalen Ende zu halten, und eine Kamera 150 für die Bilderkennung umfasst.
  • Der Roboterarm 130 erkennt das Werkstück W durch Bilderkennung, greift das Werkstück W durch die Roboterhand 140 und trägt das Werkstück W zum Messbereich der automatischen Messvorrichtung 200. Hier wird angenommen, dass die Roboterhand 140 das Werkstück W im Messbereich mit einer Orientierung (Lage) des Werkstücks W in einer vorgegebenen Orientierung (Lage) anordnet und erst einmal das Werkstück W loslässt.
  • Es ist zu beachten, dass eine Person das Werkstück W als weiteres einfaches System manuell aufgreifen und transportieren kann.
  • Die automatische Messvorrichtung 200 misst Abmessungen des Werkstücks W, das in dieser Weise zum Messbereich getragen wurde.
  • Die automatische Messvorrichtung 200 ist die automatische Messvorrichtung 200, die ein Mikrometer 300 automatisiert, das ein Messinstrument mit kleiner Größe (Messwerkzeug mit kleiner Größe) ist.
  • Die automatische Messvorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform wird als automatische Mikrometervorrichtung 200 bezeichnet.
  • 2 ist eine externe Ansicht der automatischen Mikrometervorrichtung 200.
  • Die automatische Mikrometervorrichtung 200 umfasst ein Mikrometer 300, einen Messinstrument-Tragbasisabschnitt 400 und einen Werkstück-Haltebasisabschnitt 460.
  • Das Mikrometer 300 ist ein Messinstrument mit kleiner Größe, das ursprünglich manuell betätigt wird, und das gegenwärtig kommerziell erhältliche Mikrometer 300 muss nur als Mikrometer 300 der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden.
  • Die Konfiguration des Mikrometers 300 wird kurz beschrieben.
  • Das Mikrometer 300 umfasst einen U-förmigen Rahmen (festes Element) 310, eine Spindel (bewegliches Element) 330, einen Hülsenabschnitt 340 und eine Verlagerungsdetektionseinheit 350.
  • Der U-förmige Rahmen 310 umfasst einen Amboss 320 an einem Ende innerhalb der U-Form.
  • Die Spindel 330 ist auf der anderen Endseite des U-förmigen Rahmens 310 vorgesehen und kann sich mit Bezug auf den Amboss 320 axial vorschieben und zurückziehen.
  • Eine Messoberfläche zur Anlage am Werkstück W ist an einer Endoberfläche auf einer Endseite der Spindel 330 vorgesehen. Ebenso ist eine Messoberfläche zur Anlage am Werkstück W an einer Endoberfläche auf der anderen Endseite des Ambosses 320 vorgesehen. Die Messoberfläche ist zu einer flachen Oberfläche bearbeitet und besteht beispielsweise aus einem Hartmetallmaterial oder einer Keramik.
  • Die Spindel 330 wird durch eine Drehbetätigung des Hülsenabschnitts 340 transportiert, um sie zu bewegen, um sie in der axialen Richtung vorzuschieben und zurückzuziehen.
  • Das Transportverfahren der Spindel 330 umfasst ein Drehtransportverfahren, in dem sich die Spindel 330 selbst dreht, und ein lineares Transportverfahren, in dem sich die Spindel 330 selbst nicht dreht.
  • Beim Drehtransportverfahren ist die Spindel 330 selbst mit einem Außengewinde versehen und ein Innengewinde ist auf der Seite des U-förmigen Rahmens 310 vorgesehen. Beide stehen in Eingriff, so dass die Hülse und die Spindel 330 sich integral drehen und die Drehbetätigung der Hülse die Spindel 330 dreht. Die Spindel 330 schiebt sich dann durch den Schraubentransport vor und zieht sich zurück.
  • Im linearen Transportverfahren ist eine Transportschnecke an die Innenseite des Hülsenabschnitts 340 geschraubt und die Spindel 330 ist mit einem Stift versehen, der mit der der Transportschnecke in Eingriff steht. Wenn die Drehung der Spindel 330 verriegelt ist, transportiert das Drehen des Hülsenabschnitts 340 die Spindel 330 durch den Eingriff zwischen dem Stift und der Transportschnecke.
  • Der Typ des Mikrometers 300, das in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, kann das Drehtransportverfahren oder das lineare Transportverfahren sein.
  • Der Hülsenabschnitt 340 ist am anderen Ende der Spindel 330 auf der anderen Endseite des U-förmigen Rahmens 310 angeordnet.
  • Der Hülsenabschnitt 340 ist eine Betätigungseinheit, die die Spindel 330 durch die Drehbetätigung vorschiebt und zurückzieht.
  • Hier ist das Mikrometer 300, das in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, vorzugsweise ein Typ mit einem Mechanismus mit konstantem Druck zwischen dem Hülsenabschnitt 340 und der Spindel 330.
  • Der Mechanismus mit konstantem Druck löst den Eingriff zwischen dem Hülsenabschnitt und der Spindel 330, wenn eine vorgegebene Last auf die Spindel 330 aufgebracht wird, wobei somit die Hülse relativ zur Spindel 330 im Leerlauf ist.
  • Durch geeignetes konstantes Aktivieren des Mechanismus mit konstantem Druck in derselben Weise bei der Messung wird der Messdruck bei der Messung konstant und die Messgenauigkeit (Reproduzierbarkeit) kann hoch gehalten werden.
  • Der Mechanismus mit konstantem Druck ist auch in das kommerziell erhältliche Mikrometer 300 integriert und beispielsweise in JP 3115555 B , JP 3724995 B , JP 5426459 B und JP 5270223 B offenbart. Der Mechanismus mit konstantem Druck kann beispielsweise durch einen Ratschenmechanismus, in dem ein Schlupf auftritt, wenn eine Kraft mit einer vorbestimmten Last oder mehr zwischen der Hülse und der Spindel 330 aufgebracht wird, und eine Blattfeder, die zwischen eine äußere Muffe und eine innere Muffe der Hülse eingefügt ist, um einen Schlupf bei einer vorbestimmten Last oder mehr zu bewirken, konfiguriert sein.
  • Ferner umfasst das in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Mikrometer 300 vorzugsweise einen Messdruckdetektionsmechanismus, der die auf die Spindel 330 aufgebrachte Last detektiert.
  • Der Messdruckdetektionsmechanismus ist beispielsweise in JP 3751540 B , JP 4806545 B und JP 2019-190916 A offenbart.
  • Der Messdruckdetektionsmechanismus kann direkt oder indirekt die auf die Spindel 330 aufgebrachte Last beispielsweise mit einem Dehnungsmessstreifen detektieren. Der Messdruckdetektionsmechanismus kann detektieren, dass die auf die Spindel 330 aufgebrachte Last einen vorbestimmten Wert erreicht hat, durch Aktivierung des Mechanismus mit konstantem Druck. Der Messdruckdetektionsmechanismus gibt ein Signal (Messdrucksignal) aus, wenn ein vorbestimmter Messdruck detektiert wird. In Reaktion darauf, dass der vorbestimmte Messdruck durch den Messdruckdetektionsmechanismus detektiert wird, führt beispielsweise die Verlagerungsdetektionseinheit 350 eine Abtastung (Verriegelung) des Messwerts (Verlagerungsbetrags) durch.
  • Die Verlagerungsdetektionseinheit 350 detektiert den Verlagerungsbetrag (oder die Position) der Spindel 330. Die Verlagerungsdetektionseinheit 350 ist durch einen Drehgeber und einen Weggeber konfiguriert.
  • Es ist zu beachten, dass die Verlagerungsdetektionseinheit 350 ein analoger Typ (Abstufungstyp), kein Codierer, sein kann. In diesem Fall kann bei der Automatisierung ein Maßstab beispielsweise durch eine Digitalkamera gelesen werden und der Messwert kann durch Bildanalyse (Bilderkennung) gelesen werden.
  • In diesem Fall kann die Verlagerungsdetektionseinheit durch einen analogen Maßstab, eine Digitalkamera und eine Bilderkennungseinheit (Bildanalyseeinheit) konfiguriert sein.
  • Ferner sind eine Anzeigefeldeinheit 311, die den Messwert anzeigt, und ein Schalter für die Betätigung auf der vorderen Oberfläche des U-förmigen Rahmens 310 vorgesehen. Ferner ist eine Messwertausgabefunktion, die den Messwert in verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationen nach außen ausgibt, als Funktion einer elektrischen Schaltungseinheit eingerichtet, die in den U-förmigen Rahmen 310 eingebaut ist.
  • Als nächstes wird der Messinstrument-Tragbasisabschnitt 400 beschrieben.
  • Der Messinstrument-Tragbasisabschnitt 400 umfasst einen Basisrahmenkörper 410, einen Messinstrument-Halter 420 und eine automatische Betätigungseinheit 440.
  • Der Basisrahmenkörper 410 ist im Allgemeinen ein rechteckiger Rahmenkörper.
  • Für die Beschreibung sind Koordinatenachsen von XYZ, die zueinander orthogonal sind, aufgetragen, wie in 2 dargestellt.
  • Von vier Seiten, die den Basisrahmenkörper 410 bilden, werden zwei Seiten, die zur X-Achsen-Richtung parallel sind, als erster langer Seitenabschnitt 411 und zweiter langer Seitenabschnitt 412 bezeichnet und zwei Seiten, die zur Y-Achsen-Richtung parallel sind, werden als erster kurzer Seitenabschnitt 413 und zweiter kurzer Seitenabschnitt 414 bezeichnet.
  • Der erste und der zweite lange Seitenabschnitt 411, 412 und der erste und der zweite kurze Seitenabschnitt 413, 414 sind vorzugsweise beispielsweise dehnbar, so dass die Längen eingestellt werden können. Folglich kann eine Größe des Basisrahmenkörpers 410 gemäß Größen des Mikrometers 300 und des Werkstücks W eingestellt werden.
  • Der Messinstrument-Halter 420 ist am ersten langen Seitenabschnitt 411 installiert, die automatische Betätigungseinheit 440 ist am zweiten kurzen Seitenabschnitt 414 installiert und der Werkstück-Haltebasisabschnitt 460 ist am zweiten langen Seitenabschnitt 412 installiert.
  • Zu dieser Zeit umfasst der erste lange Seitenabschnitt 411 eine Schiene, so dass die Installationsposition des Messinstrument-Halters 420 entlang der X-Achsen-Richtung eingestellt werden kann. Ebenso umfasst der zweite kurze Seitenabschnitt 414 eine Schiene, so dass die Installationsposition der automatischen Betätigungseinheit 440 entlang der Y-Achsen-Richtung eingestellt werden kann. Der zweite lange Seitenabschnitt 412 umfasst eine Schiene, so dass die Installationsposition des Werkstück-Haltebasisabschnitts 460 entlang der X-Achsen-Richtung eingestellt werden kann.
  • Der Messinstrument-Halter 420 ist fest am ersten langen Seitenabschnitt 411 befestigt.
  • Der Messinstrument-Halter 420 ist eine Pressplatte.
  • Mit der Pressplatte ist der U-förmige Rahmen (festes Element) 310 des Mikrometers (Messinstruments) 300 zwischen den ersten langen Seitenabschnitt 411 und die Pressplatte eingefügt, so dass das Mikrometer 300 (Messinstrument) am Basisrahmenkörper 410 montiert ist. Es wird angenommen, dass als Orientierung des Mikrometers 300 die Vorschub/Rückzugs-Richtung (axiale Richtung) der Spindel 330 zur X-Achse parallel ist, eine Endseite (die Seite des Ambosses 320) des U-förmigen Rahmens 310 sich auf der Seite des ersten kurzen Seitenabschnitts 413 befindet, und die andere Endseite (eine Hülsenseite) des U-förmigen Rahmens 310 sich auf der Seite des zweiten kurzen Seitenabschnitts 414 befindet.
  • Die automatische Betätigungseinheit 440 steuert automatisch den Vorschub/Rückzug der Spindel 330 (bewegliches Element) durch eine Leistung von einem Motor 442.
  • Die automatische Betätigungseinheit 440 umfasst ein Motorgehäuse 441, den Motor 442, eine Leistungsübertragungseinheit 450 und eine Motorsteuereinheit 443.
  • Das Motorgehäuse 441 nimmt den Motor 442 und die Motorsteuereinheit 443 auf.
  • Das Motorgehäuse 441 ist auf einer verlängerten Linie der Mittellinie der Spindel 330 (oder des Hülsenabschnitts 340) des Mikrometers 300 angeordnet. Das heißt, die automatische Betätigungseinheit 440 ist derart installiert, dass eine Drehachse eines Rotors des Motors 442 mit der Mittelachse der Spindel 330 (oder des Hülsenabschnitts 340) kollinear ist. Wie erforderlich, wird die Position des Motorgehäuses 441 vorzugsweise durch Bewegen des Motorgehäuses 441 entlang der Schiene des zweiten kurzen Seitenabschnitts 414 eingestellt.
  • Der Motor 442 kann ein gewöhnlicher Elektromotor sein, der die Drehung des Rotors zu einer Ausgangswelle extrahiert.
  • Der Motor 442 kann jedoch vorzugsweise einen Drehwinkel (Drehungsanzahl) einer Vorwärtsdrehung und einer Rückwärtsdrehung durch einen Steuerpuls in einem gewissen Umfang steuern. Ferner weist der Motor 442 vorzugsweise eine Drehmomentdetektionsfunktion auf. Ein Schrittmotor kann beispielsweise als Motor 442 verwendet werden (verschiedene Verfahren zum Detektieren eines Drehmoments des Motors 442 selbst waren bekannt, beispielsweise Erhalten des Drehmoments von einer Erhöhung/Verringerung des angelegten Stroms (der angelegten Spannung). (Offensichtlich kann ein Servomotor oder ein Synchronmotor verwendet werden und eine Struktur und ein Antriebsverfahren des Motors 442 sind nicht besonders begrenzt.)
  • Die Leistungsübertragungseinheit 450 umfasst einen Ankerring 451, der an die Außenseite des Hülsenabschnitts 340 angefügt ist, eine Drehplatte 452, die vorgesehen ist, um sich synchron mit der Drehwelle des Rotors des Motors 442 zu drehen, und eine Übertragungsverbindungsstange 453, die den Ankerring 451 und die Drehplatte 452 verbindet.
  • Ein Ende der Übertragungsverbindungsstange 453 ist am Ankerring 451 befestigt und das andere Ende ist an der Drehplatte 452 befestigt. Die Übertragungsverbindungsstange 453 ist zur Mittelachse der Spindel 330 parallel. Wenn die Drehplatte 452 durch den Motor 442 gedreht wird, wird ihre Drehung auf den Ankerring 451 durch die Übertragungsverbindungsstange 453 übertragen und der Ankerring 451 dreht sich synchron mit der Drehplatte 452.
  • Die Motorsteuereinheit 443 steuert den Drehantrieb des Motors 442, um den Vorschub/Rückzug der Spindel 330 zu steuern. Die Steuerung des Motors 442 durch die Motorsteuereinheit 443 wird später beschrieben.
  • Als nächstes wird der Werkstück-Haltebasisabschnitt 460 beschrieben.
  • Der Werkstück-Haltebasisabschnitt 460 hält das Werkstück W als Messziel im Messbereich des Mikrometers 300 (Messinstruments).
  • Der Werkstück-Haltebasisabschnitt 460 umfasst eine Tragsäule 461 und eine Werkstückanordnungsplatte 462.
  • Die Tragsäule 461 ist am ersten langen Seitenabschnitt 411 montiert.
  • Die Werkstückanordnungsplatte 462 ist ein L-förmiger Plattenkörper mit einer Oberfläche, die zur X-Y-Ebene parallel ist, und ist an der Tragsäule 461 befestigt. Die Position der Tragsäulen 461 kann entlang des zweiten langen Seitenabschnitts 412 eingestellt werden, so dass das durch den Werkstück-Haltebasisabschnitt 460 gehaltene Werkstück W in den Messbereich des Mikrometers (Messinstruments) 300 eintritt. Ferner kann die Höhe (Position in der Z-Achsen-Richtung) der Werkstückanordnungsplatte 462 derart eingestellt werden, dass der Messzielort (der Messzielteil) des Werkstücks W zwischen den Amboss 320 und die Spindel 330 eingefügt wird.
  • Die Oberfläche, auf der das Werkstück W angeordnet wird, der Werkstückanordnungsplatte 462 ist eine flache Oberfläche und daher ändert das auf der Anordnungsoberfläche angeordnete und gehaltene Werkstück W leicht seine Position und Lage, wenn es durch die Spindel 330 geschoben wird. Mit anderen Worten, wenn die Spindel 330 am Werkstück W anliegt, wird das Werkstück W in Richtung der Seite des Ambosses 320 geschoben, gleitet über die Anordnungsoberfläche und bewegt sich, bis es mit dem Amboss 320 in Anlage ist. Dann, wenn das Werkstück W am Amboss 320 anliegt, wird die Bewegung des Werkstücks W eingeschränkt, und somit wird das Werkstück W zwischen den Amboss 320 und die Spindel 330 eingefügt. Zu dieser Zeit ändert das Werkstück W seine Lage, so dass die Messoberfläche des Ambosses 320 und die Kontaktoberfläche des Werkstücks W in engem Kontakt stehen und die Messoberfläche der Spindel 330 und die Kontaktoberfläche des Werkstücks W in engem Kontakt stehen. In dieser Weise ist das Werkstück W nicht fest und die Bewegung des Werkstücks W wird auf der Anordnungsoberfläche in einem gewissen Umfang ermöglicht. Folglich kann der Messzielteil des Werkstücks W spaltlos dicht zwischen den Amboss 320 und die Spindel 330 eingefügt werden.
  • In einem Fall, in dem eine Reibung zu klein ist, wenn das Werkstück W durch die Roboterhand 140 oder durch die Hand einer Person auf der Anordnungsoberfläche des Werkstücks W der Werkstückanordnungsplatte 462 angeordnet wird, wird verstanden, dass das Werkstück W gleitet und fällt und die Orientierung und die Lage, wenn das Werkstück W angeordnet ist, verlagert wird. Folglich werden Unregelmäßigkeiten vorzugsweise bearbeitet, so dass ein gewisses Ausmaß an Reibung mit dem Werkstück W verursacht wird. In einem Zustand, in dem das Werkstück W auf der Anordnungsoberfläche angeordnet ist, können, wenn eine Kraft (beispielsweise ungefähr 1 N bis 5 N) bei einem festgelegten Messdruck oder weniger auf das Werkstück W wirkt, die Position und die Lage des Werkstücks W vorzugsweise geändert werden.
  • Operationsbeschreibung
  • Die Operation der automatischen Mikrometervorrichtung 200 wird beschrieben.
  • 3 und 4 sind Ablaufpläne zum Beschreiben der Messoperation durch die automatische Mikrometervorrichtung 200.
  • Wenn die Festsetzung des Werkstücks W auf der Werkstückanordnungsplatte 462 durch den Roboterarm 130 detektiert wird (ST110: JA), führt die Motorsteuereinheit 443 eine vorgegebene (programmierte) Motorantriebssteuerung durch.
  • Zuerst bewirkt die Motorsteuereinheit 443, dass der Motor 442 sich mit einer vergleichsweise hohen Drehzahl vorwärts dreht, um die Spindel 330 in Richtung des Ambosses 320 vorzuschieben (ST120). Die Drehzahl des Motors 442 ist zu dieser Zeit beispielsweise 180 min-1 (oder ungefähr 100 min-1 bis 200 min-1).
  • 5 ist beispielsweise eine Zeichnung, die ein Beispiel eines Zustandes darstellt, in dem sich die Spindel 330 vorschiebt.
  • In ST120 wird in Betracht gezogen, dass hinsichtlich der Verkürzung der Messzeit die Drehzahl vorzugsweise so weit wie möglich erhöht wird. Eine übermäßig hohe Drehzahl beschädigt jedoch möglicherweise das Werkstück W, wenn die Spindel 330 am Werkstück W anliegt. Ferner erhöht die übermäßig hohe Drehzahl eine Zentrifugalkraft, die in der Leistungsübertragungseinheit 450 erzeugt wird, was zu einer Erhöhung des Motordrehmoments führt. Aufgrund der Konfiguration, in der der Kontakt zwischen der Spindel 330 (dem Amboss 320) und dem Werkstück W durch die Amplitude des Drehmoments detektiert wird, besteht folglich auch ein Problem, dass die Drehmomentdetektionsfunktion den Kontakt zwischen der Spindel 330 (dem Amboss 320) und dem Werkstück W falsch detektiert. Folglich wird in Betracht gezogen, dass das Festlegen eines Drehmomentschwellenwerts zum Detektieren des Kontakts zuerst zwischen der Spindel 330 und dem Werkstück W und das Drehen des Motors mit einer Drehzahl, die diesen Drehmomentschwellenwert nicht überschreitet, bevorzugt sind.
  • Wenn sich die Spindel 330 in Richtung des Ambosses 320 vorschiebt, liegt die Spindel 330 am Werkstück W an. Da das Werkstück W nicht fest ist, während es auf der Werkstückanordnungsplatte 462 angeordnet ist, wird das Werkstück W durch die Spindel 330 geschoben und bewegt sich direkt und kontaktiert den Amboss 320.
  • 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel in einem Zustand darstellt, in dem das Werkstück W zwischen den Amboss 320 und die Spindel 330 eingefügt ist.
  • In dem Moment, in dem das Werkstück W zwischen den Amboss 320 und die Spindel 330 eingefügt ist, erhöht sich das Motordrehmoment und die Motorsteuereinheit 443 detektiert, dass die Spindel 330 das Werkstück W kontaktiert hat, das heißt den Kontakt des Ambosses 320 und der Spindel 330 mit dem Werkstück W durch eine Drehmomentdetektionsfunktion (ST130: JA).
  • Wenn die Motorsteuereinheit 443 detektiert, dass die Spindel 330 das Werkstück W kontaktiert hat, dreht die Motorsteuereinheit 443 unmittelbar den Motor 442 mit einer vergleichsweise hohen Drehzahl in einer vorbestimmten Drehungsanzahl rückwärts, um die Spindel 330 zurückzuziehen (ST140).
  • Die Drehzahl der Rückwärtsdrehung ist beispielsweise 180 min-1. Außerdem ist die Drehungsanzahl der Rückwärtsdrehung beispielsweise 0,5 Drehungen. Es ist zu beachten, dass die Drehzahl (180 min-1) ein Beispiel ist und die Drehzahl während des Vorschubs (ST120) dieselbe wie die Drehzahl während der Rückwärtsdrehung sein kann (ST140) oder unterschiedlich sein kann.
  • Anstatt „Stopp“ oder „Verlangsamung“ wird hier die Spindel 330 vorzugsweise einmal durch die Rückwärtsdrehung mit einer vergleichsweise hohen Drehzahl zurückgezogen.
  • Der erste Grund besteht darin, zuverlässig ein Festfressen der Spindel 330 im Werkstück W zu vermeiden. Das Übertragen eines Steuersignals, um die Spindel 330 einmal zurückzuziehen, ermöglicht ein zuverlässiges Vermeiden des Festfressens anstelle nur des Stopps. Wenn der Messdruck erzeugt wird, wird der Mechanismus mit konstantem Druck aktiviert. Um den Mechanismus mit konstantem Druck zu aktivieren, während die Spindel 330 immer mit derselben Geschwindigkeit vorgeschoben wird, muss unterdessen ein Aktivierungsabstand der Spindel 330 sichergestellt werden. Daher wird in Betracht gezogen, dass die Spindel 330 vorzugsweise einmal zurückgefahren wird, so dass die Operation des Aufbringens des Messdrucks auf das Werkstück W immer gleich sein kann.
  • Als nächstes wird der Motor 442 mit einer vergleichsweise langsamen Drehzahl vorwärts gedreht, um die Spindel 330 in Richtung des Ambosses 320 vorzuschieben (ST150, ST160).
  • Als Vorschubschritt mit langsamer Geschwindigkeit (ST150) wird der Motor 442 mit einer vergleichsweise niedrigen Drehzahl vorwärts gedreht. Die Drehungsanzahl ist dieselbe wie die Drehungsanzahl des vorherigen Rückzugs (ST140). Hier ist die Drehungsanzahl beispielsweise 0,5 Drehungen mit 9 min-1. Während das Werkstück W langsam geschoben wird, werden der Kontakt zwischen dem Werkstück W und dem Amboss 320 und der Kontakt zwischen dem Werkstück W und der Spindel 330 sichergestellt.
  • Anschließend wird als Messoberflächenkontaktierungsschritt ST160 der Motor 442 mit einer relativ niedrigen Drehzahl vorwärts gedreht (ST160). Die Drehungsanzahl ist beispielsweise äquivalent zu einem Hülsendrehungsbetrag (Drehungsbetrag der Spindel), der zu einem Betrag äquivalent ist, wenn das Werkstück W mit dem Amboss 320 und der Spindel 330 in Kontakt kommt, bis der Mechanismus mit konstantem Druck aktiviert wird. Hier ist die Drehungsanzahl beispielsweise 0,5 Drehungen mit 9 min-1. (Dies ist dieselbe wie jene in ST150, aber die Drehzahl und die Drehungsanzahl können gegebenenfalls geändert werden).
  • Durch einmal langsames Aktivieren des Mechanismus mit konstantem Druck fügen sich hier die Kontaktoberfläche zwischen dem Werkstück W und dem Amboss 320 und die Kontaktoberfläche zwischen dem Werkstück W und der Spindel 330 eng zusammen (stehen in engem Kontakt).
  • In diesem Zustand wird das Werkstück W fest zwischen den Amboss 320 und die Spindel 330 eingefügt. Als Messdruckaufbringschritt (ST170) wird folglich der Motor 442 in der Vorwärtsrichtung mit einer vergleichsweise hohen Drehzahl rotatorisch angetrieben. Der Motor 442 wird beispielsweise dreimal mit 180 min-1 gedreht. Zu dieser Zeit wird der Mechanismus mit konstantem Druck erneut aktiviert und ein vorbestimmter Messdruck wird aufgebracht.
  • Es ist zu beachten, dass die Motordrehzahl dieses Schritts (ST170) höher sein kann (beispielsweise 150 min-1 bis 250 min-1). Die enge Zusammenfügung wird im vorherigen Schritt (ST160) vollendet und die Kontaktoberflächen zwischen der Spindel 330 (dem Amboss 320) und dem Werkstück W werden fest und eng zusammengefügt. Folglich wird in Betracht gezogen, dass das Festfressen der Spindel 330 (des Ambosses 320) und des Werkstücks W weniger wahrscheinlich auftritt.
  • Da die Spindel 330 (der Amboss 320) und das Werkstück W bereits in Kontakt standen, besteht außerdem keine Begrenzung, die durch den Kontakt zwischen der Spindel 330 (dem Amboss 320) und dem Werkstück W verursacht wird, der durch die Drehmomentdetektionsfunktion falsch detektiert wird.
  • Außerdem ist die Drehungsanzahl dieses Schritts (ST170) die Drehungsanzahl, die erforderlich ist, um den Mechanismus mit konstantem Druck zu aktivieren, und muss nur ungefähr 1,5 Drehungen bis 3,5 Drehungen sein, was von einer Spezifikation des verwendeten Mikrometers (Mechanismus mit konstantem Druck) abhängt.
  • Das Mikrometer 300 tastet den Messwert in dem Moment ab, in dem der Mechanismus mit konstantem Druck im Messdruckaufbringschritt (ST170) aktiviert wird (ST180). Die abgetasteten Messwerte (gemessenen Daten) werden in verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationen nach außen ausgegeben (ST190) und die Messdaten werden durch einen externen Personalcomputer (PC) oder eine externe Datenverarbeitungseinrichtung gesammelt und verarbeitet.
  • Da ein Messwert bis zur Gegenwart erhalten werden konnte, dreht die Motorsteuereinheit 443 den Motor 442 mit einer vergleichsweisen hohen Drehzahl rückwärts, um die Spindel 330 zurückzuziehen. Diese Messoperation wird fortgesetzt, während das Werkstück W ausgetauscht wird.
  • Das automatische Messsystem 100 der vorliegenden Ausführungsform automatisiert fast die Messarbeit des Werkstücks W.
  • Die automatische Mikrometervorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform automatisiert das Mikrometer 300 als Messinstrument mit kleiner Größe (Messwerkzeug mit kleiner Größe) vom Kontakttyp. Da erwartet werden kann, dass das Mikrometer 300 bereits in allgemeinen Werken vorhanden war, ermöglicht nur das Vorbereiten des Messinstrument-Tragbasisabschnitts 400, des Werkstück-Haltebasisabschnitts 460 und der automatischen Betätigungseinheit 440 das Erreichen der Automatisierung des Mikrometers 300. Das heißt, Kosten, die für die Einführung der automatischen Messung erforderlich sind, können äußerst kostengünstig sein, was im Wesentlichen zu einer Lösung für eine Arbeitsverkürzung beiträgt.
  • Da das Mikrometer 300 der Kontakttyp ist, ist die Messstabilität äußerst hoch. Außerdem ist die Geschichte des Mikrometers 300 lang und wurde in der Welt weit verbreitet, wobei es folglich ein Messinstrument ist, das Messarbeitern am meisten vertraut ist. Folglich ist die erforderliche Handhabung wie z. B. eine Kalibrierungsoperation des Mikrometers 300 den Arbeitern vollständig vertraut und es besteht fast kein Bedarf, sich schwierige Arbeitsprozeduren neu zu merken oder diese zu trainieren.
  • Obwohl verschiedene automatische Messvorrichtungen in der Vergangenheit vorgeschlagen wurden, verwenden die meisten von ihnen Messwerkzeuge vom kontaktlosen Typ. In den meisten Fällen wurde beispielsweise ein Luftmikrometer oder ein Laserabtastmikrometer verwendet. Eine solche Messausrüstung vom kontaktlosen Typ ist jedoch äußerst teuer und ist etwas schwierig zu warten. In dieser Hinsicht hat die automatische Mikrometervorrichtung 200 der vorliegenden Ausführungsform, die eine Automatisierung des Mikrometers 300 ermöglicht, einen Vorteil, dass sie kostengünstig ist und leicht zu handhaben ist.
  • Ein Grund für die Schwierigkeit bei der Automatisierung des Mikrometers 300, das für das Messinstrument mit kleiner Größe (Messwerkzeug mit kleiner Größe) vom Kontakttyp repräsentativ ist, besteht darin, dass das korrekte Einfügen des Werkstücks W von beiden Seiten und das enge Zusammenfügen der Kontaktoberflächen (Messoberflächen) schwierig war.
  • In dieser Hinsicht ist in der vorliegenden Ausführungsform die relative Position zwischen dem Werkstück W und dem Mikrometer 300 nicht fest und die Position und die Lage können durch die Kraft geändert werden, die gleich oder geringer als der Messdruck ist.
  • Außerdem werden der Mechanismus mit konstantem Druck, der bei dem Mikrometer 300 vorgesehen ist, und ein Drehmomentdetektionsmechanismus, der bei dem Motor 442 vorgesehen ist, umfassend verwendet. Die Spindel 330 wird in mehreren Stufen vorgeschoben und zurückgezogen und insbesondere werden der Schritt des festen und engen Zusammenfügens (engen Kontaktierens) der Messoberflächen (Kontaktoberflächen) (ST160) und der Schritt des Aufbringens des vorbestimmten Messdrucks (ST170) durchgeführt.
  • Typischerweise wird, um die Hülse manuell zu drehen, die Hülse mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht und ein konstanter Druck wird mit der konstanten Drehung aufgebracht, wie es für die Messung der Fall ist. Die Hülse wird nicht in zwei Stufen zwischen einer langsamen Drehzahl und einer hohen Drehzahl umgekehrt oder der Mechanismus mit konstantem Druck wird nicht aktiviert. Unterdessen wurde in wiederholten Experimenten mit geänderten Bedingungen ein Steuerschritt, der von der manuellen Betätigung verschieden ist, entwickelt, um das Erhalten eines stabilen Messwerts bei der automatischen Messung ebenso sicherzustellen.
  • Dies ermöglicht das Erreichen der Automatisierung des Mikrometers 300. Ferner ermöglicht die Motorsteuerung, dass das Werkstück W immer in derselben Bewegung gemessen wird. Folglich wird ein Problem, bei dem der Messwert sich in Abhängigkeit von einem Lernniveau und einer Gewohnheit einer Bewegung jedes Arbeiters unterscheidet, gelöst.
  • Die Erfindung soll nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt sein und geeignete Veränderungen können daran durchgeführt werden, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.
  • In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Werkstück W auf der Werkstückanordnungsplatte 462 angeordnet, aber das Werkstück W kann gegriffen (gehalten) werden. In diesem Fall kann ein Werkstückhaltemittel am Werkstück-Haltebasisabschnitt 460 über ein Schwebegelenk montiert und getragen werden, das eine Translation ermöglicht, beispielsweise eine parallele Blattfeder. Alternativ kann das Werkstückhaltemittel ein Roboterarm sein. (In diesem Fall kann der Roboterarm oder eine Roboterhand, die das Werkstückhaltemittel ist, ein Schwebegelenk umfassen, das eine Translation ermöglicht, beispielsweise eine parallele Blattfeder).
  • Offensichtlich kann der Messinstrument-Tragbasisabschnitt 400 dazu konfiguriert sein, eine Translation zu ermöglichen, und in diesem Fall kann der Messinstrument-Halter 420 am Basisrahmenkörper 410 über das Schwebegelenk montiert sein.
  • Die zu erlaubende Translationsrichtung ist zumindest eine Richtung, die zur Vorschub/Rückzugs-Richtung der Spindel 330 (der axialen Richtung der Spindel 330) parallel ist.
  • In einem Fall, in dem eine geringfügige Drehfreiheit erforderlich ist, um die Kontaktoberflächen der Spindel (des Ambosses) und des Werkstücks eng zusammenzufügen, kann eine Drehwelle vorgesehen sein. Alternativ kann beispielsweise die Änderung der Orientierung (Lage) durch beispielsweise Elastizität der Blattfeder gestattet werden.
  • Als Operationsbeispiel der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Operation der Messung des Werkstücks W als Beispiel verwendet. Es ist offensichtlich, dass das Festlegen eines Basispunkts und eine Kalibrierung unter Verwendung eines Messblocks in derselben Operation durchgeführt werden können.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    automatisches Messsystem
    110
    Bandfördereinrichtung
    120
    Lager
    130
    Gelenkiger Roboterarm
    140
    Roboterhand
    150
    Kamera
    200
    Automatische Mikrometervorrichtung (automatische Messvorrichtung)
    300
    Mikrometer (Messinstrument)
    310
    U-förmiger Rahmen (festes Element)
    320
    Amboss
    330
    Spindel (bewegliches Element)
    340
    Hülsenabschnitt
    350
    Verlagerungsdetektionseinheit
    400
    Messinstrument-Tragbasisabschnitt
    410
    Basisrahmenkörper
    411
    Erster langer Seitenabschnitt
    412
    Zweiter langer Seitenabschnitt
    413
    Erster kurzer Seitenabschnitt
    414
    Zweiter kurzer Seitenabschnitt
    420
    Messinstrument-Halter
    440
    Automatische Betätigungseinheit
    441
    Motorgehäuse
    442
    Motor
    443
    Motorsteuereinheit
    450
    Leistungsübertragungseinheit
    451
    Ankerring
    452
    Drehplatte
    453
    Übertragungsverbindungsstange
    460
    Werkstück-Haltebasisabschnitt
    461
    Tragsäule
    462
    Werkstückanordnungsplatte
  • 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.
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Claims (12)

  1. Automatische Messvorrichtung, die automatisch ein Werkstück unter Verwendung eines Messinstruments misst, wobei das Messinstrument eine Abmessung des Werkstücks misst, wobei die automatische Messvorrichtung umfasst: das Messinstrument; einen Messinstrument-Tragbasisabschnitt, der das Messinstrument trägt, und einen Werkstück-Haltebasisabschnitt, der das Werkstück in einem Messbereich des Messinstruments hält, wobei das Messinstrument Folgendes umfasst: ein festes Element; ein bewegliches Element, das so vorgesehen ist, dass es mit Bezug auf das feste Element verlagerbar ist, wobei sich das bewegliche Element vorschiebt und zurückzieht, um sich dem Werkstück zu nähern und von diesem zu trennen; und eine Verlagerungsdetektionseinheit, die dazu konfiguriert ist, die Verlagerung des beweglichen Elements zu detektieren, wobei der Messinstrument-Tragbasisabschnitt umfasst: einen Messinstrument-Halter, der das feste Element des Messinstruments hält; und eine automatische Betätigungseinheit, die am Messinstrument befestigbar und von diesem lösbar ist, wobei die automatische Betätigungseinheit dazu konfiguriert ist, den Vorschub und den Rückzug des beweglichen Elements durch eine Leistung von einem Motor zu automatisieren.
  2. Automatische Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei dann, wenn das Werkstück am beweglichen Element anliegt, das durch den Werkstück-Haltebasisabschnitt gehaltene Werkstück und/oder das am Messinstrument-Halter gehaltene Messinstrument eine Position und eine Lage mit einem Druck ändern, der gleich oder geringer als ein vorbestimmter Messdruck ist, der für das Messinstrument vorgegeben ist, so dass das Werkstück und das bewegliche Element gehalten werden, wobei Anlageoberflächen gegenseitig in engem Kontakt stehen.
  3. Automatische Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Werkstück-Haltebasisabschnitt eine Werkstückanordnungsbasis ist, auf der das Werkstück angeordnet wird.
  4. Automatische Messvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Werkstück-Haltebasisabschnitt ein Werkstückhaltemittel umfasst, das das Werkstück hält, und eines des Werkstückhaltemittels und des Messinstrument-Halters so vorgesehen ist, dass es eine relative Verlagerung in Bezug auf das andere ermöglicht.
  5. Automatische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Messinstrument eine Betätigungseinheit ursprünglich für eine manuelle Betätigung umfasst, und die Betätigungseinheit dazu konfiguriert ist, das bewegliche Element durch eine manuelle Drehbetätigung oder eine manuelle Schiebebetätigung vorzuschieben und zurückzuziehen, und die automatische Betätigungseinheit an der Betätigungseinheit befestigbar/von dieser lösbar ist, und die automatische Betätigungseinheit dazu konfiguriert ist, die Betätigungseinheit durch die Leistung vom Motor zu betätigen, um den Vorschub und den Rückzug des beweglichen Elements zu automatisieren.
  6. Automatische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Messinstrument ein Mikrometer ist; das Mikrometer umfasst: einen U-förmigen Rahmen als festes Element mit einem Amboss an einem Ende innerhalb einer U-Form davon; und eine Spindel als bewegliches Element, die auf einer anderen Endseite des U-förmigen Rahmens vorgesehen ist, wobei die Spindel so vorgesehen ist, dass sie mit Bezug auf den Amboss axial vorschiebbar und zurückziehbar ist, und die automatische Betätigungseinheit umfasst: den Motor; und eine Leistungsübertragungseinheit, die dazu konfiguriert ist, direkt oder indirekt eine Ausgangswelle des Motors mit der Spindel zu verbinden, um die Leistung vom Motor in den Vorschub/Rückzug der Spindel umzuwandeln.
  7. Automatische Messvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die automatische Betätigungseinheit derart vorgesehen ist, dass eine Position in einer Richtung änderbar ist, die zu einer Mittelachse der Spindel orthogonal ist, so dass eine Drehachse eines Rotors des Motors mit der Mittelachse der Spindel kollinear ist.
  8. Automatische Messvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Mikrometer eine Hülse umfasst, die an einem anderen Ende der Spindel auf einer anderen Endseite des U-förmigen Rahmens angeordnet ist, und eine Drehbetätigung an der Hülse ursprünglich durch einen Finger durchgeführt wird, und die Leistungsübertragungseinheit umfasst: einen Ankerring, der an eine Außenseite der Hülse angefügt ist; eine Drehplatte, die vorgesehen ist, um sich synchron mit einer Drehwelle eines Rotors des Motors zu drehen; und eine Übertragungsverbindungsstange, die parallel zu einer Mittelachse der Spindel angeordnet ist, wobei die Übertragungsverbindungsstange ein Ende, das am Ankerring befestigt ist, und ein anderes Ende, das an der Drehplatte befestigt ist, aufweist, wobei sich die Übertragungsverbindungsstange mit der Mittelachse der Spindel als Zentrum der Drehung dreht, um die Drehung der Drehplatte auf den Ankerring zu übertragen.
  9. Automatische Messvorrichtung nach Anspruch 8, die umfasst einen Mechanismus mit konstantem Druck, der zwischen der Hülse und der Spindel vorgesehen ist, wobei der Mechanismus mit konstantem Druck derart konfiguriert ist, dass, wenn eine vorgegebene Last auf die Spindel aufgebracht wird, der Mechanismus mit konstantem Druck die Hülse und die Spindel außer Eingriff bringt, um zu bewirken, dass die Hülse mit Bezug auf die Spindel im Leerlauf ist.
  10. Automatische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die automatische Betätigungseinheit eine Motorsteuereinheit umfasst, die dazu konfiguriert ist, eine Drehung des Motors zu steuern, die Motorsteuereinheit eine Drehmomentdetektionsfunktion des Motors aufweist, die Motorsteuereinheit als Steuermodus einer Motordrehungsanzahl aufweist: einen Drehmodus mit hoher Drehzahl als Drehung mit hoher Drehzahl; und einen Drehmodus mit niedriger Drehzahl mit einer Drehzahl, die niedriger ist als eine Drehzahl im Drehmodus mit hoher Drehzahl, wenn eine Motordrehrichtung in einer Richtung zum Vorschieben der Spindel als Vorwärtsrichtung definiert ist, und wenn die Motordrehrichtung in einer Richtung zum Zurückziehen der Spindel als Rückwärtsrichtung definiert ist, die Motorsteuereinheit dazu konfiguriert ist: die Spindel in der Vorwärtsdrehung im Drehmodus mit hoher Drehzahl vorzuschieben; so dass, wenn die Drehmomentdetektionsfunktion eine Anlage zwischen der Spindel und dem Werkstück detektiert, die Motorsteuereinheit die Spindel in der Rückwärtsdrehung im Drehmodus mit hoher Drehzahl um eine vorbestimmte erste Drehungsanzahl zurückzieht; anschließend die Spindel in der Vorwärtsdrehung im Drehmodus mit niedriger Drehzahl um die erste Drehungsanzahl vorzuschieben und anschließend weiter den Motor in der Vorwärtsdrehung im Drehmodus mit niedriger Drehzahl um eine vorbestimmte zweite Drehungsanzahl anzutreiben; und danach den Motor in der Vorwärtsdrehung im Drehmodus mit hoher Drehzahl um eine vorbestimmte dritte Drehungsanzahl anzutreiben.
  11. Automatisches Messsystem, das umfasst: die automatische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10; und ein Werkstückfördermittel, das dazu konfiguriert ist, die Werkstücke aufzugreifen und sequentiell die Werkstücke zum Werkstück-Haltebasisabschnitt zu befördern.
  12. Automatische Messvorrichtung, die ein Messinstrument automatisiert, wobei das Messinstrument bewirkt, dass ein bewegliches Element mit einem Werkstück in Kontakt steht, um eine Abmessung des Werkstücks zu messen, wobei die automatische Messvorrichtung umfasst: einen Messinstrument-Tragbasisabschnitt, der das Messinstrument trägt; und einen Werkstück-Haltebasisabschnitt, der das Werkstück in einem Messbereich des Messinstruments hält, wobei der Messinstrument-Tragbasisabschnitt umfasst: einen Messinstrument-Halter, der ein festes Element des Messinstruments hält; und eine automatische Betätigungseinheit, die am Messinstrument befestigbar und von diesem lösbar ist, wobei die automatische Betätigungseinheit dazu konfiguriert ist, den Vorschub und den Rückzug des beweglichen Elements durch eine Leistung von einem Motor zu automatisieren.
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