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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft Prüflehren für eine dreidimensionale Messvorrichtung, Prüfverfahren für eine dreidimensionale Messvorrichtung und dreidimensionale Messvorrichtungen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es gibt eine herkömmlich bekannte Prüflehre, die verwendet wird, wenn die Bewegungsgenauigkeit einer dreidimensionalen Messvorrichtung überprüft wird. Die Prüflehre weist Kugeln auf, die an Positionen bereitgestellt sind, die Eckpunkten einer dreieckigen Pyramide entsprechen, und durch stabartige Elemente verbunden sind, die an Positionen bereitgestellt sind, die Seiten der dreieckigen Pyramide entsprechen (siehe z.B. die Beschreibung der deutschen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 19720883).
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
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Wenn eine dreidimensionale Messvorrichtung geprüft wird, indem eine Sonde der dreidimensionalen Messvorrichtung veranlasst wird, mit Kugeln der Prüflehre in Kontakt zu gelangen, die an Eckpunkten einer dreieckigen Pyramide der Prüflehre angeordnet sind, um dadurch Distanzen zwischen den Kugeln zu messen. Es gibt zum Beispiel dreidimensionale Messvorrichtungen, die eine Messung eines Objekts unter Verwendung einer Sonde durchführen, die veranlasst wird, eine solche Position, dass sie vertikal nach unten zeigt, oder eine solche Position, dass sie in eine horizontale Richtung zeigt, einzunehmen. Bei der herkömmlichen Konfiguration sind Indikatoren der Prüfungen Bewegungsfehler einer dreidimensionalen Messvorrichtung, die eine Messung mit unterschiedlichen Sondenpositionen durchführt, es besteht das Problem, dass die Prüfung nicht mit hoher Genauigkeit mit einer einzelnen Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung durchgeführt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf diese Gesichtspunkte und eine Aufgabe davon besteht in der Verbesserung der Prüfgenauigkeit einer dreidimensionalen Messvorrichtung unter Verwendung einer Prüflehre.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
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Eine Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung gemäß den vorliegenden Erfindungen weist auf: eine Vielzahl von zu messenden Zielen, mit denen eine Spitze einer Sonde einer dreidimensionalen Messvorrichtung in Kontakt gelangt; und ein Rahmenelement, das die Vielzahl von Zielen trägt, wobei die Vielzahl von Zielen in Positionen angeordnet sind, die jedem Eckpunkt eines dreieckigen Prismas entsprechen.
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Das Rahmenelement kann die Vielzahl von Zielen derart tragen, dass ein erstes Ziel, ein zweites Ziel und ein drittes Ziel an Eckpunkten eines Dreiecks positioniert sind, das eine Bodenfläche eines dreieckigen Prismas bildet, und ein sechstes Ziel an Eckpunkten eines Dreiecks positioniert ist, das die andere Bodenfläche des dreieckigen Prismas bildet, die den Positionen des ersten Ziels, des zweiten Ziels bzw. des dritten Ziels entsprechen; und derart, dass Räume in Bereichen oberhalb der Ziele ausgebildet sind, sodass sich die Sondeneinheit den Zielen von oben nähern kann, während sich die Sonde an einer Position befindet, in der sich die Sonde in einer Richtung erstreckt, die senkrecht zu der Montagefläche der dreidimensionalen Messvorrichtung verläuft, auf der ein Erzeugnis platziert ist; und derart, dass Räume, in denen sich die Sondeneinheit bewegt, in einem Bereich von dem ersten Ziel zu dem vierten Ziel, einem Bereich von dem zweiten Ziel zu dem fünften Ziel und einem Bereich von dem dritten Ziel zu dem sechsten Ziel ausgebildet sind, um es so der Sonde zu ermöglichen, sich den Zielen von einer Innenraumseite des dreieckigen Prismas zu nähern, während sich die Sonde an einer Position befindet, in der sich die Sonde in einer Richtung erstreckt, welche die senkrechte Richtung kreuzt.
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Das Rahmenelement kann aufweisen: einen ersten Rahmen, der an einer Position positioniert ist, die der einen Bodenfläche des dreieckigen Prismas entspricht; einen zweiten Rahmen, der an einer Position positioniert ist, die der anderen Bodenfläche des dreieckigen Prismas entspricht; und ein Kopplungselement, das den ersten Rahmen und den zweiten Rahmen koppelt, der erste Rahmen trägt das erste Ziel, das zweite Ziel und das dritte Ziel und der zweite Rahmen trägt das vierte Ziel, das fünfte Ziel und das sechste Ziel.
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Das Kopplungselement kann aufweisen: ein erstes Kopplungselement, das einen Abschnitt nahe einem ersten Zieltragbereich des ersten Rahmens und einen Abschnitt nahe einem vierten Zieltragbereich des zweiten Rahmens koppelt; ein zweites Kopplungselement, das einen Abschnitt nahe einem zweiten Zieltragbereich des ersten Rahmens und einen Abschnitt nahe einem fünften Zieltragbereich des zweiten Rahmens koppelt; und ein drittes Kopplungselement, das einen Abschnitt nahe einem dritten Zieltragbereich des ersten Rahmens und einen Abschnitt nahe einem sechsten Zieltragbereich des zweiten Rahmens koppelt.
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Jeder des ersten Rahmens und des zweiten Rahmens kann aufweisen: einen Basisbereich, der sich in einer horizontalen Richtung erstreckt und an beiden Enden davon Ziele trägt; und einen aufrechten Bereich, der sich von dem Basisbereich nach oben erstreckt und ein Ziel an einem oberen Bereich davon trägt, und der erste Rahmen und der zweite Rahmen sind aus einem einzelnen Element gebildet.
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Der aufrechte Bereich kann in der Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit einem Paar schräger Seiten ausgebildet sein.
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Jedes Ziel kann an einer Position positioniert sein, die einem Eckpunkt eines regelmäßigen dreieckigen Prismas entspricht, und die Vielzahl von Zielen sind in gleichen Abständen voneinander angeordnet.
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Das Rahmenelement weist drei Tragabschnitte zum Tragen der Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung, wenn die Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung auf der Montagefläche platziert ist, auf.
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Das Rahmenelement kann drei Tragabschnitte zum Tragen der Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung, wenn die Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung auf der Montagefläche platziert ist, aufweisen.
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Das Rahmenelement kann aus einem einzelnen Element gebildet sein, das einen ersten Rahmenabschnitt, der an einer Position positioniert ist, die der einen Bodenfläche des dreieckigen Prismas entspricht; einen zweiten Rahmenabschnitt, der an einer Position positioniert ist, die der anderen Bodenfläche des dreieckigen Prismas entspricht; und einen Kopplungselementabschnitt aufweist, der den ersten Rahmenabschnitt und den zweiten Rahmenabschnitt koppelt.
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Ein Prüfverfahren für eine dreidimensionale Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Schritt des Platzierens einer Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung, die eine Vielzahl von zu messenden Zielen, mit denen eine Spitze einer Sonde einer dreidimensionalen Messvorrichtung in Kontakt gelangt; und ein Rahmenelement aufweist, das die Vielzahl von Zielen trägt, auf einer Montagefläche einer dreidimensionalen Messvorrichtung, auf der ein Erzeugnis platziert ist, wobei die Vielzahl von Zielen in Positionen angeordnet sind, die jedem Eckpunkt eines dreieckigen Prismas entsprechen; einen Schritt, in dem ein Prozessor die dreidimensionale Messvorrichtung veranlasst, zu messende Distanzen zu messen, die Distanzen zwischen einer Vielzahl von Zielen der Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung sind; und einen Schritt, in dem der Prozessor auf einer Grundlage dessen, ob die zu messenden Distanzen in einem vorbestimmten zweckmäßigen Bereich liegen oder nicht, bestimmt, ob eine Anomalie der dreidimensionalen Messvorrichtung vorliegt oder nicht.
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Das Prüfverfahren für eine dreidimensionale Messvorrichtung kann ferner einen Schritt umfassen, in dem der Prozessor eine Anweisung zur Auswahl eines Prüfmodus empfängt, wobei in einem Fall, in dem eine Anweisung zur Auswahl eines ersten Prüfmodus empfangen wird, die zu messenden Distanzen in dem Schritt des Messens der zu messenden Distanzen gemessen werden, indem der Prozessor die Sonde der dreidimensionalen Messvorrichtung veranlasst, mit der Vielzahl von Zielen in Kontakt zu gelangen, während sich die Sonde an einer vorbestimmten Position befindet, und in einem Fall, in dem eine Anweisung zur Auswahl eines zweiten Prüfmodus empfangen wird, der sich von dem ersten Prüfmodus unterscheidet, die zu messenden Distanzen in dem Schritt des Messens der zu messenden Distanzen gemessen werden, indem der Prozessor die Sonde der dreidimensionalen Messvorrichtung veranlasst, mit der Vielzahl von Zielen mit mehreren Sondenpositionen in Kontakt zu gelangen.
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Eine dreidimensionale Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Tisch; eine Sonde, die bereitgestellt ist, um variable Positionen einzunehmen; einen Bewegungsmechanismus, der die Sonde bewegt; ein Positionsangabeteil, das auf dem Tisch ausgebildet ist und eine Platzierungsposition für die oben genannte Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung angibt; und eine Steuereinheit, die eine Position der Sonde und den Betrieb des Bewegungsmechanismus steuert, um so zu messende Distanzen zu messen, die Distanzen zwischen einer Vielzahl von Zielen der Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung sind, die an der Platzierungsposition platziert ist, wobei die Steuereinheit auf einer Grundlage eines Auswahlvorgangs zur Auswahl eines ersten Prüfmodus oder eines zweiten Prüfmodus entweder durchführt: Prüfvorgang im ersten Modus, bei dem die zu messenden Distanzen gemessen werden, indem die Sonde der dreidimensionalen Messvorrichtung veranlasst wird, mit der Vielzahl von Zielen in Kontakt zu gelangen, während sich die Sonde an einer konstanten Position befindet; oder Prüfvorgang im zweiten Modus, bei dem die zu messenden Distanzen gemessen werden, indem die Sonde der dreidimensionalen Messvorrichtung veranlasst wird, mit der Vielzahl von Zielen in Kontakt zu gelangen, während sich die Sonde an einer Vielzahl von Positionen befindet.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt eine vorteilhafte Wirkung des Verbesserns der Prüfgenauigkeit einer dreidimensionalen Messvorrichtung unter Verwendung einer Prüflehre bereit.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer dreidimensionalen Messvorrichtung.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Konfiguration um eine Sonde herum.
- 3 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinheit.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung des Erscheinungsbilds einer Prüflehre.
- 5 ist eine Figur zur Erläuterung einer Kugel.
- 6 ist eine Vorderansicht der Prüflehre.
- 7 ist eine linke Seitenansicht der Prüflehre.
- 8 ist eine Draufsicht der Prüflehre.
- 9 ist eine Figur zur Erläuterung einer Beziehung zwischen der Form der Prüflehre und einem Raum, in dem sich die Sonde bewegt.
- 10 ist eine Figur zur Erläuterung einer Beziehung zwischen der Form der Prüflehre und einem Raum, in dem sich die Sonde bewegt.
- 11 ist eine Figur zur Erläuterung einer Beziehung zwischen der Form der Prüflehre und einem Raum, in dem sich die Sonde bewegt.
- 12 ist eine Figur zur Erläuterung einer Beziehung zwischen der Form der Prüflehre und einem Raum, in dem sich die Sonde bewegt.
- 13 ist ein Flussdiagramm eines Prüfverfahrens für eine dreidimensionale Messvorrichtung unter Verwendung der Prüflehre.
- 14 ist eine Figur zur Darstellung eines modifizierten Beispiels einer Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine dreidimensionale Messvorrichtung und eine Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindungen werden unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer dreidimensionalen Messvorrichtung 1. 2 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Konfiguration um eine Sonde 25 herum. Obwohl nachstehend Begriffe für Richtungen wie „obere(r, s)“, „untere(r, s)“, „rechte(r, s)“ und „linke(r, s)“ gemäß der Position eines in den Figuren eingezeichneten Gegenstands verwendet werden, werden diese Begriffe nicht in der Absicht verwendet, die vorliegenden Erfindungen zu beschränken.
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(Dreidimensionale Messvorrichtung)
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Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 weist einen Tisch 2, einen Bewegungsmechanismus 10, eine Sondeneinheit 20 und eine Steuereinheit 30 auf.
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Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, welche die Spitze der Sonde 25 der Sondeneinheit 20 veranlasst, ein zu messendes Objekt zu kontaktieren, und die Form des Objekts misst. Wenn die dreidimensionale Messvorrichtung 1 eine Prüfung durchführt, wird eine Prüflehre 50 für eine dreidimensionale Messvorrichtung (im Folgenden als „Prüflehre 50“ bezeichnet) verwendet. Einzelheiten der Prüflehre 50 werden später unter Bezugnahme auf 4 und dergleichen erwähnt.
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Der Tisch 2 ist ein Tisch, auf dem ein Erzeugnis, das ein Objekt ist, platziert wird, und weist eine horizontale Montagefläche auf. Die Montagefläche des Tischs 2 ist mit einem Positionsangabeteil versehen, das eine Platzierungsposition der Prüflehre 50 darstellt.
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Der Bewegungsmechanismus 10 weist eine Säule 11, einen Träger 12, einen Balken 13, einen Y-Achsenrichtungs-Antriebsbereich 14 und einen Schlitten 15 auf.
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Der Bewegungsmechanismus 10 veranlasst jeden Bereich, gemäß einem Steuersignal von der Steuereinheit 30 zu arbeiten. Konkret bewegt der Bewegungsmechanismus 10 die Sondeneinheit 20, die durch den Schlitten 15 getragen wird, um dadurch die Sonde 25 in einem Raum oberhalb des Tischs 2 in einer bestimmten Richtung in der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung zu bewegen.
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Die Säule 11 und der Träger 12 sind Tragelemente, die derart bereitgestellt sind, dass sie sich von dem Tisch 2 in der Z-Achsenrichtung nach oben erstrecken. Der Balken 13 erstreckt sich zwischen der Säule 11 und dem Träger 12 in der horizontalen Richtung (der X-Achsenrichtung in 1). Der Balken 13 weist eine Führung (nicht dargestellt) zum Bewegen des Schlittens 15 in der X-Achsenrichtung auf.
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Der Y-Achsenrichtungs-Antriebsbereich 14 arbeitet gemäß einem Steuersignal von der Steuereinheit 30, um die Säule 11, den Träger 12 und den Balken 13 gemeinsam in der Y-Achsenrichtung zu bewegen. Der Schlitten 15 ist ein Element, das durch den Balken 13 getragen wird, und die Sondeneinheit 20 ist an dem unteren Ende des Schlittens 15 bereitgestellt.
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Die Sondeneinheit 20 weist eine Z-Achsen-Spindel 23, einen Positionsänderungsmechanismus 24 und die Sonde 25 auf.
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Die Z-Achsen-Spindel 23 ist konfiguriert, sich in der Z-Achsenrichtung zu bewegen. Die Z-Achsen-Spindel 23 bewegt die Sonde 25 entlang der Z-Achsenrichtung. Wie in 2 dargestellt ist der Positionsänderungsmechanismus 24 ein Mechanismus zum Ändern der Position der Sonde 25. Der Positionsänderungsmechanismus 24 veranlasst die Sonde 25, eine vorbestimmte Position gemäß einem Steuersignal von der Steuereinheit 30 einzunehmen.
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Zum Beispiel veranlasst der Positionsänderungsmechanismus 24 die Sonde 25, eine Position mit (A) einem Höhenwinkel von 90°, (B) einem Höhenwinkel von 45° und (C) einem Höhenwinkel von 0° einzunehmen. Wenn sich die Sonde 25 an der Position mit dem Höhenwinkel von 90° befindet, liegt die Sonde 25 senkrecht zu der Z-Achsenrichtung. Wenn sich die Sonde 25 an der Position mit dem Höhenwinkel von 45° befindet, ist die Sonde 25 in einem Winkel von 45° zu der Z-Achsenrichtung geneigt. Wenn sich die Sonde 25 an der Position mit dem Höhenwinkel von 0° befindet, liegt die Sonde 25 parallel zu der Z-Achsenrichtung. Zum Beispiel veranlasst der Positionsänderungsmechanismus 24 die Sonde 25, Positionen in vorbestimmten Azimuten relativ zu der Z-Achse einzunehmen. Zum Beispiel sind 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° und 315° als die vorbestimmten Azimute festgelegt und der Positionsänderungsmechanismus 24 ist konfiguriert, die Sonde 25 zu veranlassen, sich in irgendeinem der Azimute zu befinden. In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die Sonde 25 beispielsweise in dem Azimut von 0°, wenn sich die Sonde 25 wie in 2 an einer Position befindet, die in die negative Richtung der Y-Achse zeigt.
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(Steuereinheit)
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3 ist ein Blockdiagramm der Steuereinheit 30. Die Steuereinheit 30 ist eine Einheit zur Steuerung des Betriebs jedes Bereichs der dreidimensionalen Messvorrichtung 1. Die Steuereinheit 30 weist einen Schnittstellenbereich 31, einen Speicherbereich 32 und einen Steuerbereich 33 auf.
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Der Schnittstellenbereich 31 ist eine Schnittstelle zum Erfassen von Daten, die durch eine Messung durch die Sonde 25 erlangt werden, Ausgeben von Messergebnissen an einen externen Anzeigebereich (nicht dargestellt) und Empfangen einer vorbestimmten Bedieneingabe von einem Bediener und so weiter. Zum Beispiel empfängt der Schnittstellenbereich 31 eine Anweisung durch einen Auswahlvorgang eines Bedieners zur Auswahl eines Prüfmodus der dreidimensionalen Messvorrichtung 1.
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Der Speicherbereich 32 ist ein Speichermedium, das verschiedene Typen von Daten speichert, und weist einen ROM (Festwertspeicher), einen RAM (Direktzugriffsspeicher), eine Festplatte und dergleichen auf. Der Speicherbereich 32 weist darauf gespeicherte verschiedene Typen von Betriebsprogrammen auf, um die dreidimensionale Messvorrichtung 1 zu veranlassen, zu arbeiten. Der Speicherbereich 32 weist darauf gespeicherte Informationen über einen ersten Prüfmodus und einen zweiten Prüfmodus auf.
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Der „erste Prüfmodus“ ist ein Modus für eine einfache Prüfung der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 und diese Prüfung wird in einem Zustand implementiert, in dem sich die Sonde 25 zum Beispiel an einer Position mit dem Höhenwinkel von 0° befindet. Der Speicherbereich 32 weist darauf gespeicherte Daten als Informationen über den ersten Prüfmodus auf, die angeben, in welcher Reihenfolge und entlang welcher Bahn die Sonde 25 relativ zu einer Vielzahl von Kugeln T1 bis T6 (Einzelheiten werden später erwähnt) der Prüflehre 50 bewegt wird.
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Bei der einfachen Prüfung bewegt die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die Sonde 25 an einer Position mit dem Höhenwinkel von 0° (in der Z-Achsenrichtung nach unten zeigend) und eine Messung erfolgt, indem die Spitze der Sonde 25 veranlasst wird, die Kugeln T der Prüflehre 50 zu kontaktieren. Konkret misst die dreidimensionale Messvorrichtung 1 repräsentative Punkte der Kugeln T (z.B. die Mittelkoordinaten der Kugel T). Die einfache Prüfung kann in einer kürzeren Zeit implementiert werden als eine nachfolgend beschriebene ausführliche Prüfung und wird daher als tägliche Prüfung verwendet.
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Der „zweite Prüfmodus“ ist ein Modus für eine ausführliche Prüfung der dreidimensionalen Messvorrichtung 1, diese Prüfung wird implementiert, während die Position der Sonde 25 zu mehreren Positionen geändert wird und die Bewegungsfehlergenauigkeit der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 gemessen wird. Zum Beispiel werden Skalenfehler und Bewegungsfehler bezüglich Rechtwinkligkeit, Rollen, Nicken und Gieren gemessen. Der Speicherbereich 32 weist darauf gespeicherte Daten als Informationen über den zweiten Prüfmodus auf, die angeben, an welcher Position, in welcher Reihenfolge und entlang welcher Bahn die Sonde 25 relativ zu den Kugeln T1 bis T6 der Prüflehre 50 bewegt wird.
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Zum Beispiel erfolgt bei der ausführlichen Prüfung eine Messung der sechs Kugeln T1 bis T6, während sich die Sonde 25 in einer vorbestimmten Richtung befindet, danach wird die Richtung der Sonde 25 zu einer anderen Richtung geändert und die Messung der sechs Kugeln T1 bis T6 erfolgt in diesem Zustand erneut. Auf diese Weise erfolgt bei der ausführlichen Prüfung eine Messung der Kugeln T mit einer Vielzahl von Richtungen der Sonde 25. Wenn die Anzahl an Richtungen der Sonde 25 zu klein ist, können keine Prüfungen mit hoher Genauigkeit implementiert werden, wohingegen bei einer zu großen Anzahl an Richtungen der Sonde 25 Prüfungen lange dauern. Es ist möglich, die Anzahl an festgelegten Richtungen der Sonde 25 frei festzulegen. Zum Beispiel können die festgelegten Richtungen alle drei Richtungen, den Höhenwinkel von 0°, den Höhenwinkel von 45° und den Höhenwinkel von 90° umfassen und die Richtungen mit dem Höhenwinkel von 45° und dem Höhenwinkel von 90° können Positionen mit zwei Azimuten oder mehr umfassen.
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Zum Beispiel ist der Steuerbereich 33 ein Prozessor, der eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) ist. Durch Ausführen eines auf dem Speicherbereich 32 gespeicherten Betriebsprogramms fungiert der Steuerbereich 33 als Betriebssteuerbereich 331, Messdatenverarbeitungsbereich 332 und Anzeigeverarbeitungsbereich 333.
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Der Betriebssteuerbereich 331 weist eine Funktionalität des Veranlassens der dreidimensionalen Messvorrichtung 1, einen normalen Messmodus durchzuführen, bei dem jeder Bereich der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 veranlasst wird, zu arbeiten, und eine Messung eines auf dem Tisch 2 platzierten Objekts erfolgt, auf. Auf der Grundlage der auf dem Speicherbereich 32 gespeicherten Informationen über den ersten Prüfmodus veranlasst der Betriebssteuerbereich 331 die dreidimensionale Messvorrichtung 1, einen Prüfvorgang in dem ersten Prüfmodus für die einfache Prüfung durchzuführen. Der Betriebssteuerbereich 331 veranlasst die dreidimensionale Messvorrichtung 1, auf der Grundlage der auf dem Speicherbereich 32 gespeicherten Informationen über den zweiten Prüfmodus einen Prüfvorgang in dem zweiten Prüfmodus für die ausführliche Prüfung durchzuführen.
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Der Messdatenverarbeitungsbereich 332 weist eine Funktionalität des Verarbeitens von Daten, die durch die Messung unter Verwendung der Sonde 25 erlangt werden, und des Erzeugens von Koordinateninformationen und Distanzinformationen über ein Objekt auf. Zum Beispiel bestimmt der Messdatenverarbeitungsbereich 332, ob zu messende Distanzen, die Distanzen zwischen der Vielzahl von Kugeln T sind, innerhalb eines vorbestimmten zweckmäßigen Bereichs liegen oder nicht.
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In einem Fall, in dem als Ergebnis der Messung in dem ersten Prüfmodus (einfache Prüfung) bestimmt wird, dass die zu messenden Distanzen nicht innerhalb des vorbestimmten zweckmäßigen Bereichs liegen, kann der Betriebssteuerbereich 331 zum Beispiel den Betrieb jedes Bereichs der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 derart steuern, dass der Prüfmodus automatisch in den zweiten Prüfmodus (ausführliche Prüfung) umschaltet.
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Zum Beispiel veranlasst der Anzeigeverarbeitungsbereich 333 den Anzeigebereich, der nicht dargestellt ist, eine Nutzeroberfläche für einen Bediener anzuzeigen, um einen vorbestimmten Eingabevorgang durchzuführen. Außerdem veranlasst der Anzeigeverarbeitungsbereich 333 zum Beispiel den Anzeigebereich, Informationen über Messergebnisse anzuzeigen. Konkret stellt bei einer Prüfung der Anzeigeverarbeitungsbereich 333 eine Nutzeroberfläche für einen Bediener bereit, um entweder den „ersten Prüfmodus (einfache Prüfung)“ oder den „zweiten Prüfmodus (ausführliche Prüfung)“ auszuwählen. Wenn die zu messenden Distanzen, welche die Messergebnisse sind, nicht innerhalb des vorbestimmten zweckmäßigen Bereichs liegen, veranlasst der Anzeigeverarbeitungsbereich 333 den Anzeigebereich, diesbezügliche Informationen anzuzeigen.
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Die wie oben konfigurierte dreidimensionale Messvorrichtung 1 implementiert einen Messvorgang auf herkömmliche Weise zum Messen eines Objekts. Andererseits verwendet die dreidimensionale Messvorrichtung 1 beim Durchführen einer Prüfung die Prüflehre 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und implementiert einen Prüfvorgang in einem Prüfmodus gemäß einer Anweisung für den „ersten Prüfmodus (einfache Prüfung)“ oder den „zweiten Prüfmodus (ausführliche Prüfung)“, die von einem Bediener eingegeben wird.
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(Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung)
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Die Prüflehre 50 für eine dreidimensionale Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend erläutert. 4 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung des Erscheinungsbilds der Prüflehre 50. 5 ist eine Figur zur Erläuterung einer Kugel T. 6 ist eine Vorderansicht der Prüflehre 50. 7 ist eine linke Seitenansicht der Prüflehre 50. 8 ist eine Draufsicht der Prüflehre 50.
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Die Prüflehre 50 weist die Vielzahl von Kugeln T1 bis T6 (auch als „Kugeln T“ bezeichnet) und ein Rahmenelement 51 auf. In dieser Ausführungsform sind die Kugeln T1-T6 an jedem Eckpunkt eines dreieckigen Prismas platziert, in dem eine der Seitenflächen des dreieckigen Prismas einer unteren Flächenseite des Rahmenelements 51 zugewandt ist (dreieckiges Prisma in dem in 4 dargestellten Zustand). Das Rahmenelement 51 ist ein Element, das die Kugeln T trägt. Die Prüflehre 50 ist ein Werkzeug, das in einem Zustand verwendet wird, in dem es auf dem Tisch 2 der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 angeordnet ist, wenn eine Prüfung der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 erfolgt. Die Prüflehre 50 kann für sowohl die einfache Prüfung, bei der die Messung der Kugeln T in einem Zustand erfolgt, in dem die Sonde 25 veranlasst wird, in eine vorbestimmte Richtung zu zeigen, als auch die ausführliche Prüfung verwendet werden, bei der die Messung der Kugeln T erfolgt, während die Position der Sonde 25 so geändert wird, dass sie in eine Vielzahl von Richtungen zeigt.
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Wie in 5 dargestellt sind die Vielzahl von Kugeln T zu messende Elemente, mit denen die Spitze der Sonde 25 der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 in Kontakt gelangt. Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 führt einen Vorgang des Messens einer Kugel T in einem Zustand, in dem die Sonde 25 veranlasst wird, eine Position einzunehmen, in der sie in der Z-Achsenrichtung nach unten zeigt ((i) in der Figur), und einen Vorgang des Messens einer Kugel T in einem Zustand, in dem die Sonde 25 veranlasst wird, eine Position einzunehmen, in der sie in die Z-Achsenrichtung geneigt ist ((ii) in der Figur), durch. Zum Beispiel ist jede Kugel T aus demselben Material und in derselben Form gebildet. Obwohl nachstehend eine Kugel T als Beispiel beschrieben wird, ist das Ziel nicht notwendigerweise auf eine Kugel beschränkt, sondern kann jedwede dreidimensionale Form sein, welche die Messung eines repräsentativen Punkts ermöglicht.
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Jede Kugel T kann direkt durch das Rahmenelement 51 getragen werden, in der vorliegenden Ausführungsform wird sie jedoch durch das Rahmenelement 51 vermittels eines Tragelements 41 getragen. Das Tragelement 41 ist beispielsweise ein stabartiges Element, das sich in einem Zustand, in dem die Prüflehre 50 auf dem Tisch 2 platziert ist, in der Z-Achsenrichtung nach oben erstreckt. In diesem Beispiel weist das Tragelement 41 einen Schaftbereich 41a mit einem Durchmesser auf, der kleiner ist als der Durchmesser der Kugel T, der den unteren Teil der Kugel T trägt.
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Jede Kugel T wird durch das Tragelement 41 in einer solchen Weise getragen, dass ihr Oberflächenbereich C1, der einen Bereich oberhalb einer die Mitte der Kugel T durchlaufenden horizontalen Ebene H und einen Bereich unterhalb der horizontalen Ebene H aufweist, keine anderen Elemente kontaktiert. In diesem Beispiel ist der Bereich C1 ein anderer Bereich als ein Abschnitt, der Teil der Kugel T ist und durch den Schaftbereich 41a getragen wird. Die Kugel T, die wie oben beschrieben durch das Tragelement 41 getragen wird, ermöglicht es der Spitze der Sonde 25, den gesamten Bereich C1 zu berühren.
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Wie in 4 dargestellt trägt das Rahmenelement 51 eine erste Kugel T1, eine zweite Kugel T2, eine dritte Kugel T3, eine vierte Kugel T4, eine fünfte Kugel T5 und eine sechste Kugel T6 als die Vielzahl von Kugeln T. Das Rahmenelement 51 mit den sechs Kugeln T1 bis T6 ermöglicht es der dreidimensionalen Messvorrichtung 1, eine große Anzahl an Parametern zur Schätzung der Bewegungsfehlergenauigkeit zu einem Zeitpunkt der Prüfung der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 zu messen.
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Die erste Kugel T1, die zweite Kugel T2 und die dritte Kugel T3 sind an Positionen positioniert, die den Eckpunkten eines Dreiecks 100a entsprechen, das eine Bodenfläche eines dreieckigen Prismas 100 bildet (in 4 ist das dreieckige Prisma 100 in einem Zustand eingezeichnet, in dem das dreieckige Prisma unten liegt). Die vierte Kugel T4, die fünfte Kugel T5 und die sechste Kugel T6 sind an Positionen positioniert, die den Eckpunkten eines Dreiecks 100b entsprechen, das die andere Bodenfläche des dreieckigen Prismas 100 bildet, das den Kugeln T1 bis T3 entspricht. Konkret sind in diesem Beispiel die Kugeln T1, T3, T4 und T6 auf derselben Höhe bereitgestellt, wohingegen die Kugeln T2 und T5 auf derselben Höhe an einer Position bereitgestellt sind, die von den anderen Kugeln um eine vorbestimmte Distanz nach oben entfernt ist. In diesem Beispiel liegen die Bodenflächen des dreieckigen Prismas 100, die den Dreiecken 100a und 100b entsprechen, senkrecht zu der Montagefläche.
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Das dreieckige Prisma 100 kann zum Beispiel ein regelmäßiges dreieckiges Prisma sein, dessen Dreiecke 100a und 100b gleiche Seitenlängen aufweisen. Konkret kann das dreieckige Prisma 100 eine Form aufweisen, in der die Dreiecke 100a und 100b gleiche Seitenlängen aufweisen, und die Höhe des dreieckigen Prismas (Y-Achsenlänge in der Figur) ist ebenso gleich den Seitenlängen der Dreiecke 100a und 100b. Bei dieser Konfiguration liegen die Vielzahl von Kugeln T in gleichen Abständen voneinander.
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(Einzelheiten der Struktur des Rahmenelements)
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Wie in 4 dargestellt weist das Rahmenelement 51 einen ersten Rahmen 53-1, einen zweiten Rahmen 53-2 und Kopplungselemente 56-1 bis 56-3 auf. In dem Beispiel aus 4 ist das Rahmenelement 51 aus mehreren Elementen zusammengesetzt, das Rahmenelement 51 kann jedoch ein einzelnes Element sein, das aus einem ersten Rahmenabschnitt, der dem ersten Rahmen 53-1 entspricht, einem zweiten Rahmenabschnitt, der dem zweiten Rahmen 53-2 entspricht, und Verbindungselementabschnitten, welche die Rahmenabschnitte verbinden, einstückig gebildet ist. Ein solches Element kann zum Beispiel durch einen dreidimensionalen Drucker gebildet werden.
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Der erste Rahmen 53-1 ist an einer Position positioniert, die dem Dreieck 100a entspricht, das eine Bodenfläche des dreieckigen Prismas 100 ist. Der zweite Rahmen 53-2 ist an einer Position positioniert, die dem Dreieck 100b entspricht, das die andere Bodenfläche des dreieckigen Prismas 100 ist. Zum Beispiel sind der erste Rahmen 53-1 und der zweite Rahmen 53-2 jeweils ein einzelnes Element, das aus einem Metallmaterial gebildet ist und im Wesentlichen eine identische Form aufweist. Nachstehend wird hauptsächlich der erste Rahmen 53-1 erläutert und dieselbe Erläuterung für den zweiten Rahmen 53-2 entfällt.
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Wie in 7 dargestellt weist der erste Rahmen 53-1 einen Basisbereich 54 und einen aufrechten Bereich 55 auf. Zum Beispiel weist der erste Rahmen 53-1 eine links-rechtssymmetrische Form um eine Mittelachse CL in der Z-Achsenrichtung auf.
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Der Basisbereich 54 ist beispielsweise ein stabartiger Abschnitt, der sich in der horizontalen Richtung gerade erstreckt und eine rechteckige Querschnittsform aufweist. Zum Beispiel weist der Basisbereich 54 an seinen beiden Enden Tragbereiche auf, die Kugeln T tragen. Die untere Fläche des Basisbereichs 54 ist beispielsweise eine flache Fläche. Konkret trägt der Basisbereich 54 die erste Kugel T1 auf der oberen Fläche eines Endes und die zweite Kugel T2 auf der oberen Fläche des anderen Endes.
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Der aufrechte Bereich 55 erstreckt sich von dem Basisbereich 54 in der Z-Achsenrichtung nach oben. Wie in 7 dargestellt weist der aufrechte Bereich 55 die Form eines gleichschenkligen Dreiecks auf, in dem schräge Seiten 55a und 55a um die Mittelachse CL links-rechts-symmetrisch sind.
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Wie in 8 dargestellt weist jede schräge Seite 55a geneigte Flächen 55a' auf. Jede geneigte Fläche 55a' ist eine flache Fläche, die von der Prüflehre 50 für eine dreidimensionale Messvorrichtung nach oben weist. In einem Fall, in dem die geneigte Fläche 55a' auf diese Weise als flache Fläche ausgebildet ist, besteht der Vorteil, dass die Sonde 25 der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 selbst dann mit geringerer Wahrscheinlichkeit beschädigt wird, wenn sich die Sonde 25 aus irgendeinem Grund mit Schwung in der Z-Achsenrichtung in Richtung der Prüflehre 50 nach unten bewegt und auf die geneigte Fläche 55a' trifft. In einem Beispiel ist eine Distanz d50 von der Kugel T1 zu dem unteren Ende der schrägen Seite 55a des aufrechten Bereichs 55 länger als 10%, genauer gesagt länger als 15%, der Distanz zwischen den Mitten der Kugel T1 und der Kugel T3.
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Zum Beispiel sind das erste Kopplungselement 56-1, das zweite Kopplungselement 56-2 und das dritte Kopplungselement 56-3 (auch als Kopplungselemente 56 bezeichnet) allesamt aus einem Metallmaterial gebildet und weisen identische Formen auf. Die Kopplungselemente 56 sind Elemente zur Kopplung des ersten Rahmens 53-1 und des zweiten Rahmens 53-2. Die Kopplungselemente 56 sind beispielsweise stabartige Elemente, die sich in der Y-Achsenrichtung gerade erstrecken. Die unteren Flächen der Kopplungselemente 56 sind zum Beispiel flache Flächen und die unteren Flächen der Kopplungselemente 56 können bündig mit den unteren Flächen der Basisbereiche 54 positioniert sein oder können oberhalb der unteren Flächen der Basisbereiche 54 positioniert sein.
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Das erste Kopplungselement 56-1 koppelt einen Abschnitt nahe einem Tragbereich für die erste Kugel T1 des ersten Rahmens 53-1 und einen Abschnitt nahe einem Tragbereich für die vierte Kugel T4 des zweiten Rahmens 53-2. Das zweite Kopplungselement 56-2 koppelt einen Abschnitt nahe einem Tragbereich für die zweite Kugel T2 des ersten Rahmens 53-1 und einen Abschnitt nahe einem Tragbereich für die fünfte Kugel T5 des zweiten Rahmens 53-2. Das dritte Kopplungselement 56-3 koppelt einen Abschnitt nahe einem Tragbereich für die dritte Kugel T3 des ersten Rahmens 53-1 und einen Abschnitt nahe einem Tragbereich für die sechste Kugel T6 des zweiten Rahmens 53-2. Gemäß einer solchen Konfiguration sind das Paar der Rahmen 53-1 und 53-2 durch die drei Kopplungselemente 56 an Abschnitten nahe den Tragbereichen gekoppelt, welche die Kugeln T tragen, und somit kann das Rahmenelement 51 die Kugeln T mit hoher Positionsgenauigkeit tragen. Es sei angemerkt, dass sich bei einer Konfiguration, bei der zum Beispiel zwei Kugeln jeweils an den Enden des länglichen Elements getragen werden, der Ausdruck „Abschnitt nahe einem Tragbereich“ nicht auf einen Mittelbereich, sondern auf einen Abschnitt nahe einem Ende des Elements in der Längsrichtung bezieht. Konkret umfasst beispielsweise ein „Abschnitt nahe dem Tragbereich“ zudem einen Bereich, der von einem Kugeltragbereich um eine Länge entfernt ist, die gleich 20% der Distanz zwischen Kugeln ist.
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(Beziehung zwischen der Form der Prüflehre 50 und dem Raum, in dem sich die Sonde 25 bewegt)
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9 und 10 sind Figuren zur Erläuterung einer Beziehung zwischen der Form der Prüflehre 50 und einem Raum, in dem sich die Sondeneinheit 20 bewegt (einfache Prüfung). Analog dazu sind 11 und 12 Figuren zur Erläuterung einer Beziehung zwischen der Form der Prüflehre 50 und einem Raum, in dem sich die Sonde 25 bewegt (ausführliche Prüfung).
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Die Prüflehre 50, die in einer Form wie der oben erwähnten ausgebildet ist, bildet wie in 9 und 10 dargestellt einen ersten Raum SP1 in einem Bereich oberhalb der Kugeln T (in den Figuren ist lediglich ein Raum oberhalb der Kugeln T1 und T4 abgebildet).
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Der erste Raum SP1 ist ein Raum, um es der Sondeneinheit 20 zu ermöglichen, sich den Kugeln T in einem Zustand zu nähern, in dem die Sonde 25 veranlasst wird, eine Position einzunehmen, in der sie in die Richtung des Höhenwinkels von 0° zeigt, und kein Element des Rahmenelements 51 in dem ersten Raum SP1 vorhanden ist. Ein solcher erster Raum SP1, der oberhalb der Kugeln T ausgebildet ist, ermöglicht es der dreidimensionalen Messvorrichtung 1, die einfache Prüfung mit der Prüflehre 50 durchzuführen.
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Hinsichtlich Einzelheiten der Form des ersten Raums SP1 weist der erste Raum SP1 zum Beispiel eine X-Achsenlänge (siehe 9) auf, die länger ist als die äußere Form der Sondeneinheit 20 in der X-Achsenrichtung.
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Der erste Raum SP1 ist ausgebildet, um eine Y-Achsenlänge (siehe 10) aufzuweisen, die länger ist als eine Distanz von der ersten Kugel T1 zu der vierten Kugel T4 (in einem Beispiel die Distanz zwischen den am weitesten entfernten Punkten der ersten Kugel T1 und der vierten Kugel T4). Der erste Raum SP1, der in einem Bereich von der ersten Kugel T1 zu der vierten Kugel T4 auf diese Weise ausgebildet ist, ermöglicht es der Sondeneinheit 20, sich in dem ersten Raum SP1 in der Y-Achsenrichtung zu bewegen und eine Messung der vierten Kugel T4 zum Beispiel direkt nach Durchführen einer Messung der ersten Kugel T1 durchzuführen.
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Es sei angemerkt, dass obwohl der erste Raum SP1, welcher der ersten Kugel T1 und der vierten Kugel T4 entspricht, als Beispiel beschrieben wird, erste Räume SP1, die analog zu dem oben beschriebenen sind, ebenso in einem Bereich von der zweiten Kugel T2 zu der fünften Kugel T5 und einem Bereich von der dritten Kugel T3 zu der sechsten Kugel T6 ausgebildet sind.
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Als nächstes bildet wie in 11 und 12 dargestellt die Prüflehre 50 einen zweiten Raum SP2 in einem Bereich oberhalb der Kugeln T (in den Figuren ist lediglich ein Raum oberhalb der Kugeln T1 und T4 dargestellt).
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Beispielsweise ist der zweite Raum SP2 ein Raum, der es der Sondeneinheit 20 ermöglicht, sich den Kugeln T und dergleichen von oben und von einer seitlichen Seite in einem Zustand zu nähern, in dem die Sonde 25 veranlasst wird, eine Position einzunehmen, in der sie in die Richtung des Höhenwinkels von 45° oder 90° zeigt. In dem zweiten Raum SP2 sind keine Elemente des Rahmenelements 51 vorhanden.
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Wie in 11 dargestellt ist der zweite Raum SP2 in einer solchen Form ausgebildet, dass sich die Sondeneinheit 20 der Kugel T1 von der Innenraumseite des dreieckigen Prismas 100 nähern kann. Konkret ist in diesem Beispiel der aufrechte Bereich 55 des ersten Rahmens 53-1 derart ausgebildet, dass die Breite in X-Achsenrichtung des aufrechten Bereichs 55 geringfügig kleiner ist als die Breite des Dreiecks 100a des dreieckigen Prismas 100. Dementsprechend ist der zweite Raum SP2 nicht nur in dem Bereich direkt oberhalb der Kugel T1, sondern auch in einem Bereich innerhalb des dreieckigen Prismas 100 ausgebildet. Folglich ist es möglich, es der Sondeneinheit 20 zu ermöglichen, sich von der Innenraumseite des dreieckigen Prismas 100 in der X-Achsenrichtung relativ zu der Kugel T1 zu bewegen, um dadurch die Spitze der Sonde 25 zu veranlassen, die Kugel T1 zu kontaktieren.
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Genauer gesagt weist der zweite Raum SP2 zum Beispiel eine X-Achsenlänge (eine Länge „d1“ zwischen der Kugel T1 und einer Seitenebene des dreieckigen Prismas 100 des zweiten Raums SP2) auf, die länger ist als die äußere Form der Sondeneinheit 20 in der X-Achsenrichtung. Der wie oben konfigurierte zweite Raum SP2 ermöglicht es der Sondeneinheit 20, sich in der X-Achsenrichtung von der Innenraumseite des dreieckigen Prismas 100 in Richtung der Kugel T1 zu bewegen.
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Der zweite Raum SP2 ist analog zu dem ersten Raum SP1 ausgebildet, um eine Y-Achsenlänge (siehe 12) aufzuweisen, die länger ist als eine Distanz von der ersten Kugel T1 zu der vierten Kugel T4. Der zweite Raum SP2, der in einem Bereich von der ersten Kugel T1 zu der vierten Kugel T4 auf diese Weise ausgebildet ist, ermöglicht es der Sondeneinheit 20, sich in dem zweiten Raum SP2 in der Y-Achsenrichtung zu bewegen und eine Messung der vierten Kugel T4 zum Beispiel direkt nach Durchführen einer Messung der ersten Kugel T1 in einem Zustand durchzuführen, in dem sich die Sonde 25 in dem Höhenwinkel von 45° oder 90° befindet.
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Obwohl der zweite Raum SP2 für die erste Kugel T1 und die vierte Kugel T4 als Beispiel beschrieben wird, sind zweite Räume SP2 analog zu dem oben beschriebenen ebenso in einem Bereich von der zweiten Kugel T2 zu der fünften Kugel T5 und einem Bereich von der dritten Kugel T3 zu der sechsten Kugel T6 ausgebildet.
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(Prüfverfahren für eine dreidimensionale Messvorrichtung 1)
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13 ist ein Flussdiagramm eines Prüfverfahrens für eine dreidimensionale Messvorrichtung 1 unter Verwendung der Prüflehre 50. Nachstehend wird ein Beispiel eines Prüfvorgangs der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 erläutert.
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Zunächst platziert in Schritt S1 ein Bediener, der die dreidimensionale Messvorrichtung 1 prüft, die Prüflehre 50 an einer vorbestimmten Position auf dem Tisch 2. Konkret platziert der Bediener die Prüflehre 50 an der vorbestimmten Position auf dem Tisch 2 und bezieht sich dabei auf ein auf dem Tisch 2 ausgebildetes Positionsangabeteil als Bezugspunkt. Zum Beispiel wird die Prüflehre 50 auf dem Tisch 2 der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 in einer solchen Richtung angeordnet, dass die Erstreckungsrichtung der Kopplungselemente 56 der Prüflehre 50 mit der Y-Achsenrichtung in dem Koordinatensystem der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 übereinstimmt.
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Grundsätzlich kann die Prüflehre 50 an jedweder Position auf dem Tisch 2 platziert werden. Da die Messung beispielsweise in dem zweiten Prüfmodus in einem Zustand erfolgt, in dem die Richtung der Sonde 25 zu unterschiedlichen Positionen geändert wurde, wird die Prüflehre 50 vorzugsweise in der Mitte des Koordinatensystems der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 platziert. In einigen Fällen könnte ein Nutzer ein Erzeugnis in einem Endbereich des Messraums der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 platzieren, wenn die Messung durchgeführt wird. In einem solchen Fall kann der Nutzer die Prüflehre 50 an einer Position platzieren, an der sie normalerweise ein Erzeugnis zur Prüfung platziert.
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In Schritt S2 gibt der Bediener zum Beispiel vermittels einer auf dem Anzeigebereich der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 angezeigten Nutzeroberfläche eine Anweisung bezüglich dessen, welcher Typ von Prüfvorgang zu implementieren ist, in die dreidimensionale Messvorrichtung 1 ein. Der Bediener wählt zum Beispiel die einfache Prüfung, die eine Prüfung in dem ersten Prüfmodus ist, oder die ausführliche Prüfung aus, die eine Prüfung in dem zweiten Prüfmodus ist.
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In Schritt S3 veranlasst der Betriebssteuerbereich 331 der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 basierend auf einer Auswahl für den Prüfmodus durch den Bediener die dreidimensionale Messvorrichtung 1, entweder den Prüfvorgang im ersten Modus oder den Prüfvorgang im zweiten Modus durchzuführen. Die dreidimensionale Messvorrichtung 1 misst die zu messenden Distanzen, welche die Distanzen zwischen den Kugeln T1 bis T6 der Prüflehre 50 sind, indem sie die Spitze der Sonde 25 veranlasst, die sechs Kugeln T1 bis T6 der Prüflehre 50 zu kontaktieren. Konkret misst zum Beispiel in einem Fall, in dem eine Anweisung zur Auswahl des ersten Prüfmodus empfangen wird, die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die zu messenden Distanzen, welche die Distanzen zwischen der Vielzahl von Kugeln T sind, indem sie die Sonde 25 veranlasst, die Kugeln T zu kontaktieren, während sich die Sonde 25 in einer vorbestimmten Position befindet (in der Z-Achsenrichtung nach unten zeigend).
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In Schritt S4 bestimmt der Messdatenverarbeitungsbereich 332 der dreidimensionalen Messvorrichtung 1, ob die gemessenen zu messenden Distanzen innerhalb des vorbestimmten zweckmäßigen Bereichs liegen oder nicht, und bestimmt, ob eine Anomalie der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 vorliegt oder nicht. In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass eine Anomalie vorliegt, veranlasst der Anzeigeverarbeitungsbereich 333 den Anzeigebereich, der nicht dargestellt ist, diesbezügliche Informationen anzuzeigen. Außerdem kann in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass eine Anomalie vorliegt, der Betriebssteuerbereich 331 den Prüfmodus automatisch von dem ersten Prüfmodus in den zweiten Prüfmodus umschalten und die dreidimensionale Messvorrichtung 1 veranlassen, einen Vorgang der ausführlichen Prüfung durchzuführen.
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Obwohl die Messung der sechs Kugeln T1 bis T6 in dem zweiten Prüfmodus (ausführliche Prüfung) in jedweder Reihenfolge erfolgen kann, kann zum Beispiel der Betriebssteuerbereich 331 die Sonde 25 derart bewegen, dass die Messung in der Reihenfolge der ersten Kugel T1, der vierten Kugel T4, der zweiten Kugel T2, der fünften Kugel T5, der dritten Kugel T3 und der sechsten Kugel T6 an einer bestimmten Sondenposition erfolgt. Danach kann die dreidimensionale Messvorrichtung 1 die Messung aller Kugeln T1 bis T6 kontinuierlich in derselben Reihenfolge wie oben beschrieben an einer anderen Sondenposition durchführen. In einem Fall, in dem die Kugeln T1 bis T6 kontinuierlich gemessen werden, kann ein Einfluss von Positionierungsfehlern der Sonde 25 reduziert werden.
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Außerdem kann bezüglich der Position der Sonde 25 zum Beispiel in einem Fall, in dem die Messung einer Kugel T in einem Zustand erfolgt, in dem die Sonde 25 veranlasst wird, eine Position mit dem Höhenwinkel von 45° und dem Azimut von 90° (z.B. die positive Richtung entlang der X-Achse in 4) einzunehmen, die Messung der Kugel T ebenso an einer Position mit dem Höhenwinkel von 45° und dem Azimut von -90° (z.B. die negative Richtung entlang der X-Achse in 4) entsprechend den Winkeln von 45° und dem Azimut von 90° durchgeführt werden.
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(Vorteilhafte Wirkungen)
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Obwohl herkömmliche Lehren nicht sowohl für die einfache Prüfung, die eine tägliche Prüfung ist, als auch für die ausführliche Prüfung der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 verwendet werden können, kann die Prüflehre 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sowohl für die einfache Prüfung als auch für die ausführliche Prüfung für die dreidimensionale Messvorrichtung 1 verwendet werden. Außerdem ermöglicht es die Prüflehre 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Sonde 25, sich den Kugeln T von der Innenraumseite des dreieckigen Prismas zu nähern. Dementsprechend kann zum Beispiel eine Messung der Kugeln T auf derselben Ebene in dem Raum der dreidimensionalen Messvorrichtung (zum Beispiel der Kugeln T1 und T4) mit der Sonde 25 an unterschiedlichen Positionen erfolgen; daher kann eine hohe Bewegungsfehlerschätzungsgenauigkeit erzielt werden. Dementsprechend kann die Prüfgenauigkeit der dreidimensionalen Messvorrichtung unter Verwendung der Prüflehre (insbesondere Prüfungen, die Bewegungsfehler als Indikator verwenden) verbessert werden.
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Gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform trägt der erste Rahmen 53-1 die drei Kugeln T1 bis T3. Es ist denkbar, dass die Kugeln T nicht nur durch den ersten Rahmen 53-1, sondern auch durch die Kopplungselemente 56 getragen werden. Es sei angemerkt, dass gemäß einer Konfiguration wie der in der vorliegenden Ausführungsform die Kugeln T mit hoher Positionsgenauigkeit getragen werden können, ohne durch montagebedingte Maßfehler des ersten Rahmens 53-1 und der Kopplungselemente 56 beeinflusst zu werden. Analoge vorteilhafte Wirkungen können ebenso mit dem zweiten Rahmen 53-2 erzielt werden. Des Weiteren treten montagebedingte Maßfehler einer Vielzahl von Elementen in einem Fall nicht auf, in dem der erste Rahmen 53-1 und der zweite Rahmen 53-2 aus einem einzelnen Element gebildet sind, und somit wird die Positionsgenauigkeit der Kugeln T weiter verbessert.
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Obwohl die vorliegenden Erfindungen bisher unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform erläutert wurden, ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung durch den in der oben beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Umfang nicht beschränkt, sondern es sind verschiedene Modifikationen und Änderungen innerhalb des Umfangs des Kerninhalts der vorliegenden Erfindung möglich. Zum Beispiel ist das Rahmenelement nicht auf die in den Zeichnungen der oben genannten Ausführungsform dargestellte konkrete Form beschränkt. Das Rahmenelement ist nicht auf eine Rahmenkonfiguration beschränkt, sondern kann jedwede Tragstruktur sein.
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Anstelle einer Konfiguration wie der oben erwähnten mit den Basisbereichen 54 und den aufrechten Bereichen 55, die Formen eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen, können die Rahmen 53-1 und 53-2 des Rahmenelements 51 derart konfiguriert sein, dass sie die Basisbereiche 54 und stabartige Elemente aufweisen, die sich aus den Basisbereichen 54 vertikal nach oben erstrecken. Beispielsweise können sich die stabartigen Elemente von den Basisbereichen 54 senkrecht nach oben erstrecken.
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Obwohl die dreidimensionale Messvorrichtung 1, die den Tisch 2 aufweist, in der oben beschriebenen Ausführungsform als Beispiel beschrieben ist, kann die Prüflehre 50 für eine dreidimensionale Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung in einer dreidimensionalen Messvorrichtung ohne Tisch 2 verwendet werden, in der ein Erzeugnis auf einer vorbestimmten Montagefläche wie etwa dem Boden platziert wird. Eine Prüflehre für die dreidimensionale Messvorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl der zu messenden Ziele aufweisen, die an jedem Eckpunkt eines dreieckigen Prismas angeordnet sind, wobei eine der Seitenflächen der Bodenfläche des Rahmenelements zugewandt ist. Diese Konfiguration ermöglicht eine Prüfung einer dreidimensionalen Messvorrichtung mit größerer Genauigkeit als herkömmliche Lehren vom dreieckigen Pyramidentyp. In einer Ausführungsform dieser Konfiguration ist es bevorzugt, dass ein Raum, in dem sich die Sondeneinheit 20 bewegen kann, zwischen einem bestimmten Ziel (z.B. Kugel T2) auf einer Bodenfläche des dreieckigen Prismas und einem entsprechenden Ziel (z.B. Kugel T5) auf der anderen Bodenfläche ausgebildet ist. Dasselbe gilt für die Räume zwischen Kugeln T1 und T4 und zwischen Kugeln T3 und T6.
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14 ist eine Figur zur Darstellung eines modifizierten Beispiels einer Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung. Wie in 14 dargestellt kann das Rahmenelement 51 drei Tragteile 58 aufweisen, welche die Prüflehre 50 für eine dreidimensionale Messvorrichtung für die dreidimensionale Messvorrichtung tragen, wenn die Prüflehre 50 auf dem Tisch der dreidimensionalen Messvorrichtung 1 platziert ist. Das Tragteil 58 kann jedwede Form mit einem Spitzenende haben, das einen Punktkontakt mit der Oberfläche des Tischs herstellt. Die Tragteile 58 können auf der unteren Fläche des Basisbereichs 54 bereitgestellt sein. Beispielsweise können zwei Tragteile 58 auf einem Basisabschnitt 54 bereitgestellt sein und ein Tragteil 58 ist auf dem anderen Basisbereich 54 bereitgestellt. Die drei Tragteile 58 können an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks positioniert sein.
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Hinsichtlich Änderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung kann eine Vorrichtung zum Beispiel ganz oder teilweise in einer funktionell oder physisch verteilten/integrierten Weise in beliebigen Einheiten konfiguriert sein. Außerdem sind neue Ausführungsformen, die durch beliebige Kombinationen einer Vielzahl von Ausführungsformen entstehen, ebenso in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten. Vorteilhafte Wirkungen der durch die Kombinationen entstandenen neuen Ausführungsformen weisen Kombinationen von vorteilhaften Wirkungen der ursprünglichen Ausführungsformen auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dreidimensionale Messvorrichtung
- 2
- Tisch
- 10
- Bewegungsmechanismus
- 11
- Säule
- 12
- Träger
- 13
- Balken
- 14
- Y-Achsenrichtungs-Antriebsbereich
- 15
- Schlitten
- 20
- Sondeneinheit
- 23
- Z-Achsen-Spindel
- 24
- Positionsänderungsmechanismus
- 25
- Sonde
- 30
- Steuereinheit
- 31
- Schnittstellenbereich
- 32
- Speicherbereich
- 33
- Steuerbereich
- 41
- Tragelement
- 41a
- Schaftbereich
- 50
- Prüflehre für eine dreidimensionale Messvorrichtung
- 51
- Rahmenelement
- 53-1
- Erster Rahmen
- 53-2
- Zweiter Rahmen
- 54
- Basisbereich
- 55
- Aufrechter Bereich
- 55a
- Schräge Seite
- 55a'
- Geneigte Fläche
- 56
- Kopplungselement
- 100
- Dreieckiges Prisma
- 100a
- Dreieck
- 100b
- Dreieck
- 331
- Betriebssteuerbereich
- 332
- Messdatenverarbeitungsbereich
- 333
- Anzeigeverarbeitungsbereich
- SP1
- Erster Raum
- SP2
- Zweiter Raum
- T
- Kugel
