DE102023107307A1

DE102023107307A1 - Innendurchmesser-messeinheit, schwimmgelenkmechanismuseinheit und messeinheit

Info

Publication number: DE102023107307A1
Application number: DE102023107307.9A
Authority: DE
Inventors: Masashi YAMAJI
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2022-03-24
Filing date: 2023-03-23
Publication date: 2023-09-28
Also published as: JP2023142302A; CN116804542A; US20230304784A1

Abstract

Bereitgestellt werden eine Innendurchmesser-Messeinheit, die zu einer automatischen Innendurchmessermessung in der Lage ist, und ein Steuer- bzw. Regelverfahren für eine automatische Innendurchmessermessung. Ein Innendurchmessermessteil ist durch einen Stützrahmenteil über ein Schwimmgelenkteil gestützt. Der Schwimmgelenkteil enthält einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der eine Rotation des Innendurchmessermessteils in Bezug auf den Stützrahmenteil ermöglicht, und einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der eine Translationsverschiebung des Innendurchmessermessteils in Bezug auf den Stützrahmenteil ermöglicht. Ein Messkopfteil des Innendurchmessermessteils wird durch einen Roboterarmteil in ein Loch eingeführt. Das Innendurchmessermessteil stellt seine Position und Stellung autonom durch die Reaktionskraft ein, wenn ein Kontaktpunkt gegen die Innenwand des Lochs drückt, um die Achse des Innendurchmessermessteils mit der Achse des Lochs auszurichten. Eine elektrische Innendurchmesser-Messeinheit (eine elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung und der Roboterarmteil) kann den Innendurchmesser eines Lochs automatisch messen.

Description

AUFNAHME DURCH BEZUGNAHME
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der JP-Patentanmeldung Nr. 2022-049141 , eingereicht am 24. März 2022 (DAS-Code BE25), deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innendurchmesser-Messeinheit, ein Schwimmgelenkmechanismusteil und eine Messeinheit.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Messvorrichtungen zum Messen des Innendurchmessers von Löchern sind Innendurchmesser-Messvorrichtungen, wie etwa Lochtests bzw. -tester, Zylindermesslehren und Borematic (eingetragenes Warenzeichen) (siehe beispielsweise Patentliteratur 1: JP 2010-19783 A ). Bei der Verwendung einer solchen Innendurchmesser-Messvorrichtung ist jedoch zwangsläufig eine manuelle Messung erforderlich, da deren Kontaktpunkt vor- und zurückbewegt werden muss oder eine gewisse Zentrierung durchgeführt wird, während die Innendurchmesser-Messvorrichtung in ein Loch eingeführt wird. Daher erfordert es viel Arbeitskraft und Zeit, die Bearbeitungsgenauigkeit eines Lochs mit einer solchen Innendurchmesser-Messvorrichtung zu überprüfen.
Als Alternative zur manuellen Messung ist ein Luftmikrometer eine Innendurchmesser-Messvorrichtung, die die Innendurchmessermessung an Produktionsstandorten automatisiert (siehe beispielsweise Patentliteratur 2: JP H8-14871 ). Das Luftmikrometer, das einfach in ein Loch eingeführt wird und Luft ausbläst, ist unter den aktuellen Möglichkeiten eine geeignete Messvorrichtung zum Automatisieren von Innendurchmessermessungen.

Patentliteratur 1: JP 2010-19783 A
Patentliteratur 2: JP H8-14871

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Luftmikrometer haben jedoch auch die folgenden Nachteile.
Zunächst sind Luftmikrometer aufgrund ihrer Struktur sehr teuer. Außerdem muss ein Luftkompressor vorbereitet und gewartet werden. In Bezug auf die Messfähigkeit ist die Wiederholbarkeit von Luftmikrometern aufgrund ihrer Struktur begrenzt, und ihr Messbereich ist extrem kurz (einige hundert Mikrometer).
Ein häufiges Problem bei der manuellen Messung unter Verwendung manueller Messvorrichtungen war die Forderung, die Messung so kostengünstig wie möglich zu automatisieren.
Es besteht ein Bedarf an einer Messeinheit, die kostengünstig und einfach zu verwenden ist und die Messung automatisieren kann, sowie an einem Steuer- bzw. Regelverfahren für die automatische Messung.
Beispielsweise besteht Bedarf an einer Innendurchmesser-Messeinheit, die kostengünstig und einfach zu verwenden ist und automatisch Lochdurchmesser messen kann, sowie an einem Steuer- bzw. Regelverfahren zur automatischen Innendurchmessermessung.
Eine Innendurchmesser-Messeinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält:

einen Innendurchmesser-Messteil, der einen Kontaktpunkt enthält, der konfiguriert ist,
sich in einer Richtung senkrecht zu einer Zylinderachse eines Zylindergehäuseteils vorwärts und rückwärts zu bewegen, wobei der Innendurchmesser-Messteil konfiguriert ist, den Kontaktpunkt in Kontakt mit einer Innenwand eines zu messenden Lochs zu bringen, um einen Innendurchmesser des Lochs zu messen, während der Innendurchmesser-Messteil in das Loch eingeführt wird;
einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Innendurchmesser-Messteil zu stützen bzw. zu tragen; und
einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Innendurchmesser-Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Innendurchmesser-Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen,
wobei
der Schwimmgelenkteil enthält:
- einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Rotation des Innendurchmesser-Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen; und
- einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Translationsverschiebung des Innendurchmesser-Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen,
der Rotationsermöglichungsmechanismusteil einen flexiblen Körper enthält, der konfiguriert ist, eine Verformung in einer Richtung zu ermöglichen, in der der Innendurchmesser-Messteil geneigt ist,
der Translationsermöglichungsmechanismusteil einen Translationskörper enthält, der konfiguriert ist, eine Translation des Innendurchmesser-Messteils in einer Richtung zu ermöglichen, die die Zylinderachse des Zylindergehäuseteils schneidet,
ein Ende des flexiblen Körpers mit dem Innendurchmesser-Messteil gekoppelt ist,
das andere Ende des flexiblen Körpers mit dem Translationskörper gekoppelt ist, und der Translationskörper derart gestützt bzw. getragen ist, dass er in Bezug auf den Stützrahmenteil verschiebbar ist.

In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
der Stütz- bzw. Trägerrahmenteil einen Stütz- bzw. Trägerbasisteil enthält,
der Stützbasisteil ein erstes Einführloch enthält, durch das der Innendurchmesser-Messteil eingeführt wird,
der Translationskörper ein zweites Einführloch enthält, durch das der Innendurchmesser-Messteil eingeführt wird,
der Innendurchmesser-Messteil gestützt bzw. getragen wird, während er in das erste Einführloch und das zweite Einführloch eingeführt wird, und
der Schwimmgelenkteil ein Lager enthält, das um das erste Einführloch und das zweite Einführloch herum zwischen dem Translationskörper und dem Stützbasisteil bereitgestellt ist, um eine Translation des Translationskörpers in Bezug auf den Stützbasisteil zu ermöglichen.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
das erste Einführloch einen größeren Durchmesser als ein Durchmesser des zweiten Einführlochs aufweist,
der Durchmesser des ersten Einführlochs eine Größe aufweist, die die Translation des Innendurchmesser-Messteils ermöglicht, und
der Durchmesser des zweiten Einführlochs eine Größe aufweist, die die Neigung des Innendurchmesser-Messteils ermöglicht.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der flexible Körper ein elastischer Körper ist, der bereitgestellt ist, um den Innendurchmesser-Messteil zwischen dem Innendurchmesser-Messteil und dem Translationskörper zu umgeben.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der elastische Körper eine Feder ist, die bereitgestellt ist, um den Innendurchmesser-Messteil zu umgeben.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
der Translationskörper über dem Stützbasisteil angeordnet ist,
der flexible Körper ein unteres Ende aufweist, das mit dem Translationskörper als das andere Ende gekoppelt ist, und
der flexible Körper ein oberes Ende aufweist, das mit dem Innendurchmesser-Messteil als dem einen Ende gekoppelt ist.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass eine Position, an der das eine Ende des flexiblen Körpers mit dem Innendurchmesser-Messteil gekoppelt ist, einem Schwerpunkt des Innendurchmesser-Messteils entspricht.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Innendurchmesser-Messeinheit ferner eine elektrische Antriebseinheit enthält, die konfiguriert ist, den Kontaktpunkt vorwärts und rückwärts zu bewegen.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Innendurchmesser-Messeinheit ferner ein Begrenzungsmittel zum Festlemmen des Innendurchmesser-Messteils aus einer Richtung enthält, die die Zylinderachse schneidet, wobei
das Begrenzungsmittel konfiguriert ist, den Innendurchmesser-Messteil festzuklemmen und zu halten, wenn der Innendurchmesser-Messteil nicht in das zu messende Loch eingeführt ist, und den Innendurchmesser-Messteil freizugeben, wenn der Innendurchmesser-Messteil in das zu messende Loch eingeführt ist.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Innendurchmesser-Messteil durch den Stützrahmenteil über den Schwimmgelenkteil gestützt bzw. getragen ist, wenn die Zylinderachse in einer vertikalen Richtung als einer Referenzposition ausgerichtet ist.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Stützrahmenteil den Innendurchmesser-Messteil mit einem Bewegungsmittel zum Bewegen des Innendurchmesser-Messteils koppelt.
Ein Schwimmgelenkmechanismusteil gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Schwimmgelenkmechanismusteil, der zwischen einem zu stützenden bzw. tragenden Objekt und einem Stütz- bzw. Trägerrahmenteil angeordnet ist, der konfiguriert ist, das zu stützende Objekt zu stützen bzw. zu tragen, wobei der Schwimmgelenkmechanismusteil konfiguriert ist, eine relative Translation und Rotation des zu stützenden Objekts in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Schwimmgelenkmechanismusteil enthält:

einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, die Rotation des zu stützenden Objekts in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen; und
einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Translationsverschiebung des zu stützenden Objekts in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei
der Rotationsermöglichungsmechanismusteil einen flexiblen Körper enthält, der konfiguriert ist, eine Verformung in einer Richtung zu ermöglichen, in der das zu stützende Objekt geneigt ist,
der Translationsermöglichungsmechanismusteil einen Translationskörper enthält, der konfiguriert ist, eine Translation des zu stützenden Objekts zu ermöglichen,
ein Ende des flexiblen Körpers mit dem zu stützenden Objekt gekoppelt ist,
das andere Ende des flexiblen Körpers mit dem Translationskörper gekoppelt ist, und der Translationskörper derart gestützt bzw. getragen ist, dass er in Bezug auf den Stützrahmenteil verschiebbar ist.

Eine Messeinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält:

einen Messteil, der konfiguriert ist, einen Kontaktpunkt mit einem zu messenden Objekt in Kontakt zu bringen, um eine Abmessung des zu messenden Objekts zu messen;
ein Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Messteil zu stützen bzw. zu tragen; und
einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Messteils in Bezug auf das Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei
der Schwimmgelenkteil enthält:
- einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, die Rotation des Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen; und
- einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Translationsverschiebung des Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen,
der Rotationsermöglichungsmechanismusteil einen flexiblen Körper enthält, der konfiguriert ist, eine Verformung in einer Richtung zu ermöglichen, in der der Messteil geneigt ist,
der Translationsermöglichungsmechanismusteil einen Translationskörper enthält, der konfiguriert ist, eine Translation des Messteils zu ermöglichen,
ein Ende des flexiblen Körpers mit dem Messteil gekoppelt ist,
das andere Ende des flexiblen Körpers mit dem Translationskörper gekoppelt ist, und der Translationskörper derart gestützt bzw. getragen ist, dass er in Bezug auf den Stützrahmenteil verschiebbar ist.

Eine Innendurchmesser-Messeinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält:

einen Innendurchmesser-Messteil, der einen Kontaktpunkt enthält, der konfiguriert ist,
sich in einer Richtung senkrecht zu einer Zylinderachse eines Zylindergehäuseteils vorwärts und rückwärts zu bewegen, wobei der Innendurchmesser-Messteil konfiguriert ist, den Kontaktpunkt in Kontakt mit einer Innenwand eines zu messenden Lochs zu bringen, um einen Innendurchmesser des Lochs zu messen, während der Innendurchmesser-Messteil in das Loch eingeführt wird;
einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Innendurchmesser-Messteil zu stützen bzw. zu tragen; und
einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Innendurchmesser-Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Innendurchmesser-Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei
der Schwimmgelenkteil enthält:
- einen Kopplungsblock, der fest mit dem Innendurchmesser-Messteil gekoppelt ist und konfiguriert ist, integral bzw. einstückig mit dem Innendurchmesser-Messteil verschoben und gedreht zu werden;
- einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Rotation des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen; und einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Translationsverschiebung des Kopplungsblocks in einer Richtung parallel zu einer Ebene senkrecht zu der Zylinderachse in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen,
wobei der Rotationsermöglichungsmechanismusteil eine Kugel enthält, die zwischen dem Kopplungsblock und dem Stützrahmenteil angeordnet ist, und
der Translationsermöglichungsmechanismusteil enthält:
- eine Führungswelle, die an einem des Kopplungsblocks oder des Stützrahmenteils bereitgestellt ist und sich in der Richtung parallel zu der Ebene erstreckt, die senkrecht zu der Zylinderachse ist; und
- ein Führungsloch, das in dem anderen des Kopplungsblocks und des Stützrahmenteils bereitgestellt ist, um die Führungswelle aufzunehmen und der Führungswelle zu ermöglichen, in der Richtung parallel zu der Ebene senkrecht zu der Zylinderachse zu gleiten.

In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
die Führungswelle eine von zwei Führungswellen ist, und
die beiden Führungswellen in zueinander orthogonalen Richtungen in der Ebene senkrecht zu der Zylinderachse bereitgestellt sind.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
der Stützrahmenteil einen Stütz- bzw. Trägerringteil enthält, der den Kopplungsblock in der Ebene senkrecht zu der Zylinderachse umgibt,
der Stützringteil mit den beiden Führungswellen versehen ist, und der Kopplungsblock ein Führungsloch enthält, das konfiguriert ist, die beiden Führungswellen aufzunehmen und eine Translation und Rotation des Kopplungsblocks zu ermöglichen.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
der Kopplungsblock oberhalb eines oberen Endes des Innendurchmesser-Messteils angeordnet ist, und
der Innendurchmesser-Messteil durch den Stützrahmenteil gestützt bzw. getragen ist, während er an dem Stützrahmenteil über den Schwimmgelenkteil aufgehängt ist.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass eine Position, an der sich die beiden Führungswellen schneiden, auf einer Verlängerung der Zylinderachse des Innendurchmesser-Messteils befindet.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Innendurchmesser-Messeinheit ferner eine elektrische Antriebseinheit enthält, die konfiguriert ist, den Kontaktpunkt vorwärts und rückwärts zu bewegen.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
die Innendurchmesser-Messeinheit ferner ein Begrenzungsmittel zum Festklemmen des Innendurchmesser-Messteils oder des Kopplungsblocks enthält, um den Innendurchmesser-Messteil zu halten, wobei
das Begrenzungsmittel konfiguriert ist, den Innendurchmesser-Messteil zu halten, wenn der Innendurchmesser-Messteil nicht in ein zu messendes Loch eingeführt ist, und den Innendurchmesser-Messteil freizugeben, wenn der Innendurchmesser-Messteil in das zu messende Loch eingeführt ist.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Innendurchmesser-Messteil durch den Stützrahmenteil über den Schwimmgelenkteil gestützt bzw. getragen ist, wenn die Zylinderachse in einer vertikalen Richtung als eine Referenzposition ausgerichtet ist.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Stützrahmenteil den Innendurchmesser-Messteil mit einem Bewegungsmittel zum Bewegen des Innendurchmesser-Messteils koppelt.
Ein Schwimmgelenkmechanismusteil gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Schwimmgelenkmechanismusteil, der zwischen einem zu stützenden bzw. tragenden Objekt und einem Stütz- bzw. Trägerrahmenteil angeordnet ist, der konfiguriert ist, das zu stützende bzw. tragende Objekt zu stützen bzw. zu tragen, wobei der Schwimmgelenkmechanismusteil konfiguriert ist, eine relative Translation und Rotation des zu stützenden bzw. tragenden Objekts in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Schwimmgelenkmechanismusteil enthält:

einen Kopplungsblock, der fest mit dem zu stützenden Objekt gekoppelt ist und konfiguriert ist, integral bzw. einstückig mit dem zu stützenden Objekt verschoben und gedreht zu werden;
einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Rotation des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen; und
einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Translationsverschiebung des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen,
wobei der Rotationsermöglichungsmechanismusteil eine Kugel enthält, die zwischen dem Kopplungsblock und dem Stützrahmenteil angeordnet ist, und
der Translationsermöglichungsmechanismusteil enthält:
- eine Führungswelle, die an einem des Kopplungsblocks oder des Stützrahmenteils bereitgestellt ist und sich in einer Führungstranslationsrichtung erstreckt; und
- ein Führungsloch, das in dem anderen des Kopplungsblocks und des Stützrahmenteils bereitgestellt ist, um die Führungswelle aufzunehmen und der Führungswelle zu ermöglichen, zu gleiten.

einen Messteil, der konfiguriert ist, einen Kontaktpunkt mit einem zu messenden Objekt in Kontakt zu bringen, um eine Abmessung des zu messenden Objekts zu messen;
einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Messteil zu stützen bzw. zu tragen; und
einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei
der Schwimmgelenkteil enthält:
- einen Kopplungsblock, der fest mit dem Messteil gekoppelt ist und konfiguriert ist, integral bzw. einstückig mit dem Messteil verschoben und gedreht zu werden;
- einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Rotation des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen; und
- einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Translationsverschiebung des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen,
wobei der Rotationsermöglichungsmechanismusteil eine Kugel enthält, die zwischen dem Kopplungsblock und dem Stützrahmenteil angeordnet ist, und
der Translationsermöglichungsmechanismusteil enthält:
- eine Führungswelle, die an einem des Kopplungsblocks oder des Stützrahmenteils bereitgestellt ist und sich in einer Führungstranslationsrichtung erstreckt; und
- ein Führungsloch, das in dem anderen des Kopplungsblocks und des Stützrahmenteils bereitgestellt ist, um die Führungswelle aufzunehmen und der Führungswelle zu ermöglichen, zu gleiten.

einen Innendurchmesser-Messteil, der einen Kontaktpunkt enthält, der konfiguriert ist, sich in einer Richtung senkrecht zu einer Zylinderachse eines Zylindergehäuseteils vorwärts und rückwärts zu bewegen, wobei der Innendurchmesser-Messteil konfiguriert ist, den Kontaktpunkt in Kontakt mit einer Innenwand eines zu messenden Lochs zu bringen, um einen Innendurchmesser des Lochs zu messen, während der Innendurchmesser-Messteil in das Loch eingeführt wird;
einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Innendurchmesser-Messteil zu stützen bzw. zu tragen; und
einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Innendurchmesser-Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Innendurchmesser-Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei
der Schwimmgelenkteil enthält:
- einen ersten Schwimmkopplungskörper, der fest mit dem Innendurchmesser-Messteil gekoppelt ist und konfiguriert ist, integral bzw. einstückig mit dem Innendurchmesser-Messteil verschoben und gedreht zu werden;
- einen zweiten Schwimmkopplungskörper, der konfiguriert ist, den ersten Schwimmkopplungskörper zu stützen bzw. zu tragen, um eine Translation und Rotation des ersten Schwimmkopplungskörpers zu ermöglichen; und
- einen dritten Schwimmkopplungskörper, der konfiguriert ist, den zweiten Schwimmkopplungskörper zu stützen bzw. zu tragen, um eine Translation und Rotation des zweiten Schwimmkopplungskörpers zu ermöglichen, und
wobei der dritte Schwimmkopplungskörper fest an dem Stützrahmenteil angebracht ist.

In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
der zweite Schwimmkopplungskörper den ersten Schwimmkopplungskörper über eine erste Kopplungswelle stützt bzw. trägt, die sich in einer ersten Richtung parallel zu einer Ebene senkrecht zu der Zylinderachse erstreckt, wobei die erste Kopplungswelle konfiguriert ist, eine axiale Vorwärts- und Rückwärtsbewegung und eine axiale Rotation zu ermöglichen, und der dritte Schwimmkopplungskörper den zweiten Schwimmkopplungskörper über eine zweite Kopplungswelle stützt bzw. trägt, die sich in einer Richtung senkrecht zu der ersten Richtung in der Ebene senkrecht zu der Zylinderachse erstreckt, wobei die zweite Kopplungswelle konfiguriert ist, eine axiale Vorwärts- und Rückwärtsbewegung und eine axiale Rotation zu ermöglichen.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
der erste Schwimmkopplungskörper ringförmig oder zylinderförmig ist und bereitgestellt ist, den Innendurchmesser-Messteil in der Richtung senkrecht zu der Zylinderachse zu umgeben, und
der zweite Schwimmkopplungskörper ringförmig oder zylinderförmig ist und bereitgestellt ist, den ersten Schwimmkopplungskörper in der Richtung senkrecht zu der Zylinderachse zu umgeben.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass eine Position, an der sich eine erste virtuelle gerade Linie, die eine virtuelle Verlängerung der ersten Kopplungswelle ist, und eine zweite virtuelle gerade Linie, die eine virtuelle Verlängerung der zweiten Kopplungswelle ist, schneiden, im Wesentlichen mit einem Schwerpunkt des Innendurchmessermessteils ausgerichtet ist.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Innendurchmesser-Messeinheit ferner eine elektrische Antriebseinheit enthält, die konfiguriert ist, den Kontaktpunkt vorwärts und rückwärts zu bewegen.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
die Innendurchmesser-Messeinheit ferner ein Begrenzungsmittel zum Festklemmen des Innendurchmesser-Messteils aus einer Richtung enthält, die die Zylinderachse schneidet, wobei

das Begrenzungsmittel konfiguriert ist, den Innendurchmesser-Messteil festzuklemmen und zu halten, wenn der Innendurchmesser-Messteil nicht in ein zu messendes Loch eingeführt ist, und den Innendurchmesser-Messteil freizugeben, wenn der Innendurchmesser-Messteil in das zu messende Loch eingeführt ist.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Innendurchmesser-Messteil durch den Stützrahmenteil über den Schwimmgelenkteil gestützt bzw. getragen ist, wenn die Zylinderachse in einer vertikalen Richtung als eine Referenzposition ausgerichtet ist.
Ein Schwimmgelenkmechanismusteil gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Schwimmgelenkmechanismusteil, der zwischen einem zu stützenden bzw. tragenden Objekt und einem Stütz- bzw. Trägerrahmenteil angeordnet ist, der konfiguriert ist, das zu stützende Objekt zu stützen bzw. zu tragen, wobei der Schwimmgelenkmechanismustei konfiguriert ist, eine relative Translation und Rotation des zu stützenden Objekts in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Schwimmgelenkmechanismusteil enthält:

einen ersten Schwimmkopplungskörper, der fest mit dem zu stützenden Objektgekoppelt ist und konfiguriert ist, integral bzw. einstückig mit dem zu stützenden Objekt verschoben und gedreht zu werden;
einen zweiten Schwimmkopplungskörper, der konfiguriert ist, den ersten Schwimmkopplungskörper zu stützen bzw. zu tragen, um eine Translation und Rotation des ersten Schwimmkopplungskörpers zu ermöglichen; und
einen dritten Schwimmkopplungskörper, der konfiguriert ist, den zweiten Schwimmkopplungskörper zu stützen bzw. zu tragen, um eine Translation und Rotation des zweiten Schwimmkopplungskörpers zu ermöglichen, wobei wobei der dritte Schwimmkopplungskörper fest an dem Stützrahmenteil angebracht ist.

einen Messteil, der konfiguriert ist, einen Kontaktpunkt mit einem zu messenden Objekt in Kontakt zu bringen, um eine Abmessung des zu messenden Objekts zu messen;
einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Messteil zu stützen bzw. zu tragen; und
einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei
der Schwimmgelenkteil enthält:
- einen ersten Schwimmkopplungskörper, der fest mit dem Messteil gekoppelt ist und konfiguriert ist, integral bzw. einstückig mit dem Messteil verschoben und gedreht zu werden;
- einen zweiten Schwimmkopplungskörper, der konfiguriert ist, den ersten Schwimmkopplungskörper zu stützen bzw. zu tragen, um eine Translation und Rotation des ersten Schwimmkopplungskörpers zu ermöglichen; und
- einen dritten Schwimmkopplungskörper, der konfiguriert ist, den zweiten Schwimmkopplungskörper zu stützen bzw. zu tragen, um eine Translation und Rotation des zweiten Schwimmkopplungskörpers zu ermöglichen, und
wobei der dritte Schwimmkopplungskörper fest an dem Stützrahmenteil angebracht ist.

Steuer- bzw. Regelverfahren einer automatischen Innendurchmesser-Messvorrichtung, wobei die automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung enthält: einen Innendurchmesser-Messteil, der einen Kontaktpunkt, der konfiguriert ist, sich in einer Richtung senkrecht zu einer Zylinderachse eines Zylindergehäuseteils vorwärts und rückwärts zu bewegen, eine elektrische Antriebseinheit, die konfiguriert ist, den Kontaktpunkt vorwärts und rückwärts zu bewegen, und einen Verschiebungserfassungsteil enthält, der konfiguriert ist, eine Verschiebung des Kontaktpunktes zu erfassen; ein Bewegungsmittel zum relativen Bewegen des Innendurchmesser-Messteils in Bezug auf ein zu messendes Objekt, um den Innendurchmesser-Messteil in ein zu messenden Loch einzuführen und aus diesem herauszuziehen; und eine Steuer- bzw. Regeleinheit, die konfiguriert ist, einen Betrieb des Innendurchmesser-Messteils und des Bewegungsmittels zu steuern bzw. zu regeln, wobei das Steuer- bzw. Regelverfahren beinhaltet:

einen Locheinführschritt des Einführens, durch das Bewegungsmittels, des Innendurchmesser-Messteils in das zu messende Loch;
einen Messschritt des Inkontaktbringens des Kontaktpunkts mit einer Innenwand des Lochs, um einen Innendurchmesser des Lochs zu messen; und
einen Lochherausziehschritt des Herausziehens des Innendurchmesser-Messteils aus dem Loch durch das Bewegungsmittels.

In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass

die automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung ferner enthält:
- einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Innendurchmesser-Messteil zu stützen bzw. zu tragen und den Innendurchmesser-Messteil mit dem Bewegungsmittel zu koppeln; und
- einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Innendurchmesser-Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Innendurchmesser-Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Locheinführschritt ein temporäres Stoppen des Antriebs des Bewegungsmittels beinhaltet, nachdem der Innendurchmesser-Messteil durch das Bewegungsmittel in das zu messende Loch eingeführt wurde, und
- der Messschritt einen autonomen Einstellschritt des autonomen Einstellens, durch den Innendurchmesser-Messteil, einer Position und Stellung des Innendurchmesser-Messteils selbst beinhaltet, um die Zylinderachse des Zylindergehäuseteils mit einer Achse des zu messenden Lochs auszurichten, während der Innendurchmesser-Messteil in Bezug auf den Stützrahmenteil durch eine Reaktionskraft relativ verschoben wird, die von der Innenwand des zu messenden Lochs auf den Innendurchmesser-Messteil ausgeübt wird, wenn die elektrische Antriebseinheit den Kontaktpunkt nach vorne bewegt und den Kontaktpunkt mit der Innenwand des zu messenden Lochs in Kontakt bringt.

In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
die automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung ferner ein ferner ein Begrenzungsmittel zum Festlemmen des Innendurchmesser-Messteils aus einer Richtung enthält, die die Zylinderachse schneidet,
das Begrenzungsmittel konfiguriert ist, zwischen einem Haltezustand und einem Freigabezustand des Innendurchmesser-Messteils durch Durchführen eines Halteschritts des Festklemmens und Begrenzens des Innendurchmesser-Messteils und eines Freigabeschritts des Freigebens der Begrenzung des Innendurchmesser-Messteils umzuschalten,
das Begrenzungsmittel den Haltezustand des Innendurchmesser-Messteils während des Locheinführschritts und des Lochherausziehschritts beibehält, und der Messschritt ein Durchführen, durch das Begrenzungsmittel, des Freigabeschritts vor dem autonomen Einstellschritt beinhaltet, um die Begrenzung des Innendurchmesser-Messteils aufzuheben.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
die Steuer- bzw. Regeleinheit eine Antriebssteuer- bzw. -regeleinheit enthält, die konfiguriert ist, die elektrische Antriebseinheit zu steuern bzw. zu regeln,
der Messschritt beinhaltet:
einen ersten Vorwärtsbewegungsschritt des Bewegens, durch die Antriebssteuer- bzw. -regeleinheit, des Kontaktpunkts nach vorn, bis der Kontaktpunkt in ersten Kontakt mit der Innenwand des zu messenden Lochs gebracht wird;
einen Rückwärtsbewegungsschritt des Bewegens, durch die Antriebssteuer- bzw. - regeleinheit, des Kontaktpunkts nach hinten leicht in einer entgegengesetzten Richtung nach dem ersten Vorwärtsbewegungsschritt; und
einen zweiten Vorwärtsbewegungsschritt des Bewegens, durch die Antriebssteuer- bzw. -regeleinheit, des Kontaktpunkts wieder nach vorne nach dem Rückwärtsbewegungsschritt, um den autonomen Einstellschritt durchzuführen.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Freigabeschritt vor dem ersten Vorwärtsbewegungsschritt durchgeführt wird.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Freigabeschritt nach dem ersten Vorwärtsbewegungsschritt durchgeführt wird.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
ein Konstantdruckmechanismus, der konfiguriert ist, eine Obergrenze der Reaktionskraft zu regulieren, die auf den Kontaktpunkt von der Innenwand des zu messenden Lochs ausgeübt wird, in einem Kraftübertragungsweg von der elektrischen Antriebssteuer- bzw. -regeleinheit zu dem Kontaktpunkt bereitgestellt ist, und
die Antriebssteuer- bzw. -regeleinheit den zweiten Vorwärtsbewegungsschritt beendet, wenn der Konstantdruckmechanismus aktiviert ist.
In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
die automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung ferner einen Kollisionserfassungsteil enthält, der konfiguriert ist, zu erfassen, dass der Innendurchmesser-Messteil mit einem Objekt kollidiert ist, und
der Locheinführschritt gestoppt wird, wenn der Kollisionserfassungsteil eine Kollision erfasst.
Steuer- bzw. Regelverfahren für eine automatische Messvorrichtung, wobei die automatische Messvorrichtung enthält:

einen Messteil, der einen Kontaktpunkt, der dahingehend bereitgestellt ist, sich in Bezug auf ein festes bzw. feststehendes Element vorwärts und rückwärts zu bewegen,
eine elektrische Antriebseinheit, die konfiguriert ist, den Kontaktpunkt vorwärts und rückwärts zu bewegen, und einen Verschiebungserfassungsteil enthält, der konfiguriert ist, eine Verschiebung des Kontaktpunktes zu erfassen;
ein Bewegungsmittel zum relativen Bewegen des Messteils in Bezug auf ein zu messendes Objekt, um den Messteil näher an das zu messende Objekt oder in Kontakt mit diesem zu bringen; und
eine Steuer- bzw. Regeleinheit, die konfiguriert ist, einen Betrieb des Messteils und
des Bewegungsmittels zu steuern bzw. zu regeln, wobei das Steuer- bzw. Regelverfahren beinhaltet:
einen Annäherungsschritt des Näherbringens, durch das Bewegungsmittel, des Messteils an das zu messende Objekt;
einen Messschritt des Inkontaktbringens des Kontaktpunkts mit dem zu messenden Objekt, um eine Abmessung des zu messenden Objekts zu messen; und einen Lochherausziehschritt des Herausziehens, durch das Bewegungsmittel, des Messteils aus dem zu messenden Objekt.

In einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass
die automatische Messeinrichtung ferner enthält:
einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Messteil zu stützen bzw. zu tragen und den Messteil mit dem Bewegungsmittel zu koppeln; und einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen,
der Annäherungsschritt ein temporäres Anhalten des Antriebs des Bewegungsmittels beinhaltet, nachdem der Messteil durch das Bewegungsmittel näher an das zu messende Objekt oder in Kontakt mit diesem gebracht wird, und der Messschritt einen autonomen Einstellschritt des autonomen Einstellens, durch den Messteil, einer Position und Stellung des Messteils selbst beinhaltet, während der Messteil in Bezug auf den Stützrahmenteil durch eine Reaktionskraft relativ verschoben wird, die von dem zu messenden Objekt auf den Messteil ausgeübt wird, wenn die elektrische Antriebseinheit den Kontaktpunkt nach vorne bewegt und den Kontaktpunkt mit dem zu messenden Objekt in Kontakt bringt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Außenansicht einer gesamten automatischen Innendurchmesser-Messvorrichtung;
2 ist eine perspektivische Außenansicht einer elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit bei Betrachtung von einer leicht vorderen Seite aus;
3 ist eine perspektivische Außenansicht der Seite der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit bei Betrachtung von einer leicht hinteren Seite aus;
4 ist eine Vorderansicht der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit;
5 ist eine Querschnittsansicht zum Zeigen der Innenstruktur einer elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung;
6 ist eine Explosionsansicht eines Schwimmgelenkteils gemäß einer ersten exemplarischen Ausführungsform;
7 ist eine Querschnittsansicht des Schwimmgelenkteils gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform;
8 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Funktion des Schwimmgelenkteils zum Einstellen der Position und Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform;
9 ist eine Ansicht zum Erläutern der Funktion des Schwimmgelenkteils zum Einstellen der Position und Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform;
10 ist eine Ansicht zum Erläutern der Funktion des Schwimmgelenkteils zum Einstellen der Position und Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform;
11 ist eine Ansicht zum Erläutern der Funktion des Schwimmgelenkteils zum Einstellen der Position und Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform;
12 ist eine Ansicht zum Erläutern der Funktion des Schwimmgelenkteils zum Einstellen der Position und Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform;
13 ist eine Explosionsansicht eines Kollisionserfassungsteils;
14 ist eine perspektivische Ansicht des Kollisionserfassungsteils bei Betrachtung von einer leicht hinteren Seite aus;
15 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Steuer- bzw. Regeleinheit;
16 ist ein Flussdiagramm des Gesamtbetriebs der automatischen Innendurchmessermessung;
17 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur eines Locheinführschritts (ST100) zeigt;
18 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur eines Messschritts (ST200) zeigt;
19 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur eines Lochherausziehschritts (ST300) zeigt;
20 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur eines Messschritts gemäß einer zweiten exemplarischen Ausführungsform zeigt;
21 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur eines Messschritts gemäß einer dritten exemplarischen Ausführungsform zeigt;
22 ist eine Vorderansicht einer elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit gemäß einer vierten exemplarischen Ausführungsform;
23 ist eine Draufsicht (Aufsicht) eines Schwimmgelenkteils gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform;
24 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXIV-XXIV in 23;
25 ist eine perspektivische Ansicht, wenn ein Kopplungsblock gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform in Bezug auf einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil (Stütz- bzw. Trägerbasisteil) gedreht und verschoben ist;
26 ist eine Querschnittsansicht, wenn der Kopplungsblock gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform in Bezug auf den Stützrahmenteil (Stützbasisteil) gedreht und verschoben ist;
27 ist eine Draufsicht (Aufsicht), wenn der Kopplungsblock gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform horizontal verschoben ist;
28 ist eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit gemäß einer fünften exemplarischen Ausführungsform;
29 ist eine Draufsicht (Aufsicht) der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit gemäß der fünften exemplarischen Ausführungsform;
30 ist eine Ansicht, wenn eine erste Schwimmkopplungsschale gemäß der fünften exemplarischen Ausführungsform um eine X-Achse gedreht ist;
31 ist eine Ansicht, wenn die erste Schwimmkopplungsschale gemäß der fünften exemplarischen Ausführungsform in einer horizontalen Ebene verschoben ist;
32 ist eine äußere Seitenansicht gemäß einer sechsten exemplarischen Ausführungsform; und
33 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Schwimmgelenkteils gemäß der sechsten exemplarischen Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Bezugszeichen dargestellt und beschrieben, die den Elementen in den Zeichnungen zugeordnet sind.
(Erste exemplarische Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine erste exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die vorliegende exemplarische Ausführungsform beschreibt eine automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung 100, die die Messung des Innendurchmessers (Lochdurchmesser) eines zu messenden Lochs automatisiert.
(Automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung)
1 ist eine Außenansicht der gesamten automatischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 100.
Die automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung 100 enthält einen Messvorrichtungshauptkörper 110 und eine Steuer- bzw. Regeleinheit 140, die den Gesamtbetrieb steuert bzw. regelt.
(Messvorrichtungshauptkörper 110)
Der Messvorrichtungshauptkörper 110 enthält eine elektrische Innendurchmesser-Messeinheit 120, die den Lochdurchmesser eines zu messenden Objekts misst, und einen mehrgelenkigen Roboterarmteil (Roboterarmteil) 130 als ein Bewegungsmittel zum Bewegen der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 120.
(Elektrische Innendurchmesser-Messeinheit120)
Die elektrische Innendurchmesser-Messeinheit 120 ist an einem Handteil 131, der die Spitze des Roboterarmteils 130 ist, angebracht und durch diesen gehalten. Die elektrische Innendurchmesser-Messeinheit 120 wird in ein Loch eingeführt, das ein zu messendes Objekt ist um den Innendurchmesser zu messen. Außerdem weist die elektrische Innendurchmesser-Messeinheit 120 eine Funktion zum autonomen Einstellen ihrer eigenen Position und Stellung auf, um ein Loch, das ein zu messendes Objekt ist, akkurat zu messen.
Die Konfiguration der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit 120 wird beschrieben.
2 ist eine perspektivische Außenansicht der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit 120 bei Betrachtung von einer leicht vorderen Seite aus.
3 ist eine perspektivische Außenansicht der Seite der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit 120 bei Betrachtung von einer leicht hinteren Seite aus.
4 ist eine Vorderansicht der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit 120.
Die elektrische Innendurchmesser-Messeinheit 120 enthält eine elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung (zu stützendes bzw. tragendes Objekt) 200, einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil 300, einen Schwimmgelenkteil (Schwimmgelenkmechanismusteil) 400, ein Begrenzungsmittel 500, einen Kollisionserfassungsteil 600 und einen Kraftsensorteil 132.
(Elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200)
Die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ist eine elektrische Version des Stangenvorschubs einer bestehenden manuellen Innendurchmesser-Messvorrichtung (z. B. Lochtest).
5 ist eine Querschnittsansicht zum Zeigen der Innenstruktur der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200.
Die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 enthält einen Zylindergehäuseteil (festes bzw. fixiertes Element) 210, eine Stange 230, einen Fingerhutteil 240, einen Kontaktpunkt (bewegliches Element) 250, einen Verschiebungserfassungsteil 260, einen Außengehäuseteil 270, eine Anzeigeeinheit 273 und eine elektrische Antriebseinheit 280.
Der Zylindergehäuseteil 210 ist ein Gehäuse mit einer insgesamt zylindrischen Form.
Die Stange 230 bewegt sich innerhalb des Zylindergehäuseteils 210 axial vorwärts und rückwärts.
Der Zylindergehäuseteil 210 enthält einen oberen Zylindergehäuseteil 211, der einen oberen Teil bildet, einen mittleren Zylindergehäuseteil 213, der einen mittleren Teil bildet, einen unteren Zylindergehäuseteil 214, der einen unteren Teil bildet, und einen Kopfzylinderteil 215 , der einen Messkopfteil bildet 220.
Der mittlere Zylindergehäuseteil 213 ist an dem unteren Ende des oberen Zylindergehäuseteils 211 angebracht, der untere Zylindergehäuseteil 214 ist an dem unteren Ende des mittleren Zylindergehäuseteils 213 angebracht und der Kopfzylinderteil 215 ist an dem unteren Ende des unteren Zylindergehäuseteils 214 angebracht.
Die Stange 230 ist insgesamt ein langer stabförmiger Körper. Die Stange 230 enthält eine obere Stange 231 und eine untere Stange 233. Die obere Stange 231 ist eine Spindel und weist eine Zuführschnecke (Außengewinde) 232 an der Außenfläche ihres Basisendes (obere Endseite) auf. Der obere Zylindergehäuseteil 211 weist ein Innengewinde 212 auf und die Zuführschnecke 232 ist mit dem Innengewinde 212 verschraubt.
Der Fingerhutteil 240 ist an dem Basisende (obere Endseite) der oberen Stange 231 bereitgestellt.
Der Fingerhutteil 240 enthält eine Fingerhuthülse 241, eine Ratschenhülse 242 und eine Schraubenfeder 243.
Die Fingerhuthülse 241 ist außen an dem Basisende der oberen Stange 231 (Stange 230) durch eine verjüngte Oberflächenpassung angebracht und an dem Basisende der oberen Stange 231 (Stange 230) gehalten bzw. angehaftet.
Die Ratschenhülse 242 ist ein zylindrischer Körper, der über der Fingerhuthülse 241 bereitgestellt ist, und die Schraubenfeder 243 ist zwischen der Fingerhuthülse 241 und der Ratschenhülse 242 angeordnet. Eine Druckschraube ist auf die Basisendfläche der oberen Stange 231 geschraubt, und die Ratschenhülse 242 wird durch den Kopfflansch der Druckschraube gedrückt bzw. geschoben. Zu diesem Zeitpunkt ist die Schraubenfeder 243 zwischen der Ratschenhülse 242 und der Fingerhuthülse 241 eingeschlossen.
Zwischen der Ratschenhülse 242 und der Fingerhuthülse 241 ist ein (nicht gezeigter) Ratschenmechanismus bereitgestellt. Dabei ist die Rotationsrichtung der Ratschenhülse 242, der Fingerhuthülse 241 oder der Stange 230 in der Richtung des Vorschubs der Stange 230 nach unten (in der Richtung des Vorstehens des Kontaktpunkts 250) eine positive Rotationsrichtung. Im Gegensatz dazu ist die Rotationsrichtung der Ratschenhülse 242, der Fingerhuthülse 241 oder der Stange 230 in der Richtung des Vorschubs der Stange 230 nach oben (die Richtung, in der der Kontaktpunkt 250 nach hinten bewegt wird) eine negative Rotationsrichtung. Der Ratschenmechanismus erlaubt es der Ratschenhülse 242, gegen die Fingerhuthülse 241 in der positiven Rotationsrichtung im Leerlauf zu sein, und erlaubt es der Ratschenhülse 242 nicht, in der negativen Rotationsrichtung im Leerlauf zu sein.
Wenn die Ratschenhülse 242 einem (positiven) Rotationsbetrieb unterzogen wird, wird die Rotation der Ratschenhülse 242 auf die Stange 230 über die Schraubenfeder 243 und die Fingerhuthülse 241 übertragen.
Es gibt eine Obergrenze für die Kraft (Rotationskraft), die von der Ratschenhülse 242 auf die Stange 230 übertragen wird. Das heißt, wenn versucht wird, die Stange 230 mit einer Kraft zu drehen, die die Reibungskraft (statische Reibungskraft) übersteigt, die zwischen der Ratschenhülse 242, der Schraubenfeder (lastregulierender elastischer Körper) 243 und der Fingerhuthülse 241 wirkt, veranlasst der Ratschenmechanismus die Ratschenhülse 242, gegen die Fingerhuthülse 241 im Leerlauf zu sein. Der Fingerhutteil 240 bildet einen Konstantdruckmechanismus, der die Obergrenze der Kraft (Messkraft) reguliert, die zwischen einem zu messenden Objekt und dem Kontaktpunkt 250 wirkt. Umgekehrt wird eine vorbestimmte Kraft (Messkraft), die durch den Eindrückbetrag der Druckschraube definiert werden kann, zwischen dem zu messenden Objekt und dem Kontaktpunkt 250 erzeugt, und wenn der Kontaktpunkt 250 die vorbestimmte Kraft (Messkraft) auf das zu messende Objekt ausübt, wird die Reaktionskraft auf den Kontaktpunkt 250, d. h. die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200, ausgeübt.
Die untere Stange 233 ist innerhalb des Kopfzylinderteils 215 bereitgestellt.
Das obere Ende der unteren Stange 233 ist in Kontakt mit dem unteren Ende der oberen Stange 231. Das untere Ende der unteren Stange 233 ist konisch.
Der Kontaktpunkt 250 ist in dem Kopfzylinderteil 215 bereitgestellt, um sich vorwärts und rückwärts in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Stange 230 zu bewegen.
Drei Kontaktpunkte 250 sind in Abständen von 120° in dem Kopfzylinderteil 215 bereitgestellt. Jeder Kontaktpunkt 250 weist an seinem äußeren Ende eine dünne runde Schaftspitze 252 aus Karbid auf. Wenn sich jeder Kontaktpunkt 250 in der Vorsprungsrichtung nach vorne bewegt, wird die runde Schaftspitze 252 in Kontakt mit der Innenwand des zu messenden Objekts gebracht.
Die innere Endseite jedes Kontaktpunkts 250 ist mit einer verjüngten Fläche bzw. Oberfläche 251 ausgebildet, und die verjüngte Oberfläche 251 wird in Kontakt mit der konischen Oberfläche der unteren Stange 233 gebracht. Die konische Oberfläche der unteren Stange 233 und die verjüngte Oberfläche 251 jedes Kontaktpunkts 250 bilden ein Verschiebungsrichtung-Umwandlungsmittel zum Ändern der Kraft- und Verschiebungsrichtung zu einem rechten Winkel.
Innerhalb des Kopfzylinderteils 215 ist eine Feder 216 (beispielsweise eine Tellerfeder) entsprechend jedem Kontaktpunkt 250 bereitgestellt, wobei ein Ende der Tellerfeder 216 an der Innenwand des Kopfzylinderteils 215 befestigt ist und das andere Ende der Tellerfeder 216 an dem Kontaktpunkt 250 befestigt ist.
Jede Tellerfeder 216 spannt den entsprechenden Kontaktpunkt 250 in der Richtung vor, in der er in dem Kopfzylinderteil 215 aufgenommen wird. Wenn die Stange 230 durch eine externe Kraft nach oben gezogen wird, veranlasst die Kraft der Tellerfeder 216 den Kontaktpunkt 250, der Stange 230 zu folgen und sich in Richtung des Eintritts in den Kopfzylinderteil 215 zu bewegen.
Der Teil des Kopfzylinderteils 215 (der Spitzenendteil der Innendurchmesser-Messvorrichtung), wo der Kontaktpunkt 250 vorsteht und untergebracht ist, wird auch als Messkopfteil 220 bezeichnet.
Der Verschiebungserfassungsteil 260 ist innerhalb des mittleren Zylindergehäuseteils 213 bereitgestellt, um eine Verschiebung der oberen Stange 231 zu erfassen.
Der Verschiebungserfassungsteil 260 ist ein sogenannter Drehgeber bwz. -encoder, der einen Rotor 261, der bereitgestellt ist, um sich integral bzw. einstückig mit der oberen Stange 231 zu drehen, einen Stator 262, der die Rotation des Rotors 261 zählt, und eine Signalverarbeitungsberechnungseinheit (nicht gezeigt) enthält. Das Erfassungsverfahren des Verschiebungserfassungsteils 260 ist nicht besonders beschränkt, und Beispiele des Verschiebungserfassungsteils 260 umfassen einen photoelektrischen Encoder, einen kapazitiven Encoder, einen elektromagnetischen Induktionsencoder, einen magnetischen Encoder und dergleichen.
Der Außengehäuseteil 270 ist ein Außenzylinderteil, der die Außenseite des Zylindergehäuseteils 210 abdeckt. Der Außengehäuseteil 270 ist bereitgestellt, um die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 über der Mitte des unteren Zylindergehäuseteils 214 abzudecken. Der Außengehäuseteil 270 besteht aus zwei Teilen, einem Außengehäusekörperteil 271, der den mittleren Teil in sich aufnimmt, und einem Außengehäuseoberteil 272, der den oberen Teil in sich aufnimmt. Der Außengehäusekörperteil 271 ist ein zylindrischer Körper, der den gesamten mittleren Zylindergehäuseteil 213 entsprechend dem mittleren Teil der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 sowie die obere Endseite des unteren Zylindergehäuseteils 214 und die untere Endseite des oberen Zylindergehäuseteils 211 bedeckt.
Der Außengehäuseoberteil 272 ist ein zylindrischer Körper, der mit dem oberen Ende des Außengehäusekörperteil 271 verbunden ist und den oberen Zylindergehäuseteil 211 bedeckt, der den oberen Teil der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 bildet.
Die Anzeigeeinheit 273 enthält einen Anzeigeteil 274 und ist an den Seitenöffnungen des mittleren Zylindergehäuseteils 213 und des Außengehäusekörperteils 271 angebracht, um die Öffnungen zu schließen. Der Anzeigeteil 274 ist der digitale Anzeigeteil 274 (zum Beispiel ein Flüssigkristallanzeigefeld oder ein organisches EL-Anzeigefeld), das in den zentralen Bereich der Anzeigeeinheit 273 eingepasst ist. Der Anzeigeteil 274 zeigt Messwerte und andere Informationen an, die von der Signalverarbeitungsberechnungseinheit (nicht gezeigt) berechnet werden.
Die Anzeigeeinheit 273 ist mit einem Verbinder versehen, und von der (nicht gezeigten) Signalverarbeitungsberechnungseinheit berechnete Messwerte werden nach außen ausgegeben.
Die elektrische Antriebseinheit 280 ist eine Antriebseinheit, die die Ratschenhülse 242 des Fingerhutteils 240 dreht. Die elektrische Antriebseinheit 280 ist über dem Außengehäuseoberteil 272 angebracht. Die elektrische Antriebseinheit 280 ist zum Beispiel ein Motor und die Drehleistung des Motors wird über einen Kraftübertragungsmechanismus (ein Getriebezug, ein Kopplungsriemen, eine Kopplungswelle, ein Kopplungsglied oder dergleichen) auf die Ratschenhülse 242 übertragen.
Der Betrieb der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ist grundsätzlich derselbe wie der einer existierenden manuellen Innendurchmesser-Messvorrichtung, außer dass die Stange durch die elektrische Antriebseinheit 280 vorgeschoben bzw. zugeführt wird.
Wenn die Stange 230 durch elektrische Energie vorwärts und rückwärts bewegt wird, werden die Kontaktpunkte 250 von dem Kopfzylinderteil 215 vorgeschoben und darin aufgenommen, und zwar in Übereinstimmung mit der Bewegung der unteren Stange 233. Durch Erfassen der Verschiebung (Position) der Stange 230 wenn die drei Kontaktpunkte 250 in gleichmäßigem Kontakt mit der Innenwand eines zu messenden Lochs sind, wird der Innendurchmesser des zu messenden Lochs als ein Messwert erhalten.
(Stützrahmenteil 300)
Der Stütz- bzw. Trägerrahmenteil 300 ist in der Seitenansicht ein L-förmiges Element und enthält einen Stütz- bzw. Trägersäulenteil 310 und einen Stütz- bzw. Trägerbasisteil 320. Der Stützbasisteil 320 ist an dem unteren Ende des Stützsäulenteils 310 rechtwinklig in der vertikalen Richtung angebracht.
Der Stützsäulenteil 310 ist angrenzend bzw. benachbart und parallel zu der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200. Das Begrenzungsmittel 500 ist auf der Vorderflächenseiten des Stützsäulenteils 310 bereitgestellt, und das Begrenzungsmittel 500 schaltet zwischen Halten und Freigeben der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 um. Dieser Punkt wird später beschrieben.
Der Stützbasisteil 320 wird bereitgestellt, indem er von dem unteren Ende des Stützsäulenteils 310 zu der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 hin in einer L-Form gebogen wird.
Das Stützbasisteil 320 enthält ein erstes Einführloch 321, durch das der Kopfzylinderteil 215 der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 eingeführt wird. Die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 wird derart angebracht, dass der obere Teil via den Schwimmgelenkteil 400 über dem unteren Zylindergehäuseteil 214 auf dem Stützbasisteil 320 platziert wird, während der Kopfzylinderteil 215 das erste Einführloch 321 passiert hat.
(Schwimmgelenkteil 400
Der Schwimmgelenkteil 400 wird beschrieben.
6 ist eine Explosionsansicht des Schwimmgelenkteils 400.
7 ist eine Querschnittsansicht des Schwimmgelenkteils 400.
Der Schwimmgelenkteil 400 ist ein Gelenk (oder Kopplungsmechanismus), der eine Rotation der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in Bezug auf den Stützrahmenteil 300 ermöglicht und auch eine horizontale Translation der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in Bezug auf den Stützrahmenteil 300 ermöglicht. Selbst wenn es eine axiale Fehlausrichtung (Neigung und Verzerrung) zwischen der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und einem zu messenden Loch gibt, ermöglicht der Schwimmgelenkteil 400, der eine Rotation und Translation ermöglicht, der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200, ihre eigene Position und Stellung autonom einzustellen.
Der Schwimmgelenkteil 400 enthält einen Teil 410 eines Rotationsermöglichungsmechanismus und einen Translationsermöglichungsmechanismusteil 420.
Der Rotationsermöglichungsmechanismusteil 410 enthält einen ersten Federhalter 411, eine Feder (Schraubenfeder) 412 (flexibler Körper oder elastischer Körper) und einen zweiten Federhalter 413. Der erste Federhalter 411 und der zweite Federhalter 413 sind etwa ringförmig, wobei sich ein Flansch radial nach außen von dem Ring erstreckt.
Wie in der Querschnittsansicht in 7 gezeigt, ist der erste Federhalter 411 außen an die Außenfläche des unteren Zylindergehäuseteils 214 an der oberen Seite des unteren Zylindergehäuseteils 214 gepasst, und der erste Federhalter 411 ist dadurch fest an der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 befestigt. Dabei sind die untere Endfläche des Außengehäusekörperteils 271 und der erste Federhalter 411 kontinuierlich bzw. durchgehend integriert, und die Position, an der der erste Federhalter 411 an der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 angebracht ist, ist fix geregelt.
Als eine Ausführungsform kann der erste Federhalter 411 derart installiert werden, dass die Höhe (Position) des ersten Federhalters 411 der Höhe (Position) des Schwerpunkts der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 entspricht. Beispielsweise wird der erste Federhalter 411 derart installiert, dass die Höhe (Position) des ersten Federhalters 411 etwa gleich der Höhe (Position) des Schwerpunkts der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ist. Alternativ kann der erste Federhalter 411 derart installiert werden, dass die Höhe (Position) des ersten Federhalters 411 innerhalb von 20 %, 15 %, 10 % oder 5 % (der Länge der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung in vertikaler Richtung) über oder unter der Höhe (Position) des Schwerpunkts der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 liegt.
Das obere Ende der Schraubenfeder 412 ist durch den ersten Federhalter 411 aufgenommen, während die Schraubenfeder 412 den unteren Zylindergehäuseteil 214 (elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200) in sich aufnimmt. Das untere Ende der Schraubenfeder 412 ist durch den zweiten Federhalter 413 aufgenommen.
Als eine Ausführungsform können anstelle einer Schraubenfeder 412 eine Mehrzahl elastischer Körper oder Federn bereitgestellt sein, um die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 (in gleichen Winkelabständen) zu umgeben.
Obwohl es für die Feder besser ist, einen größeren Durchmesser aufzuweisen (damit der Abstand zwischen der Feder und der Mittelachse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung größer ist), um die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung zu stützen bzw. tragen, kann, wenn der Durchmesser der Feder zu groß ist (der Abstand zwischen der Feder und der Mittelachse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung zu groß ist), der Messdruck der Innendurchmesser-Messvorrichtung allein die Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung zum Abtasten bzw. Scannen des Lochs nicht autonom einstellen. Wenn der Durchmesser der Feder vergrößert werden soll (der Abstand zwischen der Feder und der Mittelachse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung soll vergrößert werden), sollte die Federkonstante (das Elastizitätsmodul) verringert werden. Wenn der Durchmesser der Feder verringert werden soll (der Abstand zwischen der Feder und der Mittelachse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung soll verringert werden), kann die Federkonstante (das Elastizitätsmodul) leicht erhöht werden. Obwohl die elastische Feder in der exemplarischen Ausführungsform beschrieben wird, kann das Glied, das den ersten Federhalter 411 und den zweiten Federhalter 413 koppelt, ein flexibles Glied ohne Elastizität anstelle der Schraubenfeder 412 sein, solange die Stellungseinstellung in der Rotationsrichtung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung ermöglicht werden kann.
Der zweite Federhalter 413 ist mit dem Translationsermöglichungsmechanismusteil 420 gekoppelt.
Wie in der Querschnittsansicht in 7 gezeigt, weist ein Ringloch 414 des zweiten Federhalters 413 eine geringe Länge (Höhe) in axialer Richtung auf, und der Durchmesser des Ringlochs 414 ist etwas größer als der Zylindergehäuseteil 210 (unterer Zylindergehäuseteil 214) der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200, und zwar in dem Maße, dass es die Neigung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ermöglicht. Das Ringloch 414 kann ein verjüngtes Loch 414 sein, wo das Ringloch zu der Ober- oder Unterseite hin im Durchmesser zunimmt.
Der Translationsermöglichungsmechanismusteil 420 enthält eine horizontale Platte (Translationskörper) 421 und eine Kugelrolle (Lager) 423.
Die horizontale Platte 421 ist eine Platte, die über dem Stützbasisteil 320 bereitgestellt ist. Die horizontale Platte 421 enthält ein zweites Einführloch 422, durch das die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 (unterer Zylindergehäuseteil 214) eingeführt wird. Der zweite Federhalter 413 wird von oben in das zweite Einführloch 422 eingepasst. Das heißt, der Rotationsermöglichungsmechanismusteil 410 befindet sich auf der horizontalen Platte 421 und die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ist durch den Rotationsermöglichungsmechanismusteil 410 gestützt bzw. getragen. Mit anderen Worten ist die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 an bzw. auf der horizontalen Platte 421 mit dazwischen angeordneten Rotationsermöglichungsmechanismusteil 410 gestützt bzw. getragen.
Die Kugelrolle 423 ist an bzw. auf der oberen Fläche des Stützbasisteils 320 bereitgestellt. Dabei sind vier Kugelrollen 423 in 90-Grad-Intervallen um das erste Einführloch 321 und das zweite Einführloch 422 herum installiert, und die horizontale Platte 421 ist an bzw. auf den Kugelrollen 423 platziert.
Die an den Kugelrollen 423 platzierte horizontale Platte 421 kann sich mit sehr geringer Kraft, fast reibungsfrei, horizontal bewegen. Um die Schraubenfeder 412 (elastischer Körper) als den Rotationsermöglichungsmechanismus 410 zu verformen, erfordert dies andererseits eine Kraft, um der elastischen Kraft zu widerstehen. Daher hat bei der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform, wenn eine Kraft (Rotations- oder Translationskraft) auf die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 wirkt, der Translationsermöglichungsmechanismusteil 420 relativ Priorität bei der Verschiebung.
Der Vorgang des Einstellens der Position und Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch die Wirkung des Schwimmgelenkteils 400 wird mit Bezüge auf 8 bis 12 beschrieben.
Beispielsweise zeigt 8 einen Fall, bei dem angenommen wird, dass ein zu messendes Loch mit einer Abweichung vom Designwert bearbeitet wurde und dass das Loch, das vertikal hätte gebohrt werden sollen, eine Neigung aufweist und geringfügig von der Position des Designwerts nach rechts in der Zeichnung abweicht. Die elektrische Innendurchmesser-Messeinheit 120 wird durch den Roboterarmteil 130 zu dem Loch bewegt, und der Messkopfteil 220 wird in das Loch eingeführt. Selbst wenn die Antriebssteuerung bzw. -regelung des Roboterarmteils 130 akkurat ist, gibt es eine Abweichung in Position und Winkel zwischen der Achse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und der Achse des zu messenden Lochs, weil das zu messende Loch von dem Designwert abweicht.
Um nun den Innendurchmesser eines zu messenden Lochs akkurat zu messen, müssen alle drei Kontaktpunkte 250 in gleichmäßigen Kontakt mit der Innenwand des zu messenden Lochs gebracht werden.
Zunächst treibt die elektrische Antriebseinheit 280 die Stange 230 an, um die Stange 230 nach unten zu bewegen. Dann steht die Spitze (Kegel) der unteren Stange 233 über die Kontaktpunkte 250 vor, und einer der drei Kontaktpunkte 250, der näher an der Innenwand des zu messenden Lochs ist, wird in Kontakt mit der Innenwand des zu messenden Lochs gebracht.
Da die untere Stange 233 weiterhin über die Kontaktpunkte 250 vorsteht, wird eine Reaktionskraft von der Innenwand des Lochs auf die Kontaktpunkte 250 ausgeübt. Diese Reaktionskraft bewirkt, dass die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird. Die Reaktionskraft drückt in die Nähe des unteren Endes der unteren Stange 233 von den Kontaktpunkten 250 aus, aber die Verschiebung der horizontalen Platte 421 erfolgt zuerst vor der Verformung der Schraubenfeder 412 des Rotationsermöglichungsmechanismusteils 410. Wie in 9 und 10 gezeigt, absorbiert somit die Verschiebung der horizontalen Platte 421 zuerst die axiale Fehlausrichtung zwischen der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und dem zu messenden Loch.
Das erste Einführungsloch 321 des Stützbasisteils 320 weist einen Durchmesser auf, der groß genug ist, um eine horizontale Bewegung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 zu ermöglichen.
Zu dem Zeitpunkt von 9 (10) ist die Achsneigung noch nicht zwischen der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und dem zu messenden Loch ausgerichtet. Wenn die untere Stange 233 weiterhin über die Kontaktpunkte 250 aus dem in 9 (10) gezeigten Zustand vorsteht, werden die Spitzen (Rundschäfte) der Kontaktpunkte 250 in Kontakt mit der Innenwand des Lochs gebracht, und zu diesem Zeitpunkt (aufgrund der Länge der drei Rundschäfte) weist die Reaktionskraft, die auf die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 von der Innenwand des zu messenden Lochs ausgeübt wird, ein Drehmoment auf. Zu diesem Zeitpunkt verformt die Reaktionskraft von der Innenwand des Lochs die Schraubenfeder 412 des Rotationsermöglichungsmechanismusteils 410, wie in 11 und 12 gezeigt, und die Neigung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 wird eingestellt, um die Achse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 mit der Achse des zu messenden Lochs auszurichten. Das Ringloch 414 des zweiten Federhalters 413 ermöglicht die Neigung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200.
Wenn schließlich die drei Kontaktpunkte 250 mit dem vorbestimmten Messdruck gegen die Innenwand des zu messenden Lochs drücken, ermöglicht der Schwimmgelenkteil 400 (der Rotationsermöglichungsmechanismusteil 410 und der Translationsermöglichungsmechanismusteil 420) der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200, ihre eigene Position und Stellung autonom einzustellen, um den Innendurchmesser des zu messenden Lochs akkurat zu messen. Mit anderen Worten, sobald der Roboterarmteil 130 in der Lage ist, den Messkopfteil 220 der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in das zu messende Loch einzuführen, kann der Innendurchmesser des Lochs durch automatische Stellungseinstellung akkurat gemessen werden, und zwar ohne die Notwendigkeit einer manuellen sensorischen Einstellung oder einer erweiterten Regelung bzw. Rückkopplungsregelung.
(Begrenzungsmittel 500)
Das Begrenzungsmittel 500 ist an dem Stützrahmenteil 300 (Stützsäulenteil 310) bereitgestellt, um die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 zu halten und zu stützen bzw. zu tragen. Das Begrenzungsmittel 500 enthält zwei Klemmstücke 510, die die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 aus einer Richtung senkrecht zu der Achse festklemmen, wie z. B. 2 und 3 gezeigt. Dabei klemmen die Klemmstücke 510 den äußeren Gehäusekörperteil 271 von beiden Seiten fest. Die Klemmstücke 510 sind beweglich, und das Begrenzungsmittel 500 kann zwischen einem Haltezustand der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und einem Freigabezustand umschalten, in dem das Halten freigegeben ist.
Obwohl die Klemmstücke 510 geöffnet werden, um die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 freizugeben, ist der Spalt zwischen jedem Klemmstück 510 und der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 vorzugsweise auf eine vorbestimmte Obergrenze (etwa 5 mm oder 10 mm) begrenzt, um jegliche große Verschiebung (Translation oder Neigung) der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 über die Grenze hinaus zu regulieren.
Die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 wird über das Schwimmgelenkteil 400 an bzw. auf dem Stützbasisteil 320 (Stützrahmenteil 300) platziert.
Damit die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ihre Stellung gemäß einem zu messenden Loch mit ihrem eigenen Messdruck autonom einstellen kann, muss der Schwimmgelenkteil 900 weich sein (Weichheit oder Flexibilität). Wenn die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 einfach auf dem Schwimmgelenkteil 400 platziert wird, kann daher die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ungleichmäßig schwingen, sich stark neigen oder herunterfallen, und zwar in Abhängigkeit von der Steifigkeit (Weichheit) des Schwimmgelenkteils 400. Aus sicherheitstechnischer Sicht ist es unerwünscht, dass die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 schwingt oder herunterfällt. Außerdem ist, wenn die Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 nicht festgelegt ist, die Position des Messkopfteils 220 instabil, und der Roboterarmteil 130 kann den Messkopfteil 220 der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 nicht in das zu messende Loch einführen.
Wenn die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 nicht in ein zu messendes Loch eingeführt wird, klemmt und hält das Begrenzungsmittel 500 aus diesen Gründen die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200. Wenn dann der Messkopfteil 220 der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in ein zu messendes Loch eingeführt wird, gibt das Begrenzungsmittel 500 die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 frei, damit die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ihre Stellung durch das Schwimmgelenkteil 400 autonom ändern und einstellen kann (um eine autonome Einstellung durchzuführen).
(Kollisionserfassungsteil 600)
Der Kollisionserfassungsteil 600 erfasst, dass die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 mit etwas mit einer Kraft kollidiert ist, die größer als eine vorbestimmte Kraft ist.
13 ist eine Explosionsansicht des Kollisionserfassungsteils.
14 ist eine perspektivische Ansicht des Kollisionserfassungsteils bei Betrachtung von einer leicht hinteren Seite aus.
Der Kollisionserfassungsteil 600 ist zwischen der Rückseite des Stützsäulenteils 310 und dem Handteil 131 des Roboterarmteils 130 bereitgestellt. Dabei erfasst der Kollisionserfassungsteil 600, dass eine große Kraft auf die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in der Richtung des Gedrücktwerdens nach oben von unterhalb bzw. unten in der Z-Richtung (vertikalen Richtung) ausgeübt wird, wenn sich die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 einem Objekt (beispielsweise einem Werkstück) von oberhalb des Objekts nähert und mit dem Werkstück kollidiert. Das heißt, die Kollisionserfassungsrichtung des Kollisionserfassungsteils 600 ist nahezu parallel zu der Richtung, wenn sich die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 einem zu messenden Loch nähert.
Der Kollisionserfassungsteil 600 enthält eine feste bzw. feststehende Platte 601, eine Montageplatte 602, eine Linearführung 610, ein Vorspannmittel 620 und einen Kontaktsensor 630.
Die feste Platte 601 ist direkt oder indirekt an dem Handteil 131 des Roboters angebracht und fest an dem Handteil 131 bereitgestellt. Dabei ist der Kraftsensorteil 132 zwischen dem Handteil 131 des Roboters und dem Kollisionserfassungsteil 600 bereitgestellt. Daher ist der Kollisionserfassungsteil 600 über den Kraftsensorteil 132 an dem Handteil 131 des Roboterarmteils 130 angebracht.
Die Montageplatte 602 ist direkt oder indirekt an der Rückseite bzw. der hinteren Fläche des Stützsäulenteils 310 angebracht und fest an dem Stützsäulenteil 310 (Stützrahmenteil 300) bereitgestellt. Die Linearführung 610 ist zwischen der festen Platte 601 und der Montageplatte 602 bereitgestellt und führt die Bewegungsrichtung der Montageplatte 602 in Bezug auf die feste Platte 601 in der vertikalen Richtung. Die Linearführung 610 enthält einen Nutrahmenkörper 611 mit einer Nut in vertikaler Richtung und einen Gleitkörper 612, der in der Nut des Nutrahmenkörpers 611 in vertikaler Richtung gleitet. Dabei ist der Nutrahmenkörper 611 an der festen Platte 601 angebracht, und der Gleitkörper 612 ist an der Montageplatte 602 angebracht.
Das Vorspannmittel sind zwei Schraubenfedern 620.
Ein Ende jeder Schraubenfeder 620 ist an der festen Platte 601 befestigt, und das andere Ende der Schraubenfeder 620 ist an der Montageplatte 602 befestigt. Jede Schraubenfeder 620 spannt die Montageplatte 602 konstant bzw. durchgängig in der Richtung des Herunterziehens der Montageplatte 602 in Bezug auf die feste Platte 601 vor. Das heißt, die Position der Montageplatte 602, wenn die Montageplatte 602 in Bezug auf die feste Platte 601 durch ihr eigenes Gewicht vertikal nach unten abgesenkt ist, das Gewicht der elektrischen Innendurchmessermessung Vorrichtung 200 und die Kraft der Schraubenfeder 620 ist bzw. sind eine Referenzposition.
Der Kontaktsensor 630 enthält einen Kontakterfassungsblock 631, der an der festen Platte 601 bereitgestellt ist, und einen Kugelkolben bzw. -stößel 632, der an der Montageplatte 602 bereitgestellt ist. Wie in 14 gezeigt, wenn sich die Montageplatte 602 in der Referenzposition in Bezug auf die feste Platte 601 befindet, ist der Kugelkolben 632 an der Montageplatte 602 in Kontakt mit dem Kontakterfassungsblock 631 (in diesen eingepasst).
Dabei wird angenommen, dass beispielsweise die Position eines in ein Werkstück eingearbeiteten Lochs deutlich vom Designwert abweicht.
Wenn in diesem Zustand der Roboterarmteil 130 versucht, die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 von oben in das zu messende Loch einzuführen, trifft der Messkopfteil 220 der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 das Werkstück. Die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 (Messkopfteil 220) weicht von der Bohrung ab und trifft das Werkstück, und die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 (Messkopfteil 220) wird weiter in das Werkstück geschoben. Wenn dann eine Kraft, die die Gravitationskraft der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 übersteigt, und die Vorspannkraft des Vorspannmittels (Schraubenfeder 620) auf den Kollisionserfassungsteil 600 angewandt werden, gleitet die Montageplatte 602 nach oben und der Kugelkolben 632 der Montageplatte 602 wird von dem Kontakterfassungsblock 631 entfernt. Der Kontaktsensor 630 überträgt ein Signal (Kollisionserfassungssignal), wenn der Kontakterfassungsblock 631 die Trennung des Kugelkolbens 632 erfasst (oder wenn der Kontakterfassungsblock 631 den Kontakt des Kugelkolbens 632 nicht mehr erfassen kann).
Wenn der Kollisionserfassungsteil 600 erfasst, dass die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 mit etwas kollidiert ist, stoppt die Steuer- bzw. Regeleinheit 140 sofort den Betrieb des Roboterarmteils 130.
(Kraftsensorteil 132)
Der Kraftsensorteil 132 ist beispielsweise ein 6-Achsen-Kraftsensor (Kräfte in 3 orthogonalen axialen Richtungen und Rotationskräfte um die Achsen). Während der Kollisionserfassungsteil 600 darauf spezialisiert ist, eine Kraft zu erfassen, die von unten in vertikaler Richtung (Z-Richtung) nach oben gedrückt wird, erfasst der Kraftsensorteil 132 Kräfte, die auf die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in allen Richtungen ausgeübt werden.
Der mehrgelenkige Roboterarmteil 130 ist ein sogenannter Roboterarm und bewegt den Handteil 131, der die Spitze des Roboterarmteils 130 ist, dreidimensional mit der vertikalen und horizontalen Rotationsantriebsachse. Der Handteil 131 des Roboterarmteils 130 ist mit dem Stützrahmenteil 300 über den Kraftsensorteil 132 und den Kollisionserfassungsteil 600 gekoppelt. Der Kraftsensorteil 132 erfasst, dass die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 mit einem Objekt mit einer unerwarteten Kraft kollidiert ist, die eine vorbestimmte Kraft in Richtungen übersteigt, in denen der Kollisionserfassungsteil 600 keine Kollisionen erfasst (d. h. in anderen Richtungen als der vertikalen Richtung (Z-Richtung)). Wenn der Kraftsensorteil 132 eine unerwartete Kollision der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 erfasst, stoppt die Steuer- bzw. Regeleinheit 140 sofort den Betrieb des Roboterarmteils 130. Dadurch wird die Sicherheit weiter gewährleistet.
(Steuer- bzw. Regeleinheit 140)
15 ist ein Funktionsblockdiagramm der Steuer- bzw. Regeleinheit 140.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 140 kann durch Hardware oder Software implementiert werden, die in einen Computer (ein Computerterminal mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem ROM oder einem RAM, das vorbestimmte Programme speichert) integriert ist, der mit dem Messvorrichtungshauptkörper 110 durch drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation verbunden ist.
Ein Betriebssteuer- bzw. -regelprogramm (Messteilprogramm) ist in dem Computerterminal installiert, und der Messbetrieb des Messvorrichtungshauptkörpers 110 wird durch Ausführen des Programms gesteuert bzw. geregelt. Das Verfahren zum Bereitstellen bzw. Zuführen des Programms ist nicht beschränkt. Das Programm kann installiert werden, indem ein (nicht flüchtiges) Aufzeichnungsmedium, das das Programm aufzeichnet, direkt in den Computer eingebracht wird, oder ein Lesegerät, das die Informationen auf dem Aufzeichnungsmedium liest, kann extern an den Computer angeschlossen bzw. angebracht werden, um das Programm von dem Lesegerät auf dem Computer zu installieren. Alternativ kann das Programm dem Computer über eine Kommunikationsleitung wie etwa das Internet, ein LAN-Kabel oder eine Telefonleitung, oder drahtlos bereitgestellt bzw. zugeführt werden.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 140 enthält eine Messbetriebssteuer- bzw. -regeleinheit 150, eine Roboterarmantriebssteuer- bzw. -regeleinheit 160 und eine zentrale Steuer- bzw. Regeleinheit 170.
Die Messbetriebssteuer- bzw. -regeleinheit 150 steuert bzw. regelt den Messbetrieb der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200. Die Messbetriebssteuer- bzw. -regeleinheit 150 enthält eine Begrenzungssteuer- bzw. -regeleinheit 151, eine Antriebssteuer- bzw. -regeleinheit 152 und eine Messwerterfassungseinheit 153.
Die Begrenzungssteuer- bzw. -regeleinheit 151 steuert bzw. regelt den Öffnungs- und Schließvorgang der Klemmstücke 510 des Begrenzungsmittels 500, um den Zeitpunkt des Haltens und Freigebens der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 zu steuern bzw. zu regeln.
Die Antriebssteuer- bzw. -regeleinheit 152 steuert bzw. regelt den Antrieb der elektrischen Antriebseinheit 280, um die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Stange 230 zu steuern bzw. zu regeln, d. h. die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Kontaktpunkte 250.
Die Messwerterfassungseinheit 153 erfasst einen Messwert der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200. Das heißt, die Messwerterfassungseinheit 153 empfängt einen Sensorwert des Verschiebungserfassungsteils 260, um den Messwert des Innendurchmessers eines zu messenden Lochs aus der Verschiebung (Position) der Stange 230 zu erfassen.
Die Roboterarmantriebssteuer- bzw. -regeleinheit 160 steuert bzw. regelt den Betrieb des Roboterarmteils 130.
Die zentrale Steuer- bzw. Regeleinheit 170 steuert bzw. regelt integral die Messbetriebssteuer- bzw. -regeleinheit 150 und die Roboterarmantriebssteuer- bzw. - regeleinheit 160.
(Betrieb des Steuerns bzw. Regelns der automatischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 100)
Im Folgenden wird eine Reihe von Vorgängen beschrieben, bei denen der Messvorrichtungshauptkörper 110 (die elektrische Innendurchmesser-Messeinheit 120 und der Roboterarmteil 130) automatisch den Innendurchmesser eines zu messenden Lochs unter der Steuerung bzw. Regelung der Steuer- bzw. Regeleinheit 140 misst.
16 ist ein Flussdiagramm des Gesamtbetriebs der automatischen Innendurchmessermessung (automatischer Innendurchmessermessbetrieb).
Ein Werkstück (zu messendes Objekt) mit einem Loch (zu messendes Loch) wird durch ein Förderband oder eine Schiene in einer Produktionsstraße befördert und zu einer vorbestimmten Position vor dem Messvorrichtungshauptkörper 110 (der elektrischen Innendurchmessermesseinheit 120 und dem Roboterarmteil 130) gebracht.
Die automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung 100 führt automatisch sequentiell eine Innendurchmessermessung an den Innendurchmessern von Löchern durch, die als zu messende Objekte unter den zu transportierenden Werkstücken (zu messenden Objekten) bestimmt (festgelegt) sind. Die Position (Koordinaten) eines zu messenden Lochs unter den Werkstücken (zu messenden Objekten) wurde als Teil des Messteilprogramms in der zentralen Steuer- bzw. Regeleinheit 170 festgelegt (gespeichert). Alternativ kann die Innendurchmessermessung automatisch sequentiell während der Suche nach einem zu messenden Loch durch Bilderkennung unter Verwendung einer separaten Kamera oder dergleichen durchgeführt werden.
Die erste exemplarische Ausführungsform nimmt an, dass ein zu messendes Loch ein Loch ist, das so gebohrt ist, dass es eine Öffnung an der oberen Fläche in der vertikalen Richtung aufweist, und die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in das Loch von oben eingeführt wird, während eine etwa vertikale Ausrichtung beibehalten wird.
Der automatische Innendurchmesser-Messvorgang beinhaltet einen Locheinführschritt (Annäherungsschritt) (ST100), einen Messschritt (ST200) und einen Lochherausziehschritt (Herausziehschritt) (ST300).
Der Locheinsetzschritt (ST100) ist ein Schritt des Bewegens der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit 120 durch den Roboterarmteil 130 und des Einführens des Messkopfteils 220 der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in ein zu messendes Loch (mit anderen Worten ein Annähern an ein Werkstück von oberhalb des Werkstücks).
17 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur des Locheinführschritts (ST100) zeigt.
In dem Locheinführschritt (ST100) wird zunächst das Ziel (Sollkoordinaten) der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch den Roboterarmteil 130 auf das zu messende Loch festgelegt (ST 110).
Dann wird bestätigt, dass die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch das Begrenzungsmittel 500 begrenzt ist (ST120).
In der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform ist der Zustand, in dem das Begrenzungsmittel 500 die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 beschränkt (hält), ein Standardzustand (der als ein Standardzustand oder ein Referenzzustand umschrieben werden kann). Da jedoch das Halten durch das Begrenzungsmittel 500 aufgehoben werden kann, nachdem die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 gewartet oder ersetzt wurde, muss der Haltezustand bestätigt werden. Dann, wenn die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 nicht gehalten wird (ST120: NEIN), überträgt die Begrenzungssteuer- bzw. -regeleinheit 151 ein Signal, um einen Halteschritt (ST130) durch das Begrenzungsmittel 500 durchzuführen. Durch Begrenzen (Halten) der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200, während der Roboterarmteil 130 die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 120 bewegt, kann der Roboterarmteil 130 die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 stabil und sicher bewegen.
Der Antrieb des Roboterarmteils 130 wird gestartet (ST140), um die elektrische Innendurchmesser-Messeinheit 120 zu bewegen, und der Messkopfteil 220 der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 wird in das zu messende Loch eingeführt.
Wenn zu diesem Zeitpunkt beispielsweise die Bearbeitungsposition des zu messenden Lochs von dem Designwert abweicht, kann die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 (Messkopfteil 220) unerwartet mit dem Werkstück kollidieren.
In dieser Hinsicht überwacht die Roboterarmantriebssteuer- bzw. -regeleinheit 160 Signale von dem Kollisionserfassungsteil 600 und dem Kraftsensorteil 132 (ST150). Wenn eine Kollision zwischen der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 (Messkopfteil 200) und dem Werkstück erfasst wird (ST150: JA), wird der Antrieb des Roboterarmteils 130 sofort gestoppt (Notstopp) (ST180). Danach kann die zentrale Steuer- bzw. Regeleinheit 170 die Abnormalität einer Bedienperson melden.
Wenn der Messkopfteil 220 der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in das zu messende Loch eingeführt wird und die Sollkoordinaten erreicht, wird der Antrieb des Roboterarmteils 130 vorübergehend angehalten (ST170).
Als nächstes fährt die Prozedur mit dem Messschritt fort (ST200).
18 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur des Messschritts (ST200) zeigt.
In dem Messschritt (ST200) wird zunächst das Halten durch das Begrenzungsmittel 500 aufgehoben (ST211), um die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in einen freigegebenen Zustand zu versetzen. Dies bringt die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in einen Zustand, in dem sie durch den Stützrahmenteil 300 über den Schwimmgelenkteil 400 gestützt bzw. getragen ist, was eine autonome Einstellung der Position und Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ermöglicht.
Dann überträgt die Antriebssteuer- bzw. -regeleinheit 152 ein Antriebssignal, um die elektrische Antriebseinheit 280 anzutreiben.
Zunächst wird ein erster Vorwärtsbewegungsschritt (ST220) durchgeführt. Der erste Vorwärtsbewegungsschritt (ST220) ist ein Schritt des Vorwärtsbewegen der Kontaktpunkte 250, bis die Kontaktpunkte 250 in ersten Kontakt mit der Innenwand des zu messenden Lochs gebracht werden. Die elektrische Antriebseinheit 280 (beispielsweise ein Motor) wird angetrieben, um die Stange 230 nach vorne (in diesem Fall nach unten) zu bewegen, um die Kontaktpunkte 250 nach vorne zu der Innenwand des Lochs hin zu bewegen. In dem ersten Vorwärtsbewegungsschritt (ST220) wird der Motor mit hoher Geschwindigkeit angetrieben, um die Stange 230 und die Kontaktpunkte 250 so schnell wie möglich zu bewegen, um die Messeffizienz zu verbessern. (Wenn die Stange 230 beispielsweise eine Schraubenzuführung ist, beträgt die Drehzahl der Stange 230 100 U/min bis 200 U/min. Hinsichtlich der Geschwindigkeit, mit der sich die Stange 230 oder die Kontaktpunkte 250 bewegen, kann die Geschwindigkeit 10 µm/s bis 20 µm/s betragen.)
Wenn sich die Kontaktpunkte 250 nach vorne zu der Innenwand des Lochs hin bewegen, werden die Kontaktpunkte 250 mit der Innenwand des Lochs in Kontakt gebracht.
Dabei beträgt in der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform die Anzahl der Kontaktstellen 250 drei. Wenn die Achse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und die Achse des zu messenden Lochs perfekt ausgerichtet sind, können die drei Kontaktpunkte 250 gleichzeitig mit der Innenwand des Lochs in Kontakt gebracht werden, aber es gibt einen Spalt zwischen der Achse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und der Achse des zu messenden Lochs aufgrund des Antriebsfehlers des Roboterarmteils 130 und des Bearbeitungsfehlers des Werkstücks. In diesem Fall wird einer der drei Kontaktpunkte 250 in ersten Kontakt mit der Innenwand des Lochs gebracht. Wenn einer der drei Kontaktpunkte 250 mit der Innenwand des Lochs in Kontakt gebracht worden ist (ST213: JA), wird der erste Vorwärtsbewegungsschritt (ST212) unmittelbar gestoppt und die Prozedur fährt mit einem ersten Rückwärtsbewegungsschritt fort (ST214). Die Tatsache, dass die Kontaktpunkte 250 mit der Innenwand des Lochs in Kontakt gebracht wurden, kann beispielsweise durch Berechnen des Motordrehmoments aus dem angelegten Strom (angelegte Spannung) des Motors bestätigt werden, um zu bestimmen, dass (einer der) die Kontaktpunkte in Kontakt mit der Innenwand des Lochs gebracht wurde(n), wenn das Drehmoment einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Im ersten Rückwärtsbewegungsschritt (ST214) werden die Stange 230 und die Kontaktpunkte 250 leicht in die entgegengesetzte Richtung rückwärts bewegt. Dies verhindert, dass sich die Kontaktpunkte 250 aufgrund ihres Impulses in die Innenwand des Lochs eingraben, nachdem die Kontaktpunkte 250 in dem ersten Vorwärtsbewegungsschritt (ST212) in Kontakt mit der Innenwand des Lochs gebracht wurden.
Der Abstand zum Rückwärtsbewegen der Kontaktpunkte 250 in dem ersten Rückwärtsbewegungsschritt (ST214) ist sehr gering, beispielsweise 0,001 mm bis 0,01 mm.
Die Geschwindigkeit der Rückwärtsbewegung der Kontaktpunkte 250 in dem ersten Rückwärtsbewegungsschritt (ST214) kann so schnell wie möglich sein. Wenn die Stange 230 beispielsweise eine Schraubenzuführung ist, beträgt die Drehgeschwindigkeit der Stange 230 100 U/min bis 200 U/min. Im Hinblick auf die Geschwindigkeit, mit der sich die Stange 230 oder die Kontaktpunkte 250 bewegen, kann die Geschwindigkeit 10 µm/s bis 20 µm/s betragen.
Nachdem die Kontaktpunkte 250 in dem ersten Rückwärtsbewegungsschritt (ST214) leicht nach hinten bewegt wurden, werden die Kontaktpunkte 250 in einem zweiten Vorwärtsbewegungsschritt (ST215) wieder nach vorne bewegt. In dem zweiten Vorwärtsbewegungsschritt (ST215) werden die Kontaktpunkte 250 langsam vorwärts bewegt (bei einer niedrigen Geschwindigkeit mit feiner Bewegung).
Die Vorschubgeschwindigkeit der Kontaktpunkte 250 in dem zweiten Vorwärtsbewegungsschritt (ST215) ist vorzugsweise langsam (Mikrobewegung). Wenn die Stange 230 beispielsweise eine Schraubenzuführung ist, beträgt die Drehgeschwindigkeit der Stange 230 10 U/min bis 20 U/min. in Hinblick auf die Geschwindigkeit, mit der sich die Stange 230 oder die Kontaktpunkte 250 bewegen, kann die Geschwindigkeit 1 µm/s bis 2 µm/s betragen.
Die Position und Neigung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 werden durch die Reaktionskraft der Kontaktpunkte 250, die gegen die Innenwand des Lochs drücken, autonom eingestellt. Die Wirkung der autonomen Einstellung der Position und Neigung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch den Schwimmgelenkteil 400, die Translation und Rotation ermöglicht, ist wie oben beschrieben.
Wenn die drei Kontaktpunkte 250 mit dem vorgegebenen Messdruck in gleichmäßigem Kontakt mit der Innenwand des Lochs sind, ist die autonome Einstellung der Position und Neigung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 abgeschlossen. Wenn die drei Kontaktpunkte 250 mit dem vorbestimmten Messdruck in Kontakt mit der Innenwand des Lochs sind, wird der Ratschenmechanismus (Konstantdruckmechanismus) aktiviert. Das heißt, die elektrische Antriebseinheit 280 dreht und treibt den Fingerhutteil 240 (Ratschenhülse 242) an, bis der Ratschenmechanismus (Konstantdruckmechanismus) aktiviert wird, was bewirkt, dass die Kontaktpunkte 250 mit dem vorgegebenen Messdruck in gleichmäßigem Kontakt mit der Innenwand des Lochs sind.
Der zweite Vorwärtsbewegungsschritt (ST215) kann als ein autonomer Einstellschritt bezeichnet werden.
In diesem Zustand erfasst der Verschiebungserfassungsteil 260 die Verschiebung (Position) der Stange 230. Die Messwerterfassungseinheit 153 erfasst den Innendurchmesser des Lochs anhand der Verschiebung (Position) der Stange 230 (ST216).
Nachdem der Messwert erfasst wurde, werden die Kontaktpunkte 250 in einem zweiten Rückwärtsbewegungsschritt (ST217) rückwärts bewegt, um die Kontaktpunkte 250 von der Innenwand des Lochs zu trennen.
Nach dem Messschritt (ST200) wird die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in dem Lochherausziehschritt (ST300) aus dem zu messenden Loch herausgezogen.
19 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur des Lochherausziehschritts (ST300) zeigt. In dem Lochherausziehschritt (ST300) wird zunächst die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch das Begrenzungsmittel 500 begrenzt (gehalten) (ST320), und dann bewegt der Roboterarmteil 130 die elektrische Innendurchmesser-Messeinheit 120, die aus dem Loch herauszuziehen ist (ST330).
Damit ist die Messung des Innendurchmessers eines Lochs abgeschlossen. Bis die Messung aller zu messenden Löcher abgeschlossen ist, werden ST100 bis ST300 wiederholt (ST400).
Auf diese Weise kann gemäß der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform der Innendurchmesser eines Lochs automatisch durch die elektrische Innendurchmesser-Messeinheit (elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und Roboterarmteil 130) gemessen werden, ohne dass eine Person zum Halten und Bedienen des Innendurchmesser-Messvorrichtung erforderlich ist.
(Zweite Ausführungsform)
Die obige erste exemplarische Ausführungsform nimmt an, dass ein zu messendes Loch in vertikaler Richtung gebohrt wird.
Eine zweite exemplarische Ausführungsform beschreibt einen Fall, in dem die automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung 100 automatisch den Innendurchmesser eines zu messenden Lochs misst, selbst wenn das zu messende Loch gegenüber der vertikalen Richtung geneigt ist.
20 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur eines Messschritts gemäß der zweiten exemplarischen Ausführungsform zeigt.
Da ein zu messendes Loch in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt ist, wird in dem Locheinführschritt (ST100) des Einführens der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in das Loch durch den Roboterarmteil 130 die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in das Loch eingeführt, während sie geneigt wird, um die Neigung des Lochs auszurichten. Da die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 geneigt ist, kann dann, wenn das Halten der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch das Begrenzungsmittel 500 freigegeben wird, die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch die Flexibilität des Schwimmgelenkteils 400 stark verlagert (verschoben und geneigt werden).
Wenn die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 stark verlagert (verschoben und geneigt) wird, kann der Messkopfteil 220 mit der Innenwand des Lochs kollidieren. Außerdem kann es, sobald die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 stark in Richtung der Schwerkraft verlagert (verschoben und geneigt) wird, zeitaufwändig und schwierig sein, sich nur durch die Reaktionskraft des Messdrucks autonom von der Verlagerung bzw. Verschiebung (Translation und Neigung) zu erholen.
Daher wird in dem Messschritt gemäß der zweiten exemplarischen Ausführungsform ein erster Vorwärtsbewegungsschritt (ST221) vor einem Freigabeschritt (ST224) durchgeführt. Das heißt, nach Durchführen des ersten Vorwärtsbewegungsschritts (ST221) und Erfassen, dass die Kontaktpunkte 250 (einer der Kontaktpunkte 250) in Kontakt mit der Innenwand des Lochs gebracht worden sind (ST222: JA), werden die Kontaktpunkte 250 leicht rückwärts bewegt (ein erster Rückwärtsbewegungsschritt (ST223)). Der Freigabeschritt (ST224) wird in diesem Zustand durchgeführt.
Indem zuerst der erste Vorwärtsbewegungsschritt (ST221) durchgeführt wird, sind die Kontaktpunkte 250 in Kontakt mit der Innenwand des Lochs. Da zumindest einer der Kontaktpunkte 250 in Kontakt mit der Innenwand des Lochs ist, kann erwartet werden, dass die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 nicht stark verlagert (verschoben und geneigt) wird, selbst wenn das Halten durch das Begrenzungsmittel 500 aufgehoben wird. Dadurch kann die automatische Innendurchmessermessung auch für zu messenden Schräglöchern ordnungsgemäß durchgeführt werden.
(Dritte Ausführungsform)
In der zweiten exemplarischen Ausführungsform (Flussdiagramm in 20) wird der Freigabeschritt (ST224) zwar nach dem ersten Rückwärtsbewegungsschritt (ST223) durchgeführt, aber der Freigabeschritt (ST224) kann vor der ersten Rückwärtsbewegung (ST223) durchgeführt werden.
Wie in dem Flussdiagramm in 21 gezeigt, wenn in einem ersten Vorwärtsbewegungsschritt (ST231) erfasst wird, dass die Kontaktpunkte 250 mit der Innenwand eines Lochs in Kontakt gebracht wurden (ST232: JA), wird die Vorwärtsbewegung der Kontaktpunkte 250 unmittelbar gestoppt.
In diesem Zustand wird ein Freigabeschritt (ST233) durchgeführt. Dann werden, nachdem die Kontaktpunkte 250 einmal rückwärts bewegt wurden (ein erster Rückwärtsbewegungsschritt (ST234)), die Kontaktpunkte 250 wieder vorwärts bewegt, um die Kontaktpunkte 250 mit dem vorbestimmten Messdruck in gleichmäßigen Kontakt mit der Innenwand des Lochs zu bringen, während die autonome Einstellung der Position und Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 aktiviert ist. In dieser Betriebsreihenfolge kann eine automatische Innendurchmessermessung immer noch ordnungsgemäß an dem Innendurchmesser eines zu messenden Schräglochs durchgeführt werden, wie in der zweiten exemplarischen Ausführungsform.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform wird beschrieben.
Die grundlegende Konfiguration in der vierten exemplarischen Ausführungsform ist ähnlich zu der in der ersten exemplarischen Ausführungsform, aber die Struktur eines Schwimmgelenkteils (des Schwimmgelenkmechanismusteils) 800 ist gekennzeichnet.
22 ist eine Vorderansicht der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit 120 gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform.
23 ist eine Draufsicht (Aufsicht) des Schwimmgelenkteils 800 gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform.
24 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXIV-XXIV in 23.
In der vierten exemplarischen Ausführungsform ist die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 so gestützt, dass sie an dem Stützrahmenteil 300 über den Schwimmgelenkteil 800 in einer Stellung aufgehängt ist, in der ihre Achse (Zylinderachse oder Stangenachse) vertikal ist.
Der Stütz- bzw. Trägerrahmenteil 300 in der vierten exemplarischen Ausführungsform ist ein L-förmiges Glied in einer Seitenansicht, wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform, und enthält einen Stütz- bzw. Trägersäulenteil 310 und einen Stütz- bzw. Trägerbasisteil 710.
Dabei weist der Stützbasisteil 710 eine ringförmige Form mit einer horizontalorthogonalen Wand auf, um ein vertikales Loch (zylindrisches Loch) zu bilden.
Da die ringförmige Wand den Schwimmgelenkteil 800 umgibt und stützt, wird die ringförmige Wand als ein Stützringteil 720 bezeichnet. An der unteren Seitenfläche des Stützringteils 720 sind zwei Balken 721 bereitgestellt, die in der Vorne-Hinten- und Links-Rechts-Richtung überbrückt sind und sich kreuzweise schneiden. Wie in der Querschnittsansicht in 24 gezeigt, ist ein ausgesparter Teil 722 an dem Schnittpunkt der Balken 721 bereitgestellt.
Der Schwimmgelenkteil 800 gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform enthält einen Kopplungsblock 810.
Der Kopplungsblock 810 ist fest mit der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 gekoppelt und wird integral mit der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 verschoben und gedreht.
Der Kopplungsblock 810 ist innerhalb des Stützringteils 720 bereitgestellt und von der Wand des Stützringteils 720 an den Balken 721 umgeben. Der Kopplungsblock 810 ist quadratisch prismenförmig (würfelförmig oder rechteckig). An den vier Ecken der unteren Endfläche des Kopplungsblocks 810 sind vier Aufhängungsstangen 811 vertikal aufgehängt, und die Aufhängungsstangen 811 sind mit dem oberen Ende der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 gekoppelt. Das heißt, die elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ist über die Aufhängungsstangen 811 an dem Kppplungsblock 810 aufgehängt.
Als ein Rotationsermöglichungsmechanismusteil des Schwimmgelenkteils 800 ist eine Kugel 820 zwischen dem Kopplungsblock 810 und dem Stützbasisteil 710 bereitgestellt. Die Kugel 820 wird in dem ausgesparten Teil 722 des Stützbasisteils 710 platziert, und der Kopplungsblock 810 ist an bzw. auf der Oberseite der Kugel 820 platziert. Der an bzw. auf der Kugel 820 platzierte Kopplungsblock 810 ermöglicht eine Rotation des Kopplungsblocks 810.
25 ist eine perspektivische Ansicht, wenn der Kopplungsblock 810 in Bezug auf den Stützrahmenteil 300 (Stützbasisteil) gedreht und verschoben ist;
26 ist eine Querschnittsansicht, wenn der Kopplungsblock 810 in Bezug auf den Stützrahmenteil 300 (Stützbasisteil) gedreht und verschoben ist;
Die Bodenfläche des Kopplungsblocks 810 ist mit einer Plattform (einer ringförmigen, vorstehenden Kante) versehen, um zu verhindern, dass sich der Kopplungsblock 810 von der Kugel 820 löst. Obwohl Stifte anstelle der Kugel verwendet werden können, wenn sie nur eine Rotation des Kopplungsblocks 810 ermöglichen, ist es bevorzugt, die Kugel 820 zu verwenden, da sie die Translation des Kopplungsblocks 810 nicht behindert.
Der Stützringteil 720 ist mit zwei Führungswellen 723 versehen, die sich horizontal erstrecken und sich quer schneiden. Der Kopplungsblock 810 ist mit zwei Führungslöchern 812 in der Vorne-Hinten- und Links-Rechts-Richtung versehen, um die zwei gekreuzten Führungswellen 723 aufzunehmen. Die Führungslöcher 812 sind zu Langlöchern ausgebildet, um den Führungswellen 723 zu ermöglichen, die horizontale Translation des Koppelblocks 810 zu führen.
27 ist eine Draufsicht (Aufsicht), wenn der Kopplungsblock 810 in der horizontalen Richtung verschoben ist.
Die Führungslöcher 812 weisen auch eine gewisse Breite in der Höhenrichtung auf, damit die Führungswellen 723 den Kopplungsblock 810 nicht an einer Drehung hindern.
Um die normale Position des Kopplungsblocks 810 zu zentrieren (auszugleichen), sind vier Federn (Schraubenfedern) 724 zwischen dem Kopplungsblock 810 und der Innenwand des Stützringteils 720 angeordnet. Dabei sind die Federn (Schraubenfedern) 724 zwischen dem Kopplungsblock 810 und der Innenwand des Stützringteils 720 angeordnet, indem die Federn (Schraubenfedern) 724 um die Führungswellen 723 gewickelt sind.
Dabei bilden die Führungswellen 723 und die Führungslöcher 812 einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der eine Translation des Kopplungsblocks 810 ermöglicht.
Der Translationsermöglichungsmechanismusteil kann durch Bereitstellen der Führungswellen an dem Kopplungsblock 810 und Bereitstellen der Führungslöcher in dem Stützringteil 720 gebildet sein.
Das Begrenzungsmittel 500 kann die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch Klemmen der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 selbst mit den Klemmstücken 510 wie in der ersten Ausführungsform direkt begrenzen oder die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 beispielsweise durch Begrenzen des Kopplungsblocks 810 indirekt begrenzen.
Der Schwimmgelenkteil 800 gemäß der vierten Ausführungsform ermöglicht auch eine Translation und Rotation der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in Bezug auf den Stützrahmenteil 300. Das heißt, selbst wenn eine axiale Fehlausrichtung (Neigung und Verzerrung) zwischen der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und einem zu messenden Loch vorliegt, ermöglicht der Schwimmgelenkteil 800, der die Rotation und Verschiebung ermöglicht, der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200, ihre eigene Position und Stellung autonom einzustellen.
Verglichen mit dem Schwimmgelenkteil 400 gemäß der ersten Ausführungsform weist der Schwimmgelenkteil 800 gemäß der vierten Ausführungsform weniger Komponenten auf, weil der Kopplungsblock 810 ein Block ist, der Rotation und Translation kombiniert.
Selbst wenn der Schwimmgelenkteil 800 gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform an der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 angebracht ist, kann die Gesamtgrößenzunahme unterbunden bzw. verringert werden. Da zum Beispiel der Schwimmgelenkteil 800 gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform klein ist, selbst wenn der Schwimmgelenkteil 800 gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform über der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 angeordnet ist, wird die Gesamtgrößenzunahme der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit 120 unterbunden bzw. verringert und hat keinen extremen Einfluss auf die Variation des Schwerpunkts. Daher ist durch Anordnen des Schwimmgelenkteils 800 über der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 anstelle des Anordnens des Schwimmgelenkteil auf der Seite der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 die automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung 100 gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform für eine automatische Innendurchmessermessung für tiefe Löcher geeignet, wie eine Messung des Innendurchmessers in der Nähe des Bodens eines tiefen Lochs.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform wird beschrieben.
Die grundlegende Konfiguration in der fünften exemplarischen Ausführungsform ist ähnlich zu der in der ersten exemplarischen Ausführungsform, aber die Struktur eines Schwimmgelenkteils (des Schwimmgelenkmechanismusteils) 900 ist gekennzeichnet. 28 ist eine perspektivische Ansicht der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit 120 gemäß der fünften exemplarischen Ausführungsform.
29 ist eine Draufsicht (Aufsicht) der elektrischen Innendurchmesser-Messeinheit 120 gemäß der fünften exemplarischen Ausführungsform.
In der fünften exemplarischen Ausführungsform ist die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch den Stützrahmenteil 300 über den Schwimmgelenkteil 900 in einer Stellung gestützt, in der ihre Achse (die Zylinderachse oder die Achse der Stange 230) vertikal ist.
Im Folgenden wird die Struktur des Schwimmgelenkteils 900 gemäß der fünften exemplarischen Ausführungsform beschrieben.
Der Schwimmgelenkteil 900 enthält einen ersten Schwimmkopplungskörper 910, einen zweiten Schwimmkopplungskörper 920 und einen dritten Schwimmkopplungskörper 930.
Der erste Schwimmkopplungskörper 910 ist schalenförmig und wird als die erste Schwimmkopplungsschale 910 bezeichnet. Die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ist innerhalb des schalenförmigen Innenraums aufgenommen und die erste Schwimmkopplungsschale 910 und die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 sind fest gekoppelt. Der Messkopfteil 220, der dem unteren Zylindergehäuseteil 214 und dem Kopfzylinderteil 215 der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 entspricht, steht von der Unterseite der ersten Schwimmkopplungsschale 910 nach unten vor. Die erste Schwimmkopplungsschale 910 enthält eine erste Kopplungswelle 911, die auf beiden Seiten in der Vorne-Hinten-Richtung (Y-Achse) vorsteht.
Der zweite Schwimmkopplungskörper 920 ist ein ringförmiges Glied und wird als der zweite Schwimmkopplungsring 920 bezeichnet. Der zweite Schwimmkopplungsring 920 ist dahingehend bereitgestellt, die erste Schwimmkopplungsschale 910 in einer Richtung senkrecht zu der Achse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 zu umgeben. Der zweite Schwimmkopplungsring 920 enthält ein Loch, das in der Vorne-Hinten-Richtung (Y-Achsen-Richtung) bereitgestellt ist. Dieses Loch dient zum Lagern der ersten Kopplungswelle 911 der ersten Schwimmkopplungsschale 910 und wird als erstes Kopplungsloch 921 bezeichnet. Das erste Kopplungsloch 921 ermöglicht, dass sich die erste Kopplungswelle 911 um die Achse dreht und die erste Kopplungswelle 911 in axialer Richtung gleitet. Das heißt, die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und der erste Schwimmkopplungsring 910 können in der Vorne-Hinten-Richtung (Y-Achsen-Richtung) verschoben und bezüglich des zweiten Schwimmkopplungsrings 920 um die Y-Achse gedreht werden.
Der zweite Schwimmkopplungsring 920 ist mit einer zweiten Kopplungswelle 922 versehen, die auf beiden Seiten in der Links-Rechts-Richtung (X-Achse) vorsteht.
Der dritte Schwimmkopplungskörper 930 ist ein horizontal paralleles Plattenglied, das den zweiten Schwimmkopplungsring 920 stützt bzw. trägt, um eine Translation und Rotation des zweiten Schwimmkopplungsrings 920 zu ermöglichen, und wird als die dritte Schwimmkopplungsplatte 930 bezeichnet. Die dritte Schwimmkopplungsplatte 930 enthält einen U-förmigen vertieften (ausgesparten) gekrümmten Teil 931, um die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in der horizontalen Richtung aufzunehmen. An den Spitzen der Arme, die beide Seiten des gekrümmten Teils 931 bilden, sind in der Links-Rechts-Richtung (X-Achse) gebohrte Löcher bereitgestellt.
Jedes Loch dient zum Lagern der zweiten Kopplungswelle 922 des zweiten Schwimmkopplungsrings 920 und wird als ein zweites Kopplungsloch 932 bezeichnet. Das zweite Kopplungsloch 932 ermöglicht, dass sich die zweite Kopplungswelle 922 um die Achse dreht und die zweite Kopplungswelle 922 in axialer Richtung gleitet. Das heißt, die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200, die erste Schwimmkopplungsschale 910 und der zweite Schwimmkopplungsring 920 können in der Links-Rechts-Richtung (X-Achsen-Richtung) verschoben und bezüglich der dritten Schwimmkopplungsplatte 930 um die X-Achse gedreht werden.
Die dritte Schwimmkopplungsplatte 930 ist mit dem Stützbasisteil 710 des Stützrahmenteils 300 gekoppelt.
Bei Betrachtung einer ersten virtuellen geraden Linie, die eine virtuelle Verlängerung bzw. Erstreckung der ersten Kopplungswelle 911 ist, und einer zweiten virtuellen geraden Linie, die eine virtuelle Verlängerung bzw. Erstreckung der zweiten Kopplungswelle 922 ist, ist der Schnittpunkt der ersten und zweiten virtuellen Linie bevorzugt im Wesentlichen mit dem Schwerpunkt der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ausgerichtet.
Der Schwimmgelenkteil 900 gemäß dem vierten Ausführungsform ermöglicht auch eine Translation und Rotation der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in Bezug auf den Stützrahmenteil 300. Das heißt, selbst wenn eine axiale Fehlausrichtung (Neigung und Verzerrung) zwischen der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und einem zu messenden Loch vorliegt, ermöglicht der Schwimmgelenkteil 900, der die Rotation und Translation ermöglicht, der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200, ihre eigene Position und Stellung autonom einzustellen.
30 ist eine Ansicht, wenn die erste Schwimmkopplungsschale 910 um die X-Achse gedreht ist.
31 ist eine Ansicht, wenn die erste Schwimmkopplungsschale 910 in der horizontalen Ebene verschoben ist.
Zur leichteren Betrachtung der Zeichnungen ist die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 in 30 und 31 weggelassen.
Mit der Struktur des Schwimmgelenkteils 900 gemäß der fünften exemplarischen Ausführungsform ist es einfacher, die Rotationsachse und die Translationsachse mit dem Schwerpunkt der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 auszurichten. Dies macht die Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 stabiler.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Innendurchmessermessung, die manuell durchgeführt wurde, automatisiert werden, was eine vollständige Automatisierung der Innendurchmessermessung ermöglicht. Die automatische Inline-Messung von Lochdurchmessern kann in Bearbeitungsfabriken oder dergleichen eingeführt werden und soll die Produktionseffizienz erheblich verbessern.
(Sechste Ausführungsform)
Eine sechste Ausführungsform wird beschrieben.
32 ist eine Seitenansicht des Gesamterscheinungsbilds gemäß der sechsten exemplarischen Ausführungsform.
33 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Schwimmgelenkteils gemäß der sechsten exemplarischen Ausführungsform.
Die grundlegende Konfiguration in der sechsten Ausführungsform ist ähnlich derjenigen in der ersten Ausführungsform, jedoch ist in der sechsten Ausführungsform ein Schwimmgelenkteil 400 oberhalb der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 angeordnet. Das heißt, die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 ist dahingehend gestützt bzw. getragen, an dem Stützrahmenteil 300 über den Schwimmgelenkteil 400 aufgehängt zu sein. Die Konfiguration ist im Wesentlichen die gleiche wie diejenige in der ersten exemplarischen Ausführungsform, außer dass sich fast die gesamte elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 unterhalb des Stützrahmenteils 300 befindet und an dem Stützrahmenteil 300 aufgehängt und durch diesen gestützt bzw. getragen ist. In der sechsten exemplarischen Ausführungsform (32 und 33) sind die gleichen Bezugszeichen den Elementen zugeordnet, die der ersten exemplarischen Ausführungsform entsprechen.
In 32 und 33 erstreckt sich eine Aufhängungsstange 430, die die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 aufhängt, zu der Oberseite der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 hin. Die Aufhängungsstange 430 befindet sich auf der Mittelachse der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 und die Aufhängungsstange 430 ist fest mit der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 gekoppelt. (Die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung (elektrischer Innendurchmesser-Messteil) 200 kann so interpretiert werden, dass er die Aufhängungsstange 430 enthält). Die Aufhängungsstange 430 geht durch das erste Einführungsloch 321 des Stützbasisteils 320 hindurch, und der erste Federhalter 411 ist mit dem oberen Ende der Aufhängungsstange 430 gekoppelt. Der Schwimmgelenkteil 400 ist zwischen dem ersten Federhalter 411 und dem Stützbasisteil 320 gebildet. Das heißt, der Schwimmgelenkteil 400 ist grob durch eine Kugelrolle 423, die in dem Stützbasisteil 320 bereitgestellt ist, eine horizontale Platte (Translationskörper) 421, die dahingehend bereitgestellt ist, durch die Kugelrolle 423 verschoben zu werden, den zweiten Federhalter 413, der in dem zweiten Einführloch 422 der horizontalen Platte (Translationskörper) 421 bereitgestellt ist, und die Schraubenfeder 412 gebildet, die zwischen dem ersten Federhalter 411 und dem zweiten Federhalter 413 angeordnet ist.
Ähnlich der ersten exemplarischen Ausführungsform ermöglicht die sechste exemplarische Ausführungsform mit dieser Konfiguration und Anordnung den Vorgang des autonomen Einstellens der Position und Stellung der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 durch die Wirkung des Schwimmgelenkteils 400. Gemäß der sechsten exemplarischen Ausführungsform ist zusätzlich der Schwimmgelenkteil 400 über der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 angeordnet, wodurch er bzw. sie für eine automatische InnendurchmesserMessung für tiefe Löcher geeignet ist, wie beispielsweise eine Messung des Innendurchmessers nahe dem Boden eines tiefen Lochs.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden exemplarischen Ausführungsformen beschränkt und kann geeignet modifiziert werden, ohne vom Kern abzuweichen.
In der Beschreibung der obigen exemplarischen Ausführungsformen kann, wenn die Stange 230 angetrieben wird, zusätzlich zur Schraubenzuführung durch Rotation eine lineare Bewegung verwendet werden, um die Stange 230 nach oben und unten zu ziehen.
In den obigen exemplarischen Ausführungsformen wird ein mehrgelenkiger Roboterarm als ein Beispiel eines Bewegungsmittels beschrieben, aber das Bewegungsmittel muss keine großformatige Vorrichtung sein, sondern kann eine eindimensionale Antriebsvorrichtung mit einem Auf-und-Ab-Hebemechanismus sein. Beispielsweise enthält die eindimensionale Antriebsvorrichtung eine Säule, einen Schieber bzw. Gleiter, der entlang der Säule gleitet, einen Motor, der den Schieber antreibt, und einen Kraftübertragungsmechanismus (eine Kugelumlaufspindel bzw. einen Kugelumlauftrieb, eine Riemenscheibe oder dergleichen), der den Motor und den Schieber koppelt.
In den obigen Ausführungsformen ist als ein Beispiel für die Struktur der Spitze des Innendurchmesser-Messteils ein sogenannter Lochtest (Borematic (eingetragenes Warenzeichen)) beschrieben, jedoch ist jede beliebige Innendurchmesser-Messvorrichtung mit dem Kontaktpunkt 250, der sich zusammen mit der Stange 230 vorwärts und rückwärts bewegt, um mit der Innenwand in Kontakt gebracht zu werden, anwendbar. In dem Fall des Kopfes einer Zylindermesslehre enthält der Kopf beispielsweise einen Kontaktpunkt 250, der sich vorwärts und rückwärts bewegt, einen Amboss, der dem Kontaktpunkt 250 zum Zentrieren koaxial gegenüberliegt bzw. entgegengesetzt ist, und Führungsköpfe auf beiden Seiten in der orthogonalen Richtung.
In den obigen exemplarischen Ausführungsformen wird eine Innendurchmesser-Messvorrichtung (Innendurchmesser-Messteil) als ein Beispiel einer Messvorrichtung (Messteil) beschrieben. Anstelle einer Innendurchmesser-Messvorrichtung (Innendurchmesser-Messteil) kann jedoch eine Messvorrichtung vom Kontakttyp (Messteil) verwendet werden, die die Abmessungen (Innen- und Außenabmessungen) eines Werkstücks (zu messenden Objekts) misst.
Wenn eine Messvorrichtung (Messteil) mit einem beweglichen Element (das verschiedentlich als Kontaktpunkt, Messbacke, Spindel oder dergleichen bezeichnet wird) versehen ist, das in Bezug auf ein festes bzw. feststehendes Element verlagerbar ist und die Abmessungen eines Werkstücks misst, indem der Kontaktpunkt mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird oder indem das Werkstück mit dem Kontaktpunkt festgeklemmt wird, ist eine solche Messvorrichtung auf die obige Ausführungsform anwendbar. Die Messvorrichtung (Messteil) kann ihre Position oder Stellung durch den Schwimmgelenkteil (Schwimmgelenkmechanismusteil) unter Verwendung der Reaktionskraft, die von dem Werkstück auf den Kontaktpunkt ausgeübt wird, autonom einstellen, wenn der Kontaktpunkt mit dem Werkstück mit einem vorbestimmten Messdruck in Kontakt ist, oder wenn der Kontaktpunkt das Werkstück mit einem vorgegebenen Messdruck festklemmt. (Daher ist die Richtung, in der der Translationsermöglichungsmechanismusteil eine Translation eines zu stützenden bzw. tragenden Objekts (Messvorrichtung) ermöglicht, ungefähr parallel zu der Richtung, in der der Kontaktpunkt mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird (oder ungefähr parallel zu der Richtung der von dem Werkstück auf die Messvorrichtung ausgeübten Reaktionskraft). Beispiele für die Messvorrichtung (Messteil) umfassen Messschieber, Mikrometerköpfe, Mikrometer, digitale Messuhren (Indikatoren), Testindikatoren (Messuhren vom Hebeltyp) und dergleichen.
In der ersten, vierten und fünften exemplarischen Ausführungsform wurden jeweils unterschiedliche Arten von Schwimmgelenkteilen 400, 800 und 900 beschrieben. Sie können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Beispielsweise kann der Schwimmgelenkteil 400 gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform auf der Seite der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 installiert sein, und der Schwimmgelenkteil 800 gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform kann ferner über der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 installiert sein.
Gleichermaßen kann beispielsweise der Schwimmgelenkteil 900 gemäß der fünften exemplarischen Ausführungsform auf der Seite der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 installiert sein, und der Schwimmgelenkteil 800 gemäß der vierten exemplarischen Ausführungsform kann ferner über der elektrischen Innendurchmesser-Messvorrichtung 200 installiert sein.
Aufgrund der Länge einer Innendurchmesser-Messvorrichtung, wenn die Innendurchmesser-Messvorrichtung durch ein flexibles Gelenk gestützt bzw. getragen wird, schwankt die Innendurchmesser-Messvorrichtung ungleichmäßig, neigt sich stark oder gleitet hin und her oder nach links und rechts und ist schwer zu stabilisieren. Wenn hingegen die Steifigkeit des Gelenks erhöht wird, kann eine autonome Positions- und Stellungseinstellung nicht nur mit einem schwachen Messdruck durchgeführt werden, was das Einbringen einer fortgeschrittenen Rückkopplungssteuerung und dergleichen erfordert. Dies erfordert jedoch die Einbringung eines teuren Systems und eine lange Zeit für die Positions- und Stellungseinstellung. Daher wird erwartet, dass durch Koppeln und Stützen der Innendurchmesser-Messvorrichtung an zwei Punkten der Seite und der Oberseite der Innendurchmesser-Messvorrichtung mit geeigneten Schwimmgelenkteilen Stabilität erreicht werden kann, während die Flexibilität der Gelenke aufrechterhalten werden kann.
Die obigen exemplarischen Ausführungsformen nehmen an, dass die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung von der Oberseite des Lochs in ein Loch eingeführt wird, während eine nahezu vertikale Stellung beibehalten wird, aber die elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung kann auch in einer horizontalen Stellung sowie als die vertikale Stellung verwendet werden, oder sie kann sich einem Werkstück (zu messendem Loch) von unten nach oben in einer umgedrehten vertikalen Stellung nähern.

100: automatische Innendurchmesser-Messvorrichtung
110: Messvorrichtungshauptkörper
120: elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung
200: elektrische Innendurchmesser-Messvorrichtung
210: Zylindergehäuseteil
211: oberer Zylindergehäuseteil
212: Innengewinde
213: mittlerer Zylindergehäuseteil
214: unterer Zylindergehäuseteil
215: Zylinderkopfteil
216: Tellerfeder
220: Messkopfteil
230: Stange
231: obere Stange
232: Zuführschnecke
233: untere Stange
240: Fingerhutteil
241: Fingerhuthülse
242: Ratschenhülse
243: Schraubenfeder (lastregulierende Elastizität)
250: Kontaktpunkt
251: verjüngte Fläche bzw. Oberfläche
252: runde Schaftspitze
260: Verschiebungserfassungsteil
261: Rotor
262: Stator
270: Außengehäuseteil
271: Außengehäusekörperteil
272: Außengehäuseoberteil
273: Anzeigeeinheit
274: Anzeigeteil
280: elektrische Antriebseinheit
300: Stütz- bzw. Trägerrahmenteil
310: Stütz- bzw. Trägersäulenteil
320: Stütz- bzw. Trägerbasisteil
321: erstes Einführloch
400: Schwimmgelenkteil (Schwimmgelenkmechanismusteil)
410: Rotationsermöglichungsmechanismusteil
411: erster Federhalter
412: Schraubenfeder
413: zweiter Federhalter
414: Ringloch
420: Translationsermöglichungsmechanismus
421: horizontale Platte
422: zweites Einführloch
423: Kugelrolle
430: Aufhängestange
500: Begrenzungsmittel
510: Klemmstück
600: Kollisionserfassungsteil
601: feste bzw. feststehende Platte
602: Montageplatte
610: Linearführung
611: Nutrahmen
612: Gleitkörper
620: Schraubenfeder
630: Kontaktsensor
631: Kontakterfassungsblock
632: Kugelkolben bzw. -stößel
132: Kraftsensorteil
130: mehrgelenkiger Roboterarmteil (Roboterarmteil)
131: Handteil
140: Steuer- bzw. Regeleinheit
150: Messbetriebssteuer- bzw. -regeleinheit
151: Begrenzungssteuer- bzw. -regeleinheit
152: Antriebssteuer- bzw. -regeleinheit
153: Messwerterfassungseinheit
160: Roboterarmantriebssteuer- bzw. -regeleinheit
170: zentrale Steuer- bzw. Regeleinheit
710: Stütz- bzw. Trägerbasisteil
720: Stütz- bzw. Trägerringteil
721: Balken
722: ausgesparter Teil
723: Führungswelle
724: Feder (Schraubenfeder)
800: Schwimmgelenkteil (Schwimmgelenkmechanismusteil)
810: Kopplungsblock
811: Aufhängungsstange
812: Führungsloch
820: Kugel
900: Schwimmgelenkteil (Schwimmgelenkmechanismusteil)
910: erste Schwimmkopplungsschale (erster Schwimmkopplungskörper)
911: erste Kopplungswelle
920: zweiter Schwimmkopplungsring (zweiter Schwimmkopplungskörper)
921: erstes Kopplungsloch
922: zweite Kopplungswelle
930: dritte Schwimmkopplungsplatte (dritter Schwimmkopplungskörper)
931: gekrümmter Teil
932: zweites Kopplungsloch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2022049141 [0001]
JP 2010019783 A [0003, 0004]
JP H814871 [0004]

Claims

Innendurchmesser-Messeinheit, umfassend: einen Innendurchmesser-Messteil, der einen Kontaktpunkt enthält, der konfiguriert ist, sich in einer Richtung senkrecht zu einer Zylinderachse eines Zylindergehäuseteils vorwärts und rückwärts zu bewegen, wobei der Innendurchmesser-Messteil konfiguriert ist, den Kontaktpunkt in Kontakt mit einer Innenwand eines zu messenden Lochs zu bringen, um einen Innendurchmesser des Lochs zu messen, während der Innendurchmesser-Messteil in das Loch eingeführt wird; einen Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Innendurchmesser-Messteil zu stützen bzw. zu tragen; und einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Innendurchmesser-Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Innendurchmesser-Messteils in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Schwimmgelenkteil enthält: einen Kopplungsblock, der fest mit dem Innendurchmesser-Messteil gekoppelt ist und konfiguriert ist, integral bzw. einstückig mit dem Innendurchmesser-Messteil verschoben und gedreht zu werden; einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Rotation des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen; und einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Translationsverschiebung des Kopplungsblocks in einer Richtung parallel zu einer Ebene senkrecht zu der Zylinderachse in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Rotationsermöglichungsmechanismusteil eine Kugel enthält, die zwischen dem Kopplungsblock und dem Stützrahmenteil angeordnet ist, und der Translationsermöglichungsmechanismusteil enthält: eine Führungswelle, die an einem des Kopplungsblocks oder des Stützrahmenteils bereitgestellt ist und sich in der Richtung parallel zu der Ebene erstreckt, die senkrecht zu der Zylinderachse ist; und ein Führungsloch, das in dem anderen des Kopplungsblocks und des Stützrahmenteils bereitgestellt ist, um die Führungswelle aufzunehmen und der Führungswelle zu ermöglichen, in der Richtung parallel zu der Ebene senkrecht zu der Zylinderachse zu gleiten.
Innendurchmesser-Messeinheit nach Anspruch 1, wobei die Führungswelle eine von zwei Führungswellen ist, und die beiden Führungswellen in zueinander orthogonalen Richtungen in der Ebene senkrecht zu der Zylinderachse bereitgestellt sind.
Innendurchmesser-Messeinheit nach Anspruch 2, wobei der Stützrahmenteil einen Stütz- bzw. Trägerringteil enthält, der den Kopplungsblock in der Ebene senkrecht zu der Zylinderachse umgibt, der Stützringteil mit den beiden Führungswellen versehen ist, und der Kopplungsblock ein Führungsloch enthält, das konfiguriert ist, die beiden Führungswellen aufzunehmen und eine Translation und Rotation des Kopplungsblocks zu ermöglichen.
Innendurchmesser-Messeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kopplungsblock oberhalb eines oberen Endes des Innendurchmesser-Messteils angeordnet ist, und der Innendurchmesser-Messteil durch den Stützrahmenteil gestützt bzw. getragen ist, während er an dem Stützrahmenteil über den Schwimmgelenkteil aufgehängt ist.
Innendurchmesser-Messeinheit nach Anspruch 4, wobei eine Position, an der sich die beiden Führungswellen schneiden, sich auf einer Verlängerung der Zylinderachse des Innendurchmesser-Messteils befindet.
Innendurchmesser-Messeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Innendurchmesser-Messeinheit ferner eine elektrische Antriebseinheit enthält, die konfiguriert ist, den Kontaktpunkt vorwärts und rückwärts zu bewegen.
Innendurchmesser-Messeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Innendurchmesser-Messeinheit ferner ein Begrenzungsmittel zum Festklemmen des Innendurchmesser-Messteils oder des Kopplungsblocks enthält, um den Innendurchmesser-Messteil zu halten, wobei das Begrenzungsmittel konfiguriert ist, den Innendurchmesser-Messteil zu halten, wenn der Innendurchmesser-Messteil nicht in ein zu messendes Loch eingeführt ist, und den Innendurchmesser-Messteil freizugeben, wenn der Innendurchmesser-Messteil in das zu messende Loch eingeführt ist.
Innendurchmesser-Messeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Innendurchmesser-Messteil durch den Stützrahmenteil über den Schwimmgelenkteil gestützt bzw. getragen ist, wenn die Zylinderachse in einer vertikalen Richtung als eine Referenzposition ausgerichtet ist.
Innendurchmesser-Messeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Stützrahmenteil den Innendurchmesser-Messteil mit einem Bewegungsmittel zum Bewegen des Innendurchmesser-Messteils koppelt.
Schwimmgelenkmechanismusteil, der zwischen einem zu stützenden bzw. tragenden Objekt und einem Stütz- bzw. Trägerrahmenteil angeordnet ist, der konfiguriert ist, das zu stützende Objekt zu stützen bzw. zu tragen, wobei der Schwimmgelenkmechanismusteil konfiguriert ist, eine relative Translation und Rotation des zu stützenden Objekts in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Schwimmgelenkmechanismusteil umfasst: einen Kopplungsblock, der fest mit dem zu stützenden Objekt gekoppelt ist und konfiguriert ist, integral bzw. einstückig mit dem zu stützenden Objekt verschoben und gedreht zu werden; einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Rotation des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen; und einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Translationsverschiebung des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Rotationsermöglichungsmechanismusteil eine Kugel enthält, die zwischen dem Kopplungsblock und dem Stützrahmenteil angeordnet ist, und der Translationsermöglichungsmechanismusteil enthält: eine Führungswelle, die an einem des Kopplungsblocks oder des Stützrahmenteils bereitgestellt ist und sich in einer Richtung des Führens der Verschiebung erstreckt; und ein Führungsloch, das in dem anderen des Kopplungsblocks und des Stützrahmenteils bereitgestellt ist, um die Führungswelle aufzunehmen und der Führungswelle zu ermöglichen, zu gleiten.
Messeinheit, umfassend: einen Messteil, der konfiguriert ist, einen Kontaktpunkt mit einem zu messenden Objekt in Kontakt zu bringen, um eine Abmessung des zu messenden Objekts zu messen; ein Stütz- bzw. Trägerrahmenteil, der konfiguriert ist, den Messteil zu stützen bzw. zu tragen; und einen Schwimmgelenkteil, der zwischen dem Stützrahmenteil und dem Messteil angeordnet ist, um eine relative Translation und Rotation des Messteils in Bezug auf das Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Schwimmgelenkteil enthält: einen Kopplungsblock, der fest mit dem Messteil gekoppelt ist und konfiguriert ist, integral bzw. einstückig mit dem Messteil verschoben und gedreht zu werden; einen Rotationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Rotation des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen; und einen Translationsermöglichungsmechanismusteil, der konfiguriert ist, eine Translationsverschiebung des Kopplungsblocks in Bezug auf den Stützrahmenteil zu ermöglichen, wobei der Rotationsermöglichungsmechanismusteil eine Kugel enthält, die zwischen dem Kopplungsblock und dem Stützrahmenteil angeordnet ist, und der Translationsermöglichungsmechanismusteil enthält: eine Führungswelle, die an einem des Kopplungsblocks oder des Stützrahmenteils bereitgestellt ist und sich in einer Richtung des Führens der Verschiebung erstreckt; und ein Führungsloch, das in dem anderen des Kopplungsblocks und des Stützrahmenteils bereitgestellt ist, um die Führungswelle aufzunehmen und der Führungswelle zu ermöglichen, zu gleiten.