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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Messung von Objekten.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Messung von Querschnittabmessungen
eines Objektes, um sicherzustellen, dass die Abmessungen bestimmten Schwellenwertmerkmalen
entsprechen.
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Objekte,
wie z.B. Holmprofilsehnen, welche im Wesentlichen den Rahmen einer
Flugzeugtragfläche
bilden, werden gemessen, um sicherzustellen, dass die Abmessungen
des Objektes bestimmten Schwellenwertanforderungen entsprechen.
Im Fall der Holmprofilsehnen unterstützt ein Erreichen dieser Abmessungen
ein Bereitstellen von Flugzeugtragflächen, welche den zum Fliegen
dazugehörenden
Elementen widersteht.
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Holmprofilsehnen
können
eine Länge
von 20 bis 30 Meter (60 bis 100 Full) aufweisen und können winklig
geformte Teile besitzen, welche die vier (4) Ecken eines Flügelkastens
ausbilden. 1 stellt eine Holmprofilsehne 100 dar,
welche durch Sägegestellvorrichtungen 102 gehalten
wird. Es kann zum Beispiel insgesamt acht (8) Holmprofilsehnen pro Flugzeug
geben. Holmprofilsehnen können
sich typischerweise in fünf
Hauptquerschnittabmessungen unterscheiden, wie es in 2 dargestellt
ist.
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Die
erste Abmessung der Holmprofilsehne 100 ist die Basis,
welche eine Länge "A" aufweist. Die zweite Abmessung ist
die Dicke der Basis "B". Die Holmprofilsehne 100 weist
eine Komponente auf, welche sich von der Basis nach oben erstreckt
und welche eine vertikale Höhe "C" (die dritte Abmessung) und eine Dicke "D" (die vierte Abmessung) aufweist. Die
fünfte
Abmessung ist der "Winkel", welcher zwischen
der Basis und der Komponente, welche sich von der Basis senkrecht
erstreckt, gebildet wird. In der Praxis kann es bei diesen fünf (5) Hauptabmessungen
zum Beispiel bis zu 11 Variationen oder mehr geben, welche nicht
bezüglich
aller Flugzeugmodelle konsistent definiert sind.
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Es
ist notwendig, bis zu 300 Merkmale auf jedem Teil zu messen. Jedes
Merkmal ist als ein Übergangspunkt
definiert. Die Messanforderung ist im Allgemeinen zweigeteilt. Zuerst
wird der Längsabschnitt des Übergangs
lokalisiert und dann wird zweitens der Querschnitt gemessen. Das
Problem der Messung wird dadurch kompliziert, dass ein großer Prozentsatz
der Übergänge bezüglich des
Querschnittes so allmählich
ausgeführt
ist, dass der Übergangspunkt oft
durch eine Oberflächenrauigkeit,
welche durch manuelle Nachbearbeitungen eingeführt wird, verschleiert wird.
Die Anforderung, den Übergangspunkt eines
Merkmals zu lokalisieren, erfordert, dass viele Punkte in dem Bereich
des Übergangs
gemessen werden müssen.
Eine ausreichende Anzahl von Punkten muss vor und nach dem Übergang
gemessen werden, um den Übergangspunkt
genau zu berechnen.
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Handwerkzeuge,
wie sie in 3 dargestellt sind, sind eingesetzt
worden, um Abmessungen einer Holmprofilsehne zu messen. Um zu entscheiden, ob
eine Holmprofilsehne bestimmten Abmessungskriterien entspricht,
wird ein Stahlband entlang der Länge
der Holmprofilsehne ausgedehnt und an beiden Enden festgeklemmt.
Eine Teilzeichnung zusammen mit einem Prüfplan zur Qualitätssicherung (QAIP)
wird typischerweise eingesetzt, um zu bestimmen, welcher Teil der
Profilsehnen gemessen werden muss, und um Toleranzbereiche für jede Messung
zu bestimmen. Dies wird manuell ausgeführt, indem die spezifizierten Übergangspositionen
auf der Basis der Holmprofilsehne lokalisiert werden, welche als "Dollarzeichen"-Oberflächen bezeichnet
werden. Diese Übergangspositionen
werden über
die gesamte Länge
der Holmprofilsehne (kann 20 bis 30 Meter (60 bis 100 Fuß) betragen)
per Hand markiert. Nachdem die Holmprofilsehne markiert worden ist,
wird jede markierte Übergangsposition
identifiziert und mit der Teilzeichnung abgestimmt und in Beziehung
zu dem QAIP gebracht, um zu entscheiden, welche Abmessungen gemessen
werden müssen,
und um die Toleranzbereiche zu bestimmen, in welche die Abmessungen
fallen müssen.
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Dieses
Verfahren eines Teilentwurfs, einer manuellen Messung und eines
manuellen Vergleichs mit einer Teilspezifikation ist einigermaßen arbeitsintensiv
und kann bisweilen einen Engpass bei einem Durchsatz in einem Fabrikbereich
darstellen. Daher wäre
es erstrebenswert, ein Prüfsystem,
eine Prüfvorrichtung
und ein Verfahren zur Durchführung
solcher Messungen zu besitzen.
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Nach
dem Stand der Technik ist eine große Vielzahl von Vorrichtungen
bekannt, um Abmessungen von zu messenden Objekten zu messen. Das
US-Patent 5,335,422 offenbart
eine selbst angetriebene Vorrichtung, welche aus einem zweistückigen Rahmen
besteht, welcher um eine Gelenkachse geöffnet und geschlossen werden
kann, um die Vorrichtung an einem Rohr anzuordnen. In dem geschlossenen
Zustand werden Räder
auf dem Rahmen durch eine Federverriegelung gegen das Rohr gehalten, was
den Rädern
ermöglicht,
sich radial nach innen und nach außen zu bewegen, wenn Durchmesseränderungen
auftreten. Indem der Zwischenraum zwischen den Enden der Rahmenabschnitte
gemessen wird, wird eine Messung, welche für den Durchmesser des Rohrs
repräsentativ
ist, erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Prüfen einer
Holmprofilsehne bereit, wobei die Holmprofilsehne eine Basis und
eine Komponente, welche sich von der Basis nach oben erstreckt, umfasst,
wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
- – Befestigen
einer Prüfvorrichtung
an der Holmprofilsehne, indem Andruckwalzen niedergedrückt werden,
was eine Halterung für
die Prüfvorrichtung
bereitstellt, so dass die Prüfvorrichtung auf
der Profilsehne fahren, gleiten oder sich auf dieser bewegen kann;
- – manuelles
Schieben der Prüfvorrichtung
entlang der Holmprofilsehne;
- – Erfassen
von Querschnittabmessungen der Holmprofilsehne mit Verschiebungssensoren,
wobei die Querschnittabmessungen umfassen:
- – die
Länge der
Basis, und
- – den
Winkel zwischen der Basis und der nach oben gerichteten Komponente;
- – Bestimmen
einer Position der Prüfvorrichtung auf
der Holmprofilsehne;
- – Vergleichen
der erfassten Querschnittabmessungen mit Schwellenwerttoleranzen;
und
- – Aufzeichnen
der durch den Sensor vorgenommenen Messungen, um zu entscheiden,
ob die Schwellenwerttoleranzen eingehalten worden sind.
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Gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird eine Vorrichtung bereitgestellt, um eine Holmprofilsehne zu
prüfen,
wobei die Holmprofilsehne eine Basis und eine Komponente, welche sich
von der Basis nach oben erstreckt, umfasst, die Prüfvorrichtung
umfasst:
- – Andruckwalzen,
um die Prüfvorrichtung
an der Holmprofilsehne zu befestigen, indem die Andruckwalzen niedergedrückt werden,
was eine Halterung für
die Prüfvorrichtung
bereitstellt, so dass die Prüfvorrichtung
auf der Profilsehne fahren, gleiten oder sich auf dieser bewegen
kann;
- – Sensoren,
welche an der Halterung angebracht sind und ausgestaltet sind, um
Querschnittabmessungen der Holmprofilsehne zu messen, wobei die
Querschnittabmessungen umfassen:
- – die
Länge der
Basis, und
- – den
Winkel zwischen der Basis und der nach oben gerichteten Komponente;
wobei
sich der Sensor mit der Halterung bewegt; und
- – eine
Positionsanzeige, welche an der Halterung angebracht ist und welche
die Position der Prüfvorrichtung
auf der Holmprofilsehne bestimmt, wobei sich die Positionsanzeige
mit der Halterung bewegt.
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Die
Prüfvorrichtung
kann auch mehrere Sensorkanäle
umfassen, welche den Fortschritt verfolgen, welche die Prüfvorrichtung
auf dem Objekt vollzogen hat. Eine Verarbeitungsvorrichtung kann
auch in Verbindung mit dem Sensor bereitge stellt werden. Die Verarbeitungsvorrichtung
zeichnet Messungen auf, welche von dem Sensor durchgeführt werden und
kann sich auch in Verbindung mit der Positionsanzeige befinden.
Die Verarbeitungsvorrichtung zeichnet Positionen auf, welche von
der Positionsanzeige bestimmt werden.
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Ein
Speicher kann in Verbindung mit dem Sensor bereitgestellt werden,
der Speicher speichert Eigenschaften des Objektes, welche von dem
Sensor gemessen werden.
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Die
Prüfvorrichtung
kann auch eine Verarbeitungsvorrichtung in Verbindung mit dem Sensor
und der Positionsanzeige umfassen. Ein Speicher kann auch in Verbindung
mit dem Sensor und der Positionsanzeige vorhanden sein. Der Speicher
speichert Messungen, welche von dem Sensor und der Positionsanzeige
vorgenommen werden.
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Die
Prüfvorrichtung
kann auch eine Anzeige in Verbindung mit der Verarbeitungsvorrichtung
umfassen, und die Verarbeitungsvorrichtung kann eine Logik umfassen,
welche Messungen auf der Anzeige anzeigt, die von dem Sensor und
der Positionsanzeige vorgenommen werden.
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Der
Sensor kann bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ein linearer Verschiebungssensor
sein.
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Gemäß einer
alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst ein Verfahren zum Prüfen
eines Objektes die Schritte: Befestigen einer Prüfvorrichtung an dem Objekt;
Erfassen von Eigenschaften des Objektes mit einem Verschiebungssensor;
und Bestimmen einer Position der befestigten Vorrichtung auf dem
Objekt.
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Das
Verfahren umfasst auch den Schritt eines Erfassens von Querschnittabmessungen
einer Holmprofilsehne und eines Vergleichens der erfassten Eigenschaften
mit Schwellenwerttoleranzen.
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Das
Verfahren umfasst den Schritt eines Nachverfolgens des Fortschrittes,
welchen die Prüfvorrichtung
auf dem Objekt macht. Messungen, welche von dem Sensor durchgeführt werden,
werden aufgezeichnet, um zu bestimmen, ob die Schwellenwerttoleranzen
eingehalten worden sind. Positionen, welche von der Positionsanzeige
bestimmt werden, können
auch aufgezeichnet werden, um die Schwellenwerttoleranzen zu bestimmen.
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Das
Verfahren kann auch ein Speichern von Eigenschaften in einem Speicher
umfassen, welche von dem Sensor gemessen werden. Diese Eigenschaften,
welche von dem Sensor gemessen werden, können angezeigt werden. Positionen,
welche von der Positionsanzeige bestimmt werden, können auch
angezeigt werden. In einigen Fällen
können Messungen,
welche von dem Sensor vorgenommen werden, und Positionen, welche
von der Positionsanzeige bestimmt werden, beide dargestellt werden.
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Ein
System zum Prüfen
eines Objektes umfasst Mittel zum Befestigen einer Prüfvorrichtung
an dem Objekt; Mittel, um Eigenschaften des Objektes zu erfassen;
und Mittel, um eine Position der befestigten Vorrichtung auf dem
Objekt zu bestimmen, wobei das System als solches nicht Teil des
beanspruchten Gegenstandes ist.
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Das
nicht beanspruchte System kann Mittel umfassen, um den Fortschritt
zu verfolgen, welchen die Prüfvorrichtung
auf dem Objekt macht. Mittel, um Messungen aufzuzeichnen, welche
durch die Erfassungsmittel vorgenommen werden, können vorhanden sein. Bei anderen
erfindungsgemäßen Ausführungsformen
können
Mit tel vorhanden sein, um Positionen aufzuzeichnen, welche von den
eine Position bestimmenden Mitteln bestimmt werden.
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Das
nicht beanspruchte System kann auch Mittel umfassen, um Eigenschaften
in einem Speicher zu speichern, welche von den Erfassungsmitteln gespeichert
werden. Mittel, um Eigenschaften darzustellen, welche durch die
Erfassungsmittel gemessen werden, können auch bereitgestellt werden.
Das nicht beanspruchte System kann auch Mittel umfassen, um Positionen
darzustellen, welche von den eine Position bestimmenden Mitteln
bestimmt werden. Mittel, um Messungen, welche von den Erfassungsmitteln
vorgenommen werden, und Positionen, welche von den eine Position
bestimmenden Mitteln bestimmt werden, darzustellen, können auch
vorhanden sein.
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Bei
einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst eine Vorrichtung zur Prüfung
eines Objektes ein Verschiebungsmessinstrument und ein Rad mit einem
Rollenlager, welches an dem Verschiebungsmessinstrument angebracht
ist. Ein Encoder, welcher eine Bewegung des Rades auf dem Objekt
verfolgt, ist auch vorhanden.
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Das
Rad kann rund oder sphärisch
sein, was seitliche Belastungen kompensieren kann. Die Vorrichtung
kann darüber
hinaus eine Zugfeder umfassen, welche an der Vorrichtung angebracht
ist und das Rad in Kontakt mit dem Objekt hält.
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Ein
Rückstellhebel,
welcher mit der Vorrichtung verbunden ist, kann auch vorhanden sein,
um das Rad derart zu bewegen, dass sich das Rad nicht in Kontakt
mit dem Objekt befindet.
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Das
Verschiebungsmessinstrument kann in einigen Fällen ein lineares Verschiebungsmessinstrument
sein.
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Die
vorliegende Erfindung kann gemäß einer anderen
Ausführungsform
ein Verfahren zum Prüfen eines
Objektes sein. Das Verfahren umfasst die Schritte eines Kontaktierens
des Objektes mit einem Rad, welches ein Rollenlager aufweist, das
an einem Verschiebungsmessinstrument angebracht ist; eines Bewegens
des Rades entlang einer Oberfläche
des Objektes und ein Aufzeichnen von Messungen, welche von dem Verschiebungsmessinstrument
vorgenommen werden; und ein Verfolgen einer Sensorbewegung auf dem
Objekt.
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Das
Rad kann rund oder sphärisch
sein, was seitliche Belastungen kompensieren kann. Das Verfahren
kann den Schritt umfassen, das Rad unter Verwendung einer Zugfeder
in Kontakt auf dem Objekt zu halten. Bei einer anderen Ausführungsform kann
das Verfahren den Schritt umfassen, das Rad derart zu bewegen, so
dass es sich nicht in Kontakt mit dem Objekt befindet.
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Ein
System zur Prüfung
eines Objektes umfasst Mittel, um das Objekt mit einem Rad zu kontaktieren,
welches ein Rollenlager aufweist, das an einem Verschiebungsmessinstrument
angebracht ist; Mittel, um das Rad entlang einer Oberfläche des
Objektes zu bewegen und Messungen aufzuzeichnen, welche von dem
Verschiebungsmessinstrument vorgenommen werden; und Mittel, um eine
Sensorbewegung auf dem Objekt zu verfolgen, wobei das System als
solches nicht Teil des beanspruchten Gegenstands ist.
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Das
Rad kann rund oder sphärisch
sein. Das nicht beanspruchte System kann auch Mittel, um das Rad
in Kontakt auf dem Objekt zu halten und/oder Mittel, um das Rad
derart zu bewegen, dass es sich nicht in Kontakt mit dem Objekt
befindet, umfassen.
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Damit
sind recht allgemein die wichtigeren Merkmale der Erfindung skizziert
worden, damit die detaillierte Beschreibung, welche folgt, besser
verstanden werden kann und damit der Beitrag der vorliegenden Erfindung
zum Stand der Technik besser gewürdigt
werden kann. Es gibt natürlich
weitere Merkmale der Erfindung, welche im Folgenden beschrieben
werden und welche den Gegenstand der hier angehängten Ansprüche bilden.
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Diesbezüglich sollte,
bevor zumindest eine erfindungsgemäße Ausführungsform im Detail erläutert wird,
klar sein, dass die Erfindung in ihrer Anwendung bezüglich der
Details einer Konstruktion und bezüglich der Anordnungen der Komponenten,
welche in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in den Zeichnungen
dargestellt werden, nicht beschränkt
ist. Die Erfindung ist für
andere Ausführungsformen
geeignet und kann in verschiedenen Weisen praktiziert und ausgeführt werden.
Es ist auch klar, dass die hier verwendeten Phrasen und die hier
verwendete Terminologie, wie auch die Abstraktion, dem Zweck der
Beschreibung dient und nicht einschränkend ausgelegt werden sollte.
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Daher
versteht der Fachmann, dass das Konzept, auf welchem diese Offenbarung
basiert, leicht als eine Grundlage verwendet werden kann, um andere
Strukturen, Verfahren und Systeme zu entwerfen, um mehrere Zwecke
der vorliegenden Erfindung auszuführen.
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1 ist
eine Darstellung einer Holmprofilsehne, welche durch Sägegestellvorrichtungen
gehalten wird.
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2 ist
eine Darstellung einer Holmprofilsehne und ihrer Querschnittabmessungen.
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3 ist
eine Darstellung von Instrumenten, welche eingesetzt werden, um
Querschnitte einer Holmprofilsehne zu messen.
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4 ist
eine Darstellung einer Prüfvorrichtung,
welche an einer Holmprofilsehne angebracht ist.
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5 ist
eine Darstellung einer Prüfvorrichtung.
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6 ist
eine Darstellung von linearen Sensoren.
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7 ist
eine Darstellung eines linearen Sensors.
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8 ist
eine Darstellung des Inneren eines linearen Sensors.
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9 ist
eine Darstellung einer Positionsanzeige.
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10 ist
eine Darstellung einer sich drehenden Positionsanzeige.
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11 ist
eine Darstellung einer Anzeige einer Messung, welche durch die Software
der Prüfvorrichtung
vorgenommen wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine lineare Hochgeschwindigkeitsverschiebungsmessung
von Objekten, wie z.B. Holmprofilsehnen, bereit. Eine Ausführungsform
der Erfindung ist in 4 dargestellt. Eine Prüfvorrichtung 104 ist
an einer Holmprofilsehne 100 angebracht. Die Prüfvorrichtung 104 ist an
der Holmprofilsehne 100 angebracht, indem Andruck/Klemmwalzen 106 geöffnet werden
und dann die Prüfvorrichtung 104 an
die Holmprofilsehne 100 angelegt wird. Wenn die Prüfvorrichtung 104 einmal auf
die Holmprofilsehne 100 angelegt worden ist, werden die
Andruckwalzen 106 auf die Holmprofilsehne 100 niedergedrückt. Wie
in 4 dargestellt ist, stellen die Andruckwalzen 106 eine
Halterung für die
Prüfvorrichtung 104 bereit
und befestigen die Prüfvorrichtung 104 an
der Holmprofilsehne 100. Die Prüfvorrichtung 104 kann
nun auf der Holmprofilsehne 100 fahren, gleiten oder sich
auf dieser bewegen.
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Die
Prüfvorrichtung 104 weist
auch eine Information bezüglich
der Position und der Abmessungen auf, welche auf der Holmprofilsehne 100 gemessen
werden müssen,
die in einem Prozessor oder einem Speicher auf der Prüfvorrichtung 104 eingebettet
ist. Diese Information kann in einen Speicher geladen werden, welcher
von der Prüfvorrichtung 104 gelesen
werden kann. Es sei angemerkt, dass die Speichervorrichtung und/oder
der Prozessor auf der Prüfvorrichtung 104 oder
außerhalb
der Prüfvorrichtung 104 angeordnet
sein kann.
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Wenn
die Prüfvorrichtung 104 einmal
an die Holmprofilsehne 100 angebracht ist, muss die Prüfvorrichtung 104 initialisiert
werden. Die Prüfvorrichtung
kann zu einem Ende der Holmprofilsehne geschoben werden und "auf Null gestellt
werden", um anzuzeigen,
dass dies die Startposition ist. Wenn die Prüfvorrichtung 104 einmal
auf der Holmprofilsehne 100 "auf Null gestellt worden ist", kann diese Startposition
mit der Information koordiniert werden, welche in einem Speicher
gespeichert ist, um anzuzeigen, dass sich die Prüfvorrichtung an dem Anfang
der Holmprofilsehne befindet.
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Eine
Bedienperson kann dann die Prüfvorrichtung 104 entlang
der Holmprofilsehne 100 verschieben. Die Prüfvorrichtung 104 führt, während sie sich
entlang der Holmprofilsehne 100 bewegt, Messungen durch
und vergleicht diese mit der Information, welche in der Prüfvorrichtung 104 gespeichert
ist. Dadurch wird die Anforderung, die gesamte Länge der Holmprofilsehne 100 zu
messen, per Hand Übergangpunkte
zu markieren und dann zurückzugehen und
Querschnittabmessungen der Holmprofilsehne 100 zu nehmen,
vermieden, indem der Prüfvorrichtung 104 ermöglicht wird,
Messungen vorzunehmen, wenn eine Bedienpersonen die Prüfvorrichtung 104 die
Profilsehne 100 hinunter schiebt.
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Damit
die Prüfvorrichtung 104 diese
Messungen bewerkstelligen kann, sind Sensoren auf der Prüfvorrichtung 104 vorhanden.
Die Prüfvorrichtung 104,
welche in 5 dargestellt ist, zeigt eine
Ansicht von drei Sensoren 108 von oben, welche eingesetzt
werden können,
um Abmessungen eines Querschnitts der Holmprofilsehne 100 zu
messen. Diese drei Sensoren 108 sind Hochgeschwindigkeitsverschiebungssensoren,
welche Eigenschaften der Holmprofilsehne 100 durch ein
Verschieben messen. Es sei angemerkt das andere Typen von Sensoren bei
dieser Anwendung eingesetzt werden können.
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Wie
in 6 dargestellt ist, können mehrere Sensoren 108 verwendet
werden, um verschiedene Querschnittabmessungen einer Holmprofilsehne 100 zu
messen. 7 ist eine Darstellung eines Hochgeschwindigkeitsverschiebungssensors 108, welcher
nicht an einer Prüfvorrichtung 104 angebracht
ist. Dieser Hochgeschwindigkeitsverschiebungssensor 108,
welcher in 7 dargestellt ist, sorgt für eine Hochgeschwindigkeitserfassung
von linearen Verschiebungsdaten, so dass Teilmerkmale rasch gemessen
werden können.
Dies kann durch den Einsatz von Tape-Scale-Systemen von Renishaw® bewerkstelligt
werden, welche mit einem linearen Gleitstück in einem kompakten industriellen
gehärteten
Gehäuse
integriert sind. Die vorliegende Erfindung sorgt auch für eine Sensorrückstellung,
um Kollisionen mit anderen Teileinrichtungen zu vermeiden.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
werden ein lineares Gleitstück
von IKO® unter Federspannung
und ein Tape-Scale-Encoder von Reinshaw® eingesetzt,
um eine lineare Verschiebung zu messen. Wenn die Betätigungsvorrichtung
gegen die Feder versetzt wird, verfolgt der Maßbandencoder die Größe der Verschiebung
und löst
sie auf. Diese Verschiebung kann dann durch eine digitalisierende
Elektronik in einem Computer oder durch eine Anzeige ausgelesen
werden.
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Das
Rad oder die Walze, welche in 8 dargestellt
ist, kann in Berührung
mit der Holmprofilsehne 100 gebracht werden, wenn sich
die Abmessungen der Holmprofilsehne 100 verändern, wird
die Betätigungsvorrichtung
gegen die Feder verschoben. Ein Verschiebungsmessinstrument kann
vorhanden sein, um das Ausmaß der
Verschiebung zu messen, um eine Abmessung der Holmprofilsehne 100 zu bestimmen.
Wie in 8 dargestellt ist, wird, wenn sich die Querschnittabmessungen
der Holmprofilsehne 100 verändern, das Rad oder die Walze
zu dem Körper
des Sensors 108 hin verschoben. Innerhalb des Körpers dieses
Sensors 108 kann ein Verschiebungsmessinstrument, wie z.B.
ein Gleitmodell LWL 7C1R60BH von IKO®, für eine geradlinige
lineare Bewegung des Mechanismus vorhanden sein.
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Ein
Encoder kann vorhanden sein, um eine Bewegung des Sensors 108 auf
der Holmprofilsehne 100 zu verfolgen. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird ein Encoderband von Renishaw® (Modell
A9517-004) eingesetzt, um Skalierungsmarkierungen für den Lesekopf
bereitzustellen, und ein Encoderlesekopf von Renishaw® (Modell RGH24015A00A)
wird eingesetzt, um Skalierungsmarkierungsübergänge zu erfassen.
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Eine
Zugfeder ist vorhanden, so dass das Rad oder die Walze eine konsistente
Kontaktkraft auf die Messoberfläche
(die Holmprofilsehne 100) besitzt. Die Walze kontaktiert
die Arbeitsoberfläche
und ermöglicht
dem Mechanismus, sich entlang der Oberfläche zu bewegen. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
weisen die Walzen eine runde oder eine sphärische Form auf und besitzen
ein Drehlager oder ein Rollenlager.
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Rückhaltekabel
sind auch vorhanden, um zu ermöglichen,
dass die Walze in einer vollständig
zurückgezogenen
Position gehalten wird, so dass sie die Holmprofilsehne 100 nicht
kontaktiert. Der Entwurf des Sensors ist darin einzigartig, dass
er seitlichen Belastungen widerstehen und auch eine vorwärts und
eine rückwärts Bewegung
des Sensors verfolgen kann.
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Das
kundenspezifische Aluminiumgehäuse hält die Komponente
zusammen. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Gehäuse 3,10
cm mal 6,9 cm (1,25 Zoll mal 2,7 Zoll) groß. Ein Gehäuse mit dieser näherungsweisen
Größe er möglicht eine
kleine Komponentengröße, so dass
der Sensor 108 in die Prüfvorrichtung 104 passt.
Dies erzeugt auch mehr Raum für
mehrere Sensoren 108, um sie in der Prüfvorrichtung 104 anzuordnen,
was mehrere Messungen ermöglicht,
was die Genauigkeit erhöhen
kann. Der Encoderlesekopf von Renishaw®, wie
er dargestellt ist, gibt RS422-Niveauquadraturzählungen aus. Die Auslesevorrichtungen
sind mit dem Encoderlesekopf verbunden, um die Verschiebung aufzulösen.
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Wenn
Sie zusammen montiert sind, messen diese Komponenten die lineare
Auslenkung des Walzenkugelendes mit einer Auflösung von weniger als 0,003
mm (0,0001 Zoll). Die Auslenkungsgeschwindigkeit kann bei bis zu
10 m/s (400 Zoll pro Sekunde) aufgelöst werden. Obwohl diese Auflösung von
der Ausleseelektronik abhängig
ist, haben Tests bei diesem Mechanismus eine Drei-Sigma-Genauigkeit von 0,0046
mm (0,00018 Zoll) ergeben.
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9 stellt
eine Prüfvorrichtung 104 mit
einer Positionsanzeige 110 dar. Die Positionsanzeige 110,
welche in 10 dargestellt ist, sorgt dafür, die Position
der Prüfvorrichtung
auf der Holmprofilsehne 100 zu bestimmen. Diese Positionsanzeige
kann ein Drehencoder 110 mit Längspositionsrad sein. Die Funktion
dieses Drehencoders 110 mit Längspositionsrad ist, zu bestimmen,
wo sich die Prüfvorrichtung 104 auf
der Holmprofilsehne 100 befindet. Diese Positionsanzeige 110 kann
einen Aufwärtszähler und
einen Abwärtszähler umfassen,
so dass sie, wenn sich die Prüfvorrichtung 104 vorwärts und
dann rückwärts bewegt
die Position der Prüfvorrichtung 104 auf
der Holmprofilsehne 100 auflösen kann.
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Die
Prüfvorrichtung 104 kann
auch eine Logik umfassen, welche in eine Computerhardware in Verbindung
mit der Prüfvorrichtung 104 eingebettet ist.
Diese Computerhardware kann auf der Prüfvorrichtung 104 oder
außerhalb
der Prüfvorrichtung 104 angeordnet
sein. Der Betrieb dieser Software, welche in die Hardware eingebettet
ist, kann eingesetzt werden, um Messungen vorzunehmen, wenn sich
die Prüfvorrichtung 104 entlang
der Holmprofilsehne 100 bewegt. Am Anfang werden die Querschnittabmessungen
und Toleranzen in den Speicher geladen (Teilzeichnungen und QAIP).
Dann zeigt die Positionsanzeige 110, wenn sich die Prüfvorrichtung 104 die
Holmprofilsehne 100 hinunter bewegt, an, wo sich die Prüfvorrichtung 104 auf
der Holmprofilsehne 100 befindet. Die Sensoren 108 bestimmen
die Messungen oder Querschnittabmessungen der Holmprofilsehne 100.
Diese Messungen werden dann mit den gespeicherten Werten (Teilzeichnungen
und QAIP) für
die Toleranzen verglichen, um zu entscheiden, ob die Abmessungen
der Holmprofilsehne 100 akzeptabel sind.
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11 stellt
eine erfindungsgemäße Ausführungsform
dar, bei welcher ein Bildschirm die relevanten Daten anzeigt. Wie
in 11 unter der dritten Spalte "Passend" dargestellt ist, gibt es zwei Punkte, welche
als passend identifiziert wurden. Diese passenden Messungen sind
unter der Spalte "Passend" mit "ja" identifiziert. Andere
Zeichen werden verwendet, um anzuzeigen, dass andere Messungen nicht als
passend bestätigt
werden konnten. Zum Beispiel kann das Kennzeichen "Bedienperson lokalisiert" unter der Spalte "Passend" verwendet werden,
um anzuzeigen, dass die Prüfvorrichtung 104 nicht
bestätigen
konnte, dass die Abmessungen mit den relevanten Toleranzen für die Querschnittabmessungen
der Holmprofilsehne 100 zusammenpassen. Daher müsste eine
Bedienperson diese Bereiche manuell lokalisieren und erneut messen,
um zu entscheiden, ob sich die Querschnittabmessungen der Holmprofilsehnen
in Übereinstimmung
mit den Toleranzen befinden. In anderen Fällen wird ein Kennzeichen "L außerhalb" unter dem Kopf "Passend" verwendet werden,
um anzuzeigen, dass sich die Querschnittabmessung der Holmprofilsehne
außerhalb
der Toleranz befindet.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
arbeitet der bestimmte Messinstrumentdatenerfassungsprozessor mit
einem bestimmten eingebetteten Code, welcher mehr als geeignet ist,
die Messinstrumentmessungen zu erfassen und eine Synchronisierung
mit dem Längspositionsencoder
auch bei großen
Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten. Die Verschiebungssensoren
werden durch hohe Schwenkraten, wie z.B. wenn hohe Anschlussflächen durchlaufen
werden, nicht beeinflusst. Der Einsatz von WinRTTM in
Verbindung mit einer dynamisch dazu zu bindenden Library, welche
in C geschrieben ist, funktioniert auch gut. WinRTTM ermöglicht für die notwendige
Höhe einer
Priorität
für die
unterbrechungsgesteuerte Architektur, dass Aufrufe von Visual Basic
zu der DLL äußerst schnell
sind. Die gesamte Messinstrumentdatenverarbeitung und Analyse einschließlich der
grafischen Anzeige kann nahezu in Echtzeit unter Verwendung dieser
Architektur erfolgen. Die Wahl eines Ampro Computers mit einer Platine
mit 233 MHz war für
diese Anwendung gut geeignet. Die Verwendung von Windows 95TM als Betriebssystem vereinfachte die Aufgabe
der Schnittstelle zur QAIP-Datei,
der Vernetzung und des Druckens wesentlich. Die Wahl von Windows
95TM ermöglicht auch
den Einsatz von Visual Basic® für die Benutzerschnittstelle,
was den grafischen Entwurf sehr vereinfachte.
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Daher
wurde eine lineare Hochgeschwindigkeitsverschiebungsmessung durch
die vorab stehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung bewerkstelligt.
Der erfindungsgemäße Entwurf
umfasst kein befestigtes Maschinenbett und kann einen Aluminiumrahmen
einsetzen, welcher auf ein stationäres Teil, wie z.B. eine Holmprofilsehne,
geladen wird. Unter Federspannung stehende Klemmwalzen halten den
Rahmenindex an dem Teil. Es kann zwölf lineare Hochgeschwindigkeitsverschiebungsmessinstrumente
geben, welche jeweils einen kontinuierlichen Rollkontakt mit der
Oberfläche
des Teils haben. Diese zwölf
Messinstrumente messen kontinuierlich Querschnittabmessungen der
Holmprofilsehne, wenn der Rahmen die Länge der Holmprofilsehne herabrollt.
Räder aus
rostfreiem Stahl können
eingesetzt werden und können
an einem Drehencoder angebracht werden. Die Räder befinden sich in einem kontinuierlichen
Kontakt mit der Holmprofilsehne, wenn der Rahmen die Länge der
Holmprofilsehne herabrollt. Der Drehencoder misst die Längsposition des
Rahmens auf der Holmprofilsehne. Es kann ein integrierter Pentium-Computer
mit einer Platine, 233 MHz und mit einer integrierten Vernetzung
und Videofunktion und ein integrierter berührungsempfindlicher Bildschirm auf
Flüssigkeitskristallbasis
eingesetzt werden. Der Quelltext der Anwendung kann in Visual Basic
6.0® geschrieben
werden und kann dem System eine formbasierte Benutzerschnittstelle
bereitstellen. Ein Strichcodelesestift kann Eingabefehler bei Teilnummern
oder Anweisungsnummern vermeiden. Das System kann technische Entwurfdefinitionen
der Holmprofilsehne automatisch von einem Netzwerk-File-Server laden und
wenn die Rahmen das Teil hinunter rollen, kann das System kontinuierlich
die Querschnittabmessungen der Holmprofilsehne anzeigen, Merkmalspunkte
berechnen und entscheiden, ob die Merkmalspunkte in Übereinstimmung
vorgefunden wurden. Eine grafische oder tabellarische Ergebnisausgabe
kann von der Bedienperson einstellbar sein. Eine Hochgeschwindigkeitsmessinstrumentdatenerfassungselektronik
liest die Messinstrumente mittels einer Momentaufnahme aus.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
gibt es 14 Sensoreingaben und 14 getrennte Kanäle von Quadraturzählern. Diese
Zähler
halten hauptsächlich
die Anzahl von Zählungen
nach, welche ein Drehencoder oder ein linearer Encoder erzeugt.
Sobald sich der Encoder bewegt, speichern alle 14 Quadraturzähler den
Zählerstand
im Speicher und signalisieren dem Hauptbetriebssystem, dass es neue
Daten gibt. Das Betriebssystem arbeitet eventuell die von dem Signal
erzeugte Unterbrechung ab, während
es eine normale Bearbeitung fortsetzt. In der Zwischenzeit kann
eine andere Gruppe von Zählerstanden
erfasst werden und ein anderes Unterbrechungssignal wird zu dem
Prozessor gesendet. Dieser Zyklus setzt sich fort, bis der Speicherpuffer
leer ist. Dieses System ist in der Lage, Querschnittabmessungen
einer Holmprofilsehne alle 0,3 mm (0,010 Zoll) mit einer Geschwindigkeit
von 18 cm/s (7 Zoll pro Sekunde) zu messen.
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Die
vielen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der detaillierten
Spezifikation ersichtlich, und daher wird durch die beigefügten Ansprüche beabsichtigt,
dass durch sie alle solche Merkmale und Vorteile der Erfindung abgedeckt
werden. Da für
den Fachmann zahlreiche Modifikationen und Variationen leicht erkennbar
sind, ist es darüber hinaus
nicht erwünscht,
die Erfindung bezüglich
der genauen Konstruktion und bezüglich
des genauen Betriebs, welcher illustriert und beschrieben worden ist,
zu beschränken,
und dementsprechend sollen alle geeigneten Modifikationen und Äquivalente
derart ausgelegt werden, dass sie unter den Umfang der Erfindung,
wie er durch die Ansprüche
definiert ist, fallen.