JP4758065B2 - ラックおよびモジュール交換システム - Google Patents

Description

本発明は、モジュールを支持するためのラックおよび一のモジュールをもう一つのモジュールに換えるための交換システムに関する。特に、本発明は、計測プローブ用のモジュール支持ラックおよび、ヘッドがラックに配置されている間プローブが接続される三次元座標測定器や工作機械のような計測機械のキャリアから一のプローブを取り外し、そしてヘッドがラックに配置されている間ヘッドに別のプローブを任意で接続するためのシステムに関するが、これに限らない。

プローブの選択が、例えば三次元座標測定器（ＣＭＭ）に取り付けられている工作物の寸法の検査などの働きを行うために必要とされるとき、その時、ラックは使われていない計測プローブを支持するために使われ得る。望ましくは、自動装置にとって、一のプローブから別のへの切り替えは、手の介入なしに行われるべきである。そのような作動には課題があり、換言すれば、自動的に取り外して、そしてそのラック内のプローブを再びつなぐことが必要である。

計測プローブ用の収納ラックの一のタイプが特許文献１に示されている。収納ラックは、プローブとヘッドがあるポートへ動かされるとき、連結部を緩めるところのねじ回し刃をポートの各々に有する複数のポートを有することが示されている。各刃には、モータが取り付けられていて、それ故にラックは動力および信号線を必要とする。

同様の収納ラックが、特許文献２に示されている。その書類には、一つ以上の格納ポートを有するラック（図１の２０）が開示されている。プローブを担持しているヘッドからのプローブの取り外しは、各格納ポートにおいて、プローブがラックに支持されている間に、そのプローブとヘッドの間の連結部を回して、緩めるねじ回しの刃の形態の取り外し機構によってもたらされている。

特許文献２に示されているラックは、動力を供給されない。代わりに、ヘッドとプローブはあるポートへ動き、そのヘッドはそのラックと関係するポートを動かし、この動きは刃にその連結部を緩めることを引き起こす。各ポートは独立に可動であり、各ポートはそれ自体別個の刃回転機構を有する。これは、ラックが生産するには高価であることを意味している。

欧州特許第０１４２３７３号明細書 欧州特許第８５６３７７号明細書

本発明の一形態によれば、ラックからモジュールを取るために、該ラックに対して移動可能であるキャリアと共に使用するのに適したモジュール収納ラックであって、該ラックは、ベース部材と、該モジュールを収納するために該ベースに接続される複数の収納ポートであって、各ポートは該キャリアにモジュールを接続する又は該キャリアからモジュールを取り外す作動可能な接続又は取り外し道具を有し、各収納ポートは該ベース部材に対して移動可能であり、前記相対運動が該道具の該作動をもたらす収納ポートと、を備え、前記複数の収納ポートは該ベースに対して共に移動可能であることを特徴とするモジュール収納ラックが提供される。

特許文献２に記述されている道具のためのその作動機構は、プーリー又はカムおよびケーブルを使用し、複雑にされていて、そして作るのは高価である。

本発明の第二の態様によれば、機械に取り付けるためのモジュール収納ラックであり、そしてラックに対して移動可能な該機械のキャリアに接続可能であるモジュールを収納するのに適したモジュール収納ラックであって、該ラックは、該キャリアに該モジュールを接続し、又は該キャリアから該モジュールを取り外すための道具を有する少なくとも一つの収納ポートを備え、該ラックは、さらに、該道具に、該キャリアに該モジュールを接続し、又は該キャリアから該モジュールを取り外すことを引き起こすために、該道具に接続された複数の回動可能に相互連結された硬質部材を有する連携機構を備えることを特徴とするモジュール収納ラックが提供される。

本発明のこの態様の実施形態は、しかして、低コスト、多数の収納ポートばかりでなくたった一つの収納ポートのための、容易に製造できる道具の作動機構を提供する。

本発明の両態様において、該収納ポート又は複数の収納ポートは、モジュールキャリアの動きによって好ましくは移動可能であるが、第二の態様によればその連携機構は、収納ポートが静止している間、移動可能であり得る。

図１に本発明による収納ラック１０を示す。そのラックは、固定部材２０と、その固定部材２０のベッド滑り面（図２の２６）に取り付けられた移動可能な支持体３０とを備えて構成されている。その移動可能な支持体は、その運行の一の端部で示されていて、矢印Ａの横方向に移動可能である。固定部材２０は、けた２２に固定されて示されていて、そのけた２２は三次元座標測定器（ＣＭＭ）（不図示）に取り付けられている二つの垂直材２４に順に固定されている。そのＣＭＭは、Ｘ、ＹおよびＺ方向に移動可能であるプローブキャリアクイル４０もまた有している。そのクイルに取り付けられているのは、計測プローブヘッド４２である。そのヘッドに取り外し可能に取り付けられているのは計測プローブ４４であり、そのプローブに取り付けられているのは測定子ユニット４６である。プローブと測定子ユニットは、異なる形のプローブと測定子に交換され得るように、ほぼ９０°にスロット４８を回転させることによって、そのヘッドからそのプローブを取り外すことが可能である。そのスロット４８は、図１において裏側に示されていて、使用するとき正反対の位置にされるだろう。

そのような取り外し可能な連結部は、先の特許文献１に完全に記述されていて、その開示はここで言及することにより組み込まれる。完全な自動装置のため、その取り外し行為は、ラック１０で行われ、そこで一のプローブと測定子が別のものに交換され得る。図１および図２を参照すると、作動中、クイル４０はラック１０に向かって動き、プローブ４４に、四つのポート１２ａ、ｂ、ｃ、又はｄの一つに入ることを引き起こす。そうすることにおいて、四つのバネ付きのプローブ保護蓋１４の一つは、邪魔にならないところに押されるだろう。一旦、そのプローブがポート１２に入ると、それのスロット４８はねじ回しタイプの刃１６の形態の接続および取り外し道具と係合するだろう。そして、ＣＭＭの命令に基づいて、そのクイルは、所定の距離、矢印Ａの方向に駆動される。この行為は、全ての四つのポートを共に動かし、全てのそれらの刃１６にほぼ９０°回転することを引き起こす。そのプローブがまさに入っているポートの刃１６はスロット４８を回転させ、そのプローブをそのヘッドに接続しているところの連結部を緩める。そのプローブは、そのヘッドから取り外されたとき、支持されているそのラックの突起１８（一対の突起の一つが各ポートに示されている）に置かれ得る。

そのヘッドが、今、そのポートから動き、別のポートにくっつき、反対の方向に動くことによって別のプローブに再びつながることが自由にでき、しかして、そのポートの刃１６に、その他のプローブのスロット４８で回ることを引き起こし、それによってヘッドとその他のプローブの間のジョイントを達成することを引き起こす。一旦そのクイルに固定されると、ヘッドと新しいプローブはそのラックから離れて動き得る。それぞれのプローブ保護蓋１４は、そのヘッドが立ち去るときそのポートのその頂部を覆って元の位置へさっと動くだろう。

図３ａからｄを参照すると、刃１６が回転するのを引き起こされるその機構は、これらの図に示されている。その機構は、図１および図２に示されている動かされるパーツ３０の後部に内蔵されていて、その動かされるパーツ３０とその固定部材２０とは共に接続されている。図３の光景は、図１および図２に示されている支持体３０の後部の一部である。使用中、その機構は、これらの図に示されていないカバーによって保護されている。特に図３ａを参照すると、部材２０と支持体３０の相対的な位置は、図１および図２に描かれている通りである。支持体３０は、矢印Ａの方向に動き得る。そうすることにおいて、その機構の様々な棒状部材は、スピンドル３２に取り付けられている刃１６を動かして、そしてそれを回転させることを引き起こす。

図３の各々に示されているその機構は、二つの平行な棒３４と、固定部材２０から一方が、そして連結バー３６からその他方が形成されているさらに二つの平行な棒と、で構成されている平行な四つの棒状の連携機構３８の形式で、この実施形態において、概して複数の回動可能に相互連結された剛性部材を備えて構成されている。枢動ピンは、回転可能に、四つの棒を接続している。

連結バー３６は、また、四つのクランク棒３３ａ、ｂ、ｃ、およびｄにピボット運動可能に接続されていて、それらのクランク棒の各々はそれぞれのスピンドル３２ａ、ｂ、ｃ、ｄに堅固に接続されている。

支持体３０と固定部材２０との間の相対運動は、四つの棒状の連携機構３８に、平行な態様で動くことを引き起こし、そしてクランク３３にスピンドル３２と共に回転することを引き起こす。上記したように、ヘッド４２がポート１２の中に位置付けられているとき、相対運動はＣＭＭのクイル４０の駆動作用によって引き起こされる。この場合、図３ａに示されている位置から、図３ｂ、ｃに示されている位置を経由して、図３ｄに示されている最終位置まで、一の作動で実行され、プローブに対するヘッドの連結部を緩める。その反対の方への動きは、ヘッドとプローブがポートにあるならば、その連結部を再びつなげるだろう。

スピンドルの回転、すなわち図３ａと図３ｂとの位置の間で示されている回転は、図３ｂと図３ｄにおける位置の間で示されている回転に対して反対向きの状態であることが言及されるだろう。このための理由は次の通りであり、クイルが矢印Ａに対して反対方向に動いているとき、それはプローブ４４に対してヘッド４２をしっかりと組み合わせ得、そうすることにおいて、それは図３ｄの位置から図３ｂの位置へ動く。ヘッドとプローブが立ち去る前に、その刃１６は図３ａに示されているわずかに反対向きの回転によってプローブのスロット４８の中心へ動かされる。この動きは、ラックが一の方向にのみ動く間に成し遂げられ、それ故クイルの制御は簡易化される。その刃のこの「バッキング・オフ」は、そのプローブをそのポートから容易に且つその刃に引きずられないで、引き出すことを可能にする。

その機構の別の注目に値すべき側面は、スピンドルの回転比に対するクイルの動きである。そのスロットを回転させるのに必要とされるトルクは、プローブのヘッドに対する連結部が、完全に組み合わされた位置にあるとき最も大きく、その連結部が完全に取り外されているとき最も小さい。だから、そのクイルの動きは図３ｄの位置で相対的に大きなスピンドルの回転へ、図３ｂと図３ａの位置で相対的に小さなスピンドルの回転へ切り替えられる。スピンドルの回転比に対するクイルの動きのこの変化の結果として、それがそのプローブをしっかりと組み合わせているときそのクイルに横荷重を減少させるが、その連結部がそれの完全に組み合わされた位置（図３ｂ／ｃ）に近接するにつれて、その刃のより小さな回転に、ますますより大きな動きが必要とされる。

棒３４の一つが省かれ、四つよりも少ない又は四つより多いポート１２が用いられ、そして接続／取り外しがねじ回しタイプの刃による以外によりなされても良い。（各々複数のポートを有する）二つ以上の支持体３０は、共に取り付けられることもあり得、又はけた２２に独立して支えられる可能性もある。（「モジュール」や「モジュールキャリア」とそれぞれ総称される）様々なアイテム、例えばプローブ伸長棒は、ヘッド４２に取り付けられ得るようにしても良い。

代わりに、ラックやピニオンが、支持体３０の直線的な滑り運動を刃１６の回転にかえるために使われても良い。しかして、ラックは、固定部材２０に備えられ、ピニオンは回転可能にその刃又は各刃１６につなげられても良い。

別の実施形態は、図４ａ、ｂ、ｃ、およびｄに示されている。この実施形態では、ラック１０は固定ベース２０に対して固定される。その連携機構は、モータ５２によるスピンドル３２ａ、ｂ、ｃ、およびｄの作動を受けて、上記したのと同様に動き得る。そのモータは、ねじ山５４を両方向に回転させる。この回転は、追従部品５６にそのねじ伝いに動くことを引き起こし、しかして棒３４を動かす。この動きは、ヘッドからのプローブの接続と取り外しの原因となる。

さらに、別の実施形態は、図５ａおよびｂに示されている。この（概略的に示されている）実施形態において、ラックとベース（不図示）は相対的に据え付けられてもいるだろう。ねじと追従部品は、クランク５８によって置き換えられる。そのクランクは、図５ａに示されている取り外し位置から図５ｂに示されている接続位置まで矢印Ｂの方向に回転可能である。モータ６２とドライブギヤ６０は、反転させる必要性の唯の一つもなしに、矢印Ｂの方向にクランクを回転させるために使われる。まさに二つのスピンドル３２は、簡単にするために例示されている。

図４および図５に示されたそれらの実施形態において、上記したあの「バッキング・オフ」は、反対側に作動する必要性なしに、一の方向へ示されている駆動機構が作動するに従って、成し遂げられる。結果として、さらにその機構の制御は、簡単にされる。ねじとクランクが例示されているが、他の駆動機構としては、例えばソレノイド又は空気ラムが考えられる。

本発明は、プローブの接続機構の一のタイプを有するように記述されているが、ヘッドに対してプローブをしっかり組み合わせる又は解除する他の方法としては、例えば特許文献２で用いられている装置が使われ得ることは明らかであろう。

本発明は、ＣＭＭや計測プローブを備えたその使用に関連して記述され且つ描かれているが、多くの他の応用が可能であることは明白であろう。

本発明の一実施形態の斜視図である。 図１に示されている実施形態の一部分の拡大図である。 図１および図２に示されている実施形態で採用されている機構の図であって四つの異なる位置における図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。

Claims (11)

1. ラックからモジュールを取るために該ラックに対して移動可能であるキャリアと共に使用するためのモジュール収納ラックを備えたシステムであって、
   該ラックは、
   ベース部材と、
   該モジュールを収納するために該ベース部材に接続される複数の収納ポートであって、各ポートは、該キャリアにモジュールを接続し、又は該キャリアからモジュールを取り外すために前記キャリアと前記モジュールとの連結部に係合可能である、作動可能な接続又は取り外し回転式道具を有し、各収納ポートは該ベース部材に対して直線的に移動可能であり、各収納ポートの該ベース部材に対する直線的な相対運動が該道具の該作動をもたらす収納ポートと、
   を備え、
   前記直線的な相対運動は、前記複数の収納ポートに、該ベース部材に対して共に移動することをもたらすことを特徴とするシステム。
2. 道具作動の機構は、該収納ポートの全ての該道具を作動させるために設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 該道具作動の機構は、回動可能に相互連結された部材からなる連携機構を備えることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 該相互連結された部材は、該ベース部材に回動可能に接続された第一部材と、連結棒によって該第一部材に一端部で各々回動可能に接続され、もう一端部でそれぞれ収納ポートの該道具に各々接続された複数の第二部材と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
5. 該連携機構は、該キャリアに該モジュールを接続し、又は該キャリアから該モジュールを取り外すことを引き起こすために該道具の回転をもたらし、該連携機構を構成する部材は、前記相対運動の間、回転することをもたらされることを特徴とする請求項３又は４に記載のシステム。
6. 機械に取り付けるためのモジュール収納ラックであり、そしてラックに対して移動可能な該機械のキャリアに接続可能であるモジュールを収納するためのモジュール収納ラックを備えたシステムであって、
   該ラックは、
   該キャリアに該モジュールを接続し、又は該キャリアから該モジュールを取り外すために前記キャリアと前記モジュールとの連結部に係合可能である回転式道具を有する少なくとも一つの収納ポートを備え、
   該ラックは、さらに、該道具に、該キャリアに該モジュールを接続し、又は該キャリアから該モジュールを取り外すために、対応する収納ポートに対して動くことを引き起こすために、該道具に接続された複数の回動可能に相互連結された部材を有する連携機構を備えることを特徴とするシステム。
7. 複数のポートが備えられ、道具作動の機構は該収納ポートの該道具の各々を作動させるために設けられていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
8. さらにベース部材を備え、該相互連結された部材は該ベース部材に回動可能に接続された第一部材と、連結棒によって該第一部材に一端部で各々回動可能に接続され、もう一端部でそれぞれ収納ポートの該道具に各々接続された複数の第二部材と、を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載のシステム。
9. 該連携機構は、該キャリアに該モジュールを接続し、又は該キャリアから該モジュールを取り外すことを引き起こすために該道具の回転をもたらし、該連携機構の一部を形成する部材は、該ベース部材に対する該収納ポート又は各収納ポートの相対運動の間、回転することをもたらされることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
10. 該連携機構は、該キャリアに該モジュールを接続し、又は該キャリアから該モジュールを取り外すことを引き起こすために該道具の回転をもたらし、該連携機構の一部を形成する部材は該連携機構の一端部に接続される駆動機構の動きによって回転することをもたらされることを特徴とする請求項６又は８に記載のシステム。
11. 該駆動機構は、ねじ山、ねじ追従部品またはクランクを備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。

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