DE102016203590A1

DE102016203590A1 - Messvorrichtung und Trägermechanismus eines säulenartigen Werkstücks

Info

Publication number: DE102016203590A1
Application number: DE102016203590.8A
Authority: DE
Inventors: Hirotada Anzai; Tomomitsu SUGAWARA; Monya FUJIWARA
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2036-03-05
Also published as: DE102016203590B4; US9810516B2; CN105937895A; JP2016161504A; US20160258734A1; CN105937895B; JP6579647B2

Abstract

Eine Messvorrichtung beinhaltet einen ersten Endträgerabschnitt, der ein erstes Ende des säulenartigen Werkstücks trägt; einen zweiten Endträgerabschnitt, der ein zweites Ende des säulenartigen Werkstücks trägt; und eine Messeinrichtung mit einer Sonde, die das säulenartige Werkstück misst, das vom ersten Endträgerabschnitt und vom zweiten Endträgerabschnitt getragen wird. Der erste Endträgerabschnitt beinhaltet einen ersten Endträgerkörper, der montierbar und lösbar in eine Zentrieröffnung des ersten Endes des säulenartigen Werkstücks passt. Der erste Endträgerkörper beinhaltet zumindest zwei Ausschnitte, und eine Innenfläche der Zentrieröffnung ist in einem Zustand, in dem der erste Endträgerkörper in die Zentrieröffnung eingepasst ist, durch die Ausschnitte nach außen hin sichtbar. Die Messeinrichtung führt die Sonde durch die Ausschnitte in die Zentrieröffnung ein und misst die Innenfläche der Zentrieröffnung.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht unter 35 U.S.C. § 119 die Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 2015-042735 , eingereicht am 4. März 2015, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit ausdrücklich berücksichtigt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung und einen Trägermechanismus eines säulenartigen Werkstücks. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Träger für eine Messvorrichtung, die ein längliches säulenartiges Werkstück misst.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Messvorrichtungen, die eine Form eines länglichen säulenartigen Werkstücks messen, sind bekannt (z. B. http://www.komatsu-machinery.co.jp/HP/japanese/seihin_kousaku_gdb.html, japanisches Patent Nr. 3,569,622 , Japanisches Patent Nr. 4,331,486 und japanisches Patent Nr. 4,820,681 ). Beispielsweise wird unter http://www.komatsu-machinery.co.jp/HP/japanese/seihin_kousaku_gdb.html eine Messvorrichtung offenbart, die eine Form eines säulenartigen Werkstücks wie z. B. einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle eines Autos misst. Die Messvorrichtung trägt einen oberen Endabschnitt des säulenartigen Werkstücks, um eine Drehung des säulenartigen Werkstücks zu ermöglichen, und trägt außerdem einen unteren Endabschnitt des säulenartigen Werkstücks auf einem Drehtisch. Außerdem gelangt während der Drehung des säulenartigen Werkstücks durch den Drehtisch ein Stiftkopf von einer Seite des säulenartigen Werkstücks in Kontakt. Dieser Prozess wird in der Reihenfolge wiederholt, wobei oben begonnen und Richtung Boden weiterbewegt wird.
Beim Messen der Form des säulenartigen Werkstücks muss das säulenartige Werkstück getragen werden. Verjüngte Zentrierlöcher sind an beiden Endflächen des säulenartigen Werkstücks bereitgestellt, und ein Trägermechanismus trägt das säulenartige Werkstück, indem er einen konischen oder runden Körper in diese Zentrierlöcher einpasst. Der konische oder runde Körper, der als eine solche Klemme verwendet wird, wird als Werkstück-Zentriereinrichtung bezeichnet. Es wird überwacht, dass die Werkstück-Zentriereinrichtung eine vorgeschriebene Form aufweist, z. B. stark konisch oder stark kugelförmig (geometrische Abweichung). Das säulenartige Werkstück wird durch Halten beider Endflächen des säulenartigen Werkstücks zwischen solchen Werkstück-Zentriereinrichtungen zentriert, und außerdem wird die Genauigkeit der Zentrierlöcher (einwärts verjüngte Oberflächen) des säulenartigen Werkstücks durch Folgerung aus einer Neigung des säulenartigen Werkstücks berechnet.
Auch wenn die Abmessungen und Toleranzen für die Werkstück-Zentriereinrichtung streng verwaltet werden, müssen die Einrichtungen jedoch nicht vollständig geregelte Formen (z. B. eine Kugel) aufweisen. Das Berechnen des Zentrierlochs (einwärts verjüngte Oberfläche) durch Folgerung aus der Werkstück-Zentriereinrichtung ist nicht mehr als eine indirekte Messung und es kann nicht behauptet werden, dass dadurch die Form des säulenartigen Werkstücks selbst genau gemessen wird. Da die Werkstück-Zentriereinrichtung jedoch in Zentrierlöcher eingepasst ist, ist es auch nicht möglich, eine Sonde in das Zentrierloch einzuführen. Demgemäß ist bei herkömmlichen Messvorrichtungen bislang nicht möglich, ein Zentrierloch (einwärts verjüngte Oberfläche) eines säulenartigen Werkstücks genau zu messen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Messvorrichtung bereit, die in der Lage ist, eine Form einer Endfläche eines säulenartigen Werkstücks genau zu messen.
Eine Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Messvorrichtung zum Messen eines länglichen säulenartigen Werkstücks mit einem Zentrierloch (einer Zentrieröffnung) an zwei Enden. Die Messvorrichtung beinhaltet einen ersten Endträgerabschnitt, der ein erstes Ende des säulenartigen Werkstücks trägt; einen zweiten Endträgerabschnitt, der ein zweites Ende des säulenartigen Werkstücks trägt; und eine Messeinrichtung mit einer Sonde, die das säulenartige Werkstück misst, das vom ersten Endträgerabschnitt und vom zweiten Endträgerabschnitt getragen wird. Der erste Endträgerabschnitt beinhaltet einen ersten Endträgerkörper, der montierbar und lösbar in das Zentrierloch des ersten Endes des säulenartigen Werkstücks passt. Der erste Endträgerkörper beinhaltet zumindest zwei Ausschnitte und eine Innenfläche des Zentrierlochs ist in einem Zustand, in dem der erste Endträgerkörper in das Zentrierloch eingepasst ist, durch die Ausschnitte nach außen hin sichtbar. Die Messeinrichtung führt die Sonde durch die Ausschnitte in das Zentrierloch ein und misst die Innenfläche des Zentrierlochs.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der zweite Endträgerabschnitt vorzugsweise mit einem Drehtisch verbunden und wird das säulenartige Werkstück in Verbindung mit der Drehung des Drehtischs gedreht. Der erste Endträgerabschnitt ist vorzugsweise befestigt, so dass er nicht in der Lage ist, sich zu drehen, während gleichzeitig ein Gleiten zwischen dem ersten Endträgerkörper und dem säulenartigen Werkstück möglich ist.
Bei der vorliegenden Erfindung bewegt der erste Endträgerabschnitt den ersten Trägerkörper in eine Richtung einer axialen Linie des säulenartigen Werkstücks vorzugsweise vorwärts und zieht diesen zurück und beinhaltet einen Pressabschnitt (auch als „Schieber” bezeichnet), der den ersten Endträgerkörper in das säulenartige Werkstück presst. Der Pressabschnitt beinhaltet vorzugsweise einen Führungsvorsprung, der in den Ausschnitt eintritt, wenn der erste Endträgerkörper aus dem säulenartigen Werkstück zurückgezogen wurde.
Bei der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Pressabschnitt vorzugsweise ein vorspannkraftanlegendes Element, das eine Vorspannkraft anlegt, die den ersten Endträgerkörper in das säulenartige Werkstück presst; und einen Anschlag, der die Vorwärtsbewegung des ersten Endabschnitts stoppt, wenn sich der erste Endträgerkörper in einem Zustand vorwärtsbewegt, in dem das säulenartige Werkstück nicht vorhanden ist, und der eine Kraft an das vorspannkraftanlegende Element anlegt, die der Vorspannkraft des vorspannkraftanlegenden Elements standhält.
Ein Trägermechanismus eines säulenartigen Werkstücks gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Trägermechanismus eines säulenartigen Werkstücks, der ein längliches säulenartiges Werkstück mit einem Zentrierloch an zwei Enden trägt. Der Trägermechanismus beinhaltet einen ersten Endträgerabschnitt, der ein erstes Ende des säulenartigen Werkstücks trägt; und einen zweiten Endträgerabschnitt, der ein zweites Ende des säulenartigen Werkstücks trägt. Der erste Endträgerabschnitt beinhaltet einen ersten Endträgerkörper, der montierbar und lösbar in das Zentrierloch eines ersten Endes des säulenartigen Werkstücks passt. Der erste Endträgerkörper beinhaltet zumindest zwei Ausschnitte, und eine Innenfläche des Zentrierlochs ist in einem Zustand, in dem der erste Endträgerkörper in das Zentrierloch eingepasst ist, durch die Ausschnitte nach außen hin sichtbar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird in der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die angeführte Vielzahl von Zeichnungen unter Verwendung von nicht einschränkenden Beispielen von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen in allen der mehreren Ansichten der Zeichnungen ähnliche Teile darstellen, und wobei:
1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Messvorrichtung schematisch veranschaulicht;
2 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Koordinatenmesseinrichtung schematisch veranschaulicht, wobei ein Gehäuse entfernt ist;
3 eine beispielhafte Sonde zeigt, die in einem rechten Winkel an einem Mittelpunkt gebogen ist;
4 eine Querschnittansicht eines unteren Trägerabschnitts ist;
5 eine Teilquerschnittansicht eines Pressabschnitts ist;
6 eine perspektivische Ansicht eines Zustands ist, in dem eine obere Endfläche eines säulenartigen Werkstücks von einer oberen Werkstück-Zentriereinrichtung getragen wird;
7 ein Schaubild einer Welle im Querschnitt ist, wobei die obere Werkstück-Zentriereinrichtung von oben gezeigt ist;
8 die Sonde veranschaulicht, die durch Ausschnitte in eine einwärts verjüngte Oberfläche des säulenartigen Werkstücks eingesetzt ist;
9 ein Schaubild einer Bodenfläche eines Z-Schiebeelements von unten ist;
10 die obere Werkstück-Zentriereinrichtung in einem auf ihren niedrigsten Punkt gesenkten Zustand veranschaulicht, wobei das säulenartige Werkstück entfernt wurde;
11 einen beispielhaften Zustand veranschaulicht, in dem die Sonde und ein oberer Trägerkörper kollidieren;
12 einen beispielhaften Bereich veranschaulicht, in dem der Schaft zu einem Hindernis wird und in den die Sonde nicht eingesetzt werden kann;
13 einen beispielhaften Fall als Modifikation veranschaulicht, wobei der obere Trägerkörper eine Konusform aufweist;
14 einen beispielhaften Fall als Modifikation veranschaulicht, wobei drei Ausschnitte am oberen Trägerkörper bereitgestellt sind; und
15 einen beispielhaften Fall als Modifikation veranschaulicht, wobei vier Ausschnitte am oberen Trägerkörper bereitgestellt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die hierin gezeigten Einzelheiten sind lediglich beispielhaft und dienen der veranschaulichenden Erörterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden dargeboten, um die als am nützlichsten und am einfachsten verständlich angesehene Beschreibung der Grundsätze und konzeptionellen Aspekte der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. In dieser Hinsicht wird nicht versucht, strukturelle Details der vorliegenden Erfindung ausführlicher als für das wesentliche Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich zu zeigen, wobei die Beschreibung in Zusammenschau mit den Zeichnungen dem Fachmann aufzeigt, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis umgesetzt werden können.
Es wird eine Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und unter Bezugnahme auf die jeder Komponente in den Zeichnungen zugewiesenen Bezugszeichen bereitgestellt.
Erste Ausführungsform
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Messvorrichtung 100 schematisch veranschaulicht. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Koordinatenmesseinrichtung 200 schematisch veranschaulicht, wobei ein Gehäuse 260 entfernt ist.
Die Messvorrichtung 100 beinhaltet eine Basis 110, die Koordinatenmesseinrichtung 200 und einen Trägermechanismus 300.
Die Basis 110 ist ein Rahmenelement, das den Trägermechanismus 300 und die Koordinatenmesseinrichtung 200 trägt, und ist derart installiert, dass die Messvorrichtung 100 auf dem Boden aufliegt und eine obere Oberfläche im Wesentlichen horizontal verläuft. Außerdem ist ein Drehtisch 120 über der Basis 110 installiert, wobei sich der Drehtisch 120 auf einer Drehachse mit vertikaler Richtung zentriert dreht.
Die Koordinatenmesseinrichtung 200 ist neben (anders ausgedrückt in einer Richtung orthogonal zur vertikalen Richtung) einem säulenartigen Werkstück W angeordnet, das vertikal getragen wird, und ist das, was als horizontale Koordinatenmesseinrichtung bekannt ist. Die Koordinatenmesseinrichtung 200 bringt eine Sonde 241 von einer seitlichen Richtung des säulenartigen Werkstücks W (eine Richtung orthogonal zu einer Achsenrichtung des säulenartigen Werkstücks W) in die Nähe des säulenartigen Werkstücks W und misst eine Form des säulenartigen Werkstücks W.
Die Koordinatenmesseinrichtung 200 beinhaltet einen X-Achsen-Antriebsmechanismus (X-Achsen-Antriebseinheit) 210, einen Y-Achsen-Antriebsmechanismus (Y-Achsen-Antriebseinheit) 220, einen Z-Achsen-Antriebsmechanismus (Z-Achsen-Antriebseinheit) 230, eine Verarbeitungsvorrichtung 250 für einen Sondenkopf 240 und das Gehäuse 260. In den 1 und 2 wird eine Links-Rechts-Richtung als X-Achse behandelt, wird eine Richtung von der Blattoberfläche einwärts als Y-Achse behandelt und wird eine Nach-oben-Nach-unten-Richtung als Z-Achse behandelt. Da Koordinatenmesseinrichtungen hinlänglich bekannt sind, wird auf eine ausführliche Beschreibung davon verzichtet. In Hinblick auf die folgende Beschreibung wird jedoch hiermit eine kurze Erläuterung des Sondenkopfs 240 bereitgestellt.
Der Sondenkopf 240 ist an einem Schiebeelement auf der Y-Achsen-Antriebseinheit 220 bereitgestellt. Beispiele für den Sondenkopf 240 können einen Sondenkopf beinhalten, der eine freie Bewegung einer Spitze einer Sonde 241 in einer Vielzahl von Drehachsen (z. B. sechs Drehachsen) ermöglicht. Alternativ kann der Sondenkopf 240 ein Sondenkopf sein, bei dem die Sonde gemäß einer Form einer Messposition getauscht werden kann. 3 zeigt eine beispielhafte Sonde 242, die in einem rechten Winkel an einem Mittelpunkt gebogen ist. Außerdem ist der Sondenkopf 240 nicht auf Sonden vom Kontakttyp beschränkt und kann natürlich stattdessen eine Sonde vom Nicht-Kontakttyp sein.
Es wird nun der Trägermechanismus 300 beschrieben. Der Trägermechanismus 300 trägt das säulenartige Werkstück W und trägt das säulenartige Werkstück W bei der vorliegenden Ausführungsform in einem vertikal ausgerichteten Zustand. Der Trägermechanismus 300 beinhaltet einen unteren Trägerabschnitt 310, einen Drehanschlag 350 und einen oberen Trägerabschnitt 380.
4 ist eine Querschnittansicht des unteren Trägerabschnitts 310. Der untere Trägerabschnitt 310 ist auf dem Drehtisch 120 bereitgestellt und trägt einen unteren Endabschnitt des säulenartigen Werkstücks W, das in einer vertikalen Ausrichtung platziert ist. Der untere Trägerabschnitt 310 beinhaltet eine untere Werkstück-Zentriereinrichtung 320 und ein unteres Spannfutter 340.
Die untere Werkstück-Zentriereinrichtung 320 beinhaltet einen unteren Trägerkörper 321 und eine Welle 322. Der untere Trägerkörper 321 ist im Wesentlichen kugelförmig und ist in eine Ausnehmung W1 eingepasst, die in einer unteren Endfläche des säulenartigen Werkstücks W gebildet ist. Der untere Trägerkörper 321 steht mit einer geneigten Oberfläche der Ausnehmung W1 in Kontakt und trägt eine untere Seite des säulenartigen Werkstücks W. Dies gewährleistet, dass es zwischen dem unteren Trägerkörper 321 und der Ausnehmung W1 des säulenartigen Werkstücks W zu keinem Rutschen kommt. Die Welle 322 ist ein verjüngtes, stangenartiges Element, dessen Durchmesser hin zum Boden kleiner wird. Der untere Trägerkörper 321 ist mit einem oberen Endabschnitt der Welle 322 verbunden. Bei diesem Beispiel wird der untere Trägerkörper 321 als kugelförmig behandelt; der untere Trägerkörper 321 kann jedoch auch konisch sein.
Das untere Spannfutter 340 ist ein stangenartiges Element, das in der vertikalen Richtung lang ist und auf dem Drehtisch 120 hochkant steht. Das untere Spannfutter 340 hat ein Loch 341, das der Welle 322 entspricht, und die Welle 322 ist von oben in das Loch 341 eingesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Mitte des unteren Trägerkörpers 321 auf die Drehachse des Drehtischs 120 gebracht. Die Welle 322 ist in Bezug auf das untere Spannfutter 340 montierbar und lösbar und so konfiguriert, dass sie ein Austauschen der unteren Werkstück-Zentriereinrichtung 320 gemäß dem säulenartigen Werkstück W ermöglicht.
Wenn der Drehtisch 120 drehangetrieben wird, dreht sich der untere Trägerabschnitt 310 ebenfalls integral mit dem Drehtisch 120. Demgemäß drehen sich der Drehtisch 120, der untere Trägerabschnitt 310 und das säulenartige Werkstück W integral.
Der Drehanschlag 350 verhindert eine relative Drehung des säulenartigen Werkstücks W in Bezug auf den Drehtisch 120. Der Drehanschlag 350 beinhaltet ein Hochkantelement 360, das in einem Hochkantzustand auf dem Drehtisch 120 bereitgestellt ist, und einen Arm 370, der an dem Hochkantelement 360 bereitgestellt ist. Durch Einhaken des Arms 370 auf dem säulenartigen Werkstück W dreht sich das säulenartige Werkstück W gemeinsam mit dem Drehtisch 120.
Es wird nun der obere Trägerabschnitt 380 beschrieben. Der obere Trägerabschnitt 380 trägt den oberen Endabschnitt des säulenartigen Werkstücks W. Der obere Endabschnitt 380 beinhaltet einen Z-Richtung-Grobbewegungsmechanismus 390 und einen Pressabschnitt 400.
Der Z-Richtung-Grobbewegungsmechanismus 390 ermöglicht das Versetzen des Pressabschnitts 400 in Z-Richtung, wodurch der Pressabschnitt 400 in eine Position direkt über dem säulenartigen Werkstück W versetzt wird. Der Z-Richtung-Grobbewegungsmechanismus 390 beinhaltet eine Z-Säule 391 und ein Z-Schiebeelement 392. Die Z-Säule 391 steht von der Basis 110 (parallel zur Nach-oben-Nach-unten-Richtung) hochkant, so dass sie parallel zum säulenartigen Werkstück W verläuft, das in einer vertikalen Ausrichtung getragen wird. Das Z-Schiebeelement 392 ist bereitgestellt, um zu einer Schiebeversetzung entlang der Z-Säule 391 in der Lage zu sein. Außerdem wird das Z-Schiebeelement 392 durch einen Verriegelungsmechanismus (nicht gezeigt) in einer gewünschten Position verriegelt. Der Pressabschnitt 400 ist am Z-Schiebeelement 392 befestigt bereitgestellt.
5 ist eine Teilquerschnittansicht des Pressabschnitts 400. Durch Abwärtspressen auf das obere Ende des säulenartigen Werkstücks W behält der Pressabschnitt 400 den getragenen Zustand des säulenartigen Werkstücks W bei. Der Pressabschnitt 400 beinhaltet ein Gehäuse 401, einen Z-Richtung-Feinbewegungsmechanismus 410, ein oberes Spannfutter 420, eine obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430, eine Ausschnittführung 450, ein vorspannkraftanlegendes Element 460 und einen Anschlag 403.
Das Gehäuse 401 ist am Z-Schiebeelement 392 befestigt bereitgestellt und ist so konfiguriert, dass es in der Lage ist, gemeinsam mit dem Z-Schiebeelement 392 in Z-Richtung zu versetzen. Außerdem sind der Z-Richtung-Feinbewegungsmechanismus 410, das obere Spannfutter 420 und das vorspannkraftanlegende Element 460 innerhalb des Gehäuses 401 aufgenommen. Die untere Endfläche des Gehäuses 401 und das Z-Schiebeelement 392 beinhalten ein Einsetzloch 402, durch das das obere Spannfutter 420 und die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 eingesetzt werden.
Der Z-Richtung-Feinbewegungsmechanismus 410 ermöglicht, dass die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 ein geringfügiges relatives Versetzen in Z-Richtung in Bezug auf das Z-Schiebeelement 392 durchführt. Der Z-Richtung-Feinbewegungsmechanismus 410 beinhaltet eine Führungswelle 411 und ein Feinbewegungsschiebeelement 412. Die Führungswelle 411 ist innerhalb des Gehäuses 401 bereitgestellt, um sich in vertikaler Richtung (Z-Richtung) zu erstrecken. Das Feinbewegungsschiebeelement 412 ist an der Führungswelle 411 bereitgestellt, um ein Versetzen in Z-Richtung entlang der Führungswelle 411 zu ermöglichen. Das obere Spannfutter 420 ist angebracht, um am Feinbewegungsschiebeelement 412 befestigt so werden.
Das obere Spannfutter 420 ist ein stangenartiges Element, das sich in vertikaler Richtung (Z-Richtung) erstreckt, und ein Bereich nahe einem oberen Ende davon ist am Feinbewegungsschiebeelement 412 befestigt. Das obere Spannfutter 420 hängt vom Feinbewegungsschiebeelement 412 abwärts, und ein vorderseitiges Ende davon tritt durch das Einsetzloch 402 in ein Äußeres des Gehäuses 401 aus. Das obere Spannfutter 420 beinhaltet ein Loch 421, das in vertikaler Richtung (Z-Richtung) gebohrt ist, wobei eine Innenwand davon verjüngt ist, um den Durchmesser hin zum Boden zu erhöhen. Die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 ist in das Loch 421 eingesetzt. Das obere Spannfutter 420 ist montiert, um am Feinbewegungsschiebeelement 412 befestigt zu werden, und im Gegensatz zum unteren Spannfutter 340 dreht sich das obere Spannfutter 420 nicht.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem eine obere Endfläche W2 des säulenartigen Werkstücks W von der oberen Werkstück-Zentriereinrichtung 430 getragen wird. Die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 beinhaltet einen oberen Trägerkörper 440 und eine Welle 431.
Der obere Trägerkörper 440 ist in eine Ausnehmung W2 eingepasst, die in der oberen Endfläche des säulenartigen Werkstücks W gebildet ist, und berührt eine geneigte Oberfläche der Ausnehmung W2. Die Welle 431 ist ein verjüngtes, stangenartiges Element, dessen Durchmesser nach oben hin kleiner wird. Der obere Trägerkörper 440 ist mit einem unteren Endabschnitt der Welle 431 verbunden. Die Welle 431 und der obere Trägerkörper 440 können auch integral ausgebildet sein.
Wenn die Welle 431 in das obere Spannfutter 420 eingesetzt ist, ist die Mitte des oberen Trägerkörpers 440 so konfiguriert, dass sie auf der Drehachse des Drehtischs 120 liegt. Außerdem ist die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 in das befestigte Spannfutter 420 eingesetzt, um befestigt zu werden, und im Gegensatz zur unteren Werkstück-Zentriereinrichtung 320 dreht sich die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 nicht. Demgemäß erfolgt zwischen dem oberen Trägerkörper 440 und der oberen Ausnehmung W2 des säulenartigen Werkstücks W unvermeidbar ein Gleiten. Aus diesem Grund ist der obere Trägerkörper 440 aus einem Material gebildet, das sich eher nicht abnützt, wie z. B. eine superharte Legierung (z. B. Wolframcarbid), und ist eine Oberfläche davon zu einer Spiegeloberfläche veredelt, um das Gleiten zu erleichtern.
Bei diesem Beispiel, wie in 6 gezeigt, ist ein allgemeines Profil des oberen Trägerkörpers 440 kugelförmig; der obere Trägerkörper 440 weist jedoch zwei Ausschnitte 441 und 442 auf. Es wird nun das Positionieren der Ausschnitte 441 und 442 beschrieben. 7 ist ein Schaubild der Welle 431 im Querschnitt, wobei die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 von oben gezeigt ist. In 7 entspricht die Links-Rechts-Richtung der X-Achse. Außerdem entspricht die Nach-oben-Nach-unten-Richtung in 7 der Y-Achse. Zu Beschreibungszwecken wird die Mitte des oberen Trägerkörpers 440 in 7 als Mitte der Koordinatenebene verwendet und werden Winkel durch Drehen von der positiven Richtung der X-Achse nach links gelesen.
Wenn der obere Trägerkörper 440 von oben betrachtet wird, befinden sich die Ausschnitte 441 und 442 in der 0°-Position und in der 180°-Position. Der Ausschnitt in der Position ist ist als rechter Ausschnitt 442 ausgewiesen und der Ausschnitt in der 180°-Position ist als linker Ausschnitt 441 ausgewiesen. Wenn eine Ebene, die durch die Mitte der Kugel auf dem oberen Trägerkörper 440 und orthogonal zur Achse der Welle 431 verläuft, geschnitten wird, weisen die Ausschnitte 441 und 442 eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form auf. Außerdem sind die Ausschnitte 441 und 442 in einem Zustand gebildet, der in eine Richtung parallel zur Achse der Welle 431 (Z-Richtung) gebohrt ist. Die Ausschnitte 441 und 442 sind nicht auf die oben beschriebene Form beschränkt und können stattdessen so geschnitten werden, dass sie eine rechteckige oder dreieckige Querschnittform aufweisen. Der obere Trägerkörper 440 weist zwei Ausschnitte in einer Durchmesserrichtung auf; nachdem die Positionen der Ausschnitte jedoch so ausgerichtet sind, dass sie im Koordinatensystem der Messvorrichtung 100 (Maschinenkoordinatensystem) 0° und 180° entsprechen, kann die Welle 431 als in das obere Spannfutter 420 eingesetzt verstanden werden. Wie in 7 gezeigt, ist außerdem der obere Trägerkörper 440 in die obere Endfläche W2 des säulenartigen Werkstücks W eingepasst, und bei Betrachtung von oben kann die einwärts verjüngter Oberfläche (W2) des säulenartigen Werkstücks W durch die Ausschnitte 441 und 442 gesehen werden. Die Koordinatenmesseinrichtung 200 versetzt den Sondenkopf 240 in Y-Achsen-Richtung und bringt die Sonde 242 hin zum säulenartigen Werkstück W. Außerdem kann die Sonde 242 durch Versetzen der Sonde 242 abwärts, wie in den 7 und 8 gezeigt, durch die Ausschnitte 441 und 442 eingesetzt werden, um mit der einwärts verjüngten Oberfläche (W2) des säulenartigen Werkstücks W in Kontakt zu gelangen.
Als Nächstes ist 9 ein Schaubild einer Bodenfläche des Z-Schiebeelements 392 unter Betrachtung von unten. Eine Ausschnittführung 450 ist direkt neben dem Einsetzloch 402 auf der Bodenfläche des Z-Schiebeelements 392 bereitgestellt. Die Ausschnittführung 450 beinhaltet ein erstes hochkantes Stück 450A, ein zweites hochkantes Stück 450B und ein Führungsstück 451. Das erste hochkante Stück 450A ist hochkant von der Bodenfläche des Z-Schiebeelements 392 entlang der YZ-Achse stehend bereitgestellt. Das zweite hochkante Stück 450B ist hochkant von der Bodenfläche des Z-Schiebeelements 392 entlang der XZ-Achse stehend bereitgestellt und schneidet sich mit dem ersten hochkanten Stück 450A. Das Führungsstück 451 ist eine dünne Platte, die parallel zur XY-Ebene auf einem vorderseitigen Endabschnitt des ersten hochkanten Stücks 450A (ein vorderseitiges Ende auf einer gegenüberliegenden Seite von der Bodenflächenseite des Z-Schiebeelements 392) verläuft.
Auf einer Endabschnittseite des Führungsstücks 451, die parallel zur Y-Richtung verläuft, und auf einer gegenüberliegenden Seite vom ersten hochkanten Stück 450A in der Nähe einer Seite, die parallel zur X-Richtung verläuft, weist das Führungsstück 451 den Führungsvorsprung 452 auf, der in X-Richtung hervorspringt, der entgegengesetzten Richtung vom ersten hochkanten Stück 450A. Anders ausgedrückt weist das Führungsstück 451 in Draufsicht im Wesentlichen eine „L”-Form auf. Der Führungsvorsprung 452 des Führungsstücks 451 ist so konfiguriert, dass er in den Ausschnitt 441 des oberen Trägerkörpers 440 eintritt, wenn die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 vom Feinbewegungsschiebeelement 412 aufwärts versetzt wird. Der Führungsvorsprung 452 steht parallel zur X-Achse vor und springt bei diesem Beispiel in X-Achsen-Richtung (einer Richtung von links nach rechts in 9) von negativ zu positiv vor. Demgemäß tritt der Führungsvorsprung 452 in den linken Ausschnitt 441 des oberen Trägerkörpers 440 ein, wenn die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 aufwärts versetzt wird. Außerdem ist eine Höhe des zweiten hochkanten Stücks 450B (eine Länge einer Seite parallel zur Z-Richtung) so ausgebildet, dass sie höher als die Höhe des ersten hochkanten Stücks 450A ist. (Das zweite hochkante Stück 450B weist eine Konfiguration auf, die weiter abwärts als das erste hochkante Stück 450A vorspringt). Während eines Zustands, in dem die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 von dem Feinbewegungsschiebeelement 412 aufwärts versetzt wurde und der Vorsprung 452 in den Ausschnitt 441 des oberen Trägerkörpers 440 eingetreten ist, befindet sich ein Abschnitt des oberen Trägerkörpers 440 somit in einem Zustand, in dem er vom vorderseitigen Endabschnitt des zweiten hochkanten Stücks 450B geschützt wird.
Wie oben beschrieben, ist die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 derart in das obere Spannfutter 420 eingesetzt, dass die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 bezogen auf das Koordinatensystem der Messvorrichtung 100 (Maschinenkoordinatensystem) mit 0° und 180° ausgerichtet sind. Ob diese Ausrichtung korrekt durchgeführt wurde, kann bestätigt werden, indem geprüft wird, ob sich der Führungsvorsprung 452 im linken Ausschnitt 441 befindet. Im Gegensatz dazu sind die Ausschnitte 441 und 442 fehlausgerichtet, wenn der obere Trägerkörper 440 auf dem Führungsvorsprung 452 stecken bleibt, wenn die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 unter Verwendung des Z-Richtung-Feinbewegungsmechanismus 410 aufwärts versetzt wird.
Das vorspannkraftanlegende Element 460 hält den Zustand, in dem die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 gegen die obere Endfläche W2 des säulenartigen Werkstücks W gepresst wird. Das vorspannkraftanlegende Element 460 ist im Gehäuse 401 aufgenommen und mit dem Feinbewegungsschiebeelement 412 verbunden. Das vorspannkraftanlegende Element 460 kann einfach ein Mechanismus sein, der eine Abwärtsvorspannkraft auf das Feinbewegungsschiebeelement 412 ausübt, und kann z. B. durch einen Luftzylinder, einen elastischen Körper (Feder, Gummi) oder dergleichen konfiguriert sein.
Der Anschlag 403 ist ein Vorsprung, der der Vorspannkraft des vorspannkraftanlegenden Elements 460 standhält, und steht von einer Bodenfläche auf einem Inneren des Gehäuses 401 aufwärts vor. Bei diesem Beispiel ist die Anschlagschraube 403 von unterhalb des Z-Schiebeelements 392 und des Gehäuses 401 mit einem Gewinde versehen und ist ein vorderseitiges Ende der Anschlagschraube 403 so konfiguriert, dass es hin zum Inneren des Gehäuses 401 vorsteht. 10 veranschaulicht die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 in einem auf ihren niedrigsten Punkt gesenkten Zustand, wobei das säulenartige Werkstück W entfernt wurde. Zu diesem Zeitpunkt sinkt das Feinbewegungsschiebeelement 412 zum niedrigsten Punkt ab und stößt eine Rückfläche des Feinbewegungsschiebeelements 412 auf das vorderseitige Ende des Anschlags 403. In diesem Zustand presst das Feinbewegungsschiebeelement 412, wenn das Feinbewegungsschiebeelement 412 vom vorspannkraftanlegenden Element 460 abwärts vorgespannt wird, gegen den Anschlag 403, wodurch die Position des Feinbewegungsschiebeelements 412 fixiert wird. Anders ausgedrückt wird die Position der oberen Werkstück-Zentriereinrichtung 430 sogar dann fixiert, wenn das säulenartige Werkstück W nicht vorhanden ist.
(Vorgänge und Aktionen während der Messung)
Es werden nun Vorgänge und Aktionen zum Messen des säulenartigen Werkstücks W unter Verwendung der Messvorrichtung beschrieben. Zunächst wird das säulenartige Werkstück W vom Trägermechanismus 300 getragen. Das säulenartige Werkstück W ist vertikal ausgerichtet und die untere Ausnehmung W1 des säulenartigen Werkstücks W liegt auf dem unteren Trägerkörper 321 auf. Danach wird das Z-Schiebeelement 392 vom Z-Richtung-Grobbewegungsmechanismus 390 aufwärts gehoben, und wenn das Z-Schiebeelement 392 eine Nähe direkt über dem säulenartigen Werkstück W erreicht, wird die Position des Z-Schiebeelements 392 verriegelt. Außerdem wird der obere Trägerkörper 440 in die obere Ausnehmung W1 des säulenartigen Werkstücks W eingepasst, und des Weiteren wird die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 abwärts in das vorspannkraftanlegende Element 460 gepresst. Somit wird das säulenartige Werkstück W in vertikaler Ausrichtung getragen. Ferner ist der Arm 370 des Drehanschlags 350 auf dem säulenartigen Werkstück W verhakt.
Der Drehtisch 120 ist so ausgebildet, dass er sich in diesem Zustand dreht. Wenn sich der Drehtisch 120 dreht, drehen sich die untere Werkzeug-Zentriereinrichtung 320 und der Drehanschlag 350 gemeinsam mit dem Drehtisch 120 und somit dreht sich das säulenartige Werkstück W gemeinsam mit dem Drehtisch 120. Die Koordinatenmesseinrichtung 200 treibt den X-Achsen-Antriebsmechanismus 210, den Y-Achsen-Antriebsmechanismus 220 und den Z-Achsen-Antriebsmechanismus 230 an; die Sonde 241 wird mit der Seitenfläche des säulenartigen Werkstücks W in Kontakt gebracht; und eine Formmessung des säulenartigen Werkstücks W wird durchgeführt. In dieser Hinsicht dreht sich die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 nicht und gleitet die obere Endfläche (W2) des säulenartigen Werkstücks W in Bezug auf den befestigten Trägerkörper 440.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Form der oberen Ausnehmung W2 des säulenartigen Werkstücks W gemessen. Anders ausgedrückt werden nicht nur Messprofilunregelmäßigkeiten in der verjüngten Oberfläche der oberen Ausnehmung W2 gemessen, sondern auch die Mittelachse festgestellt. Bei diesem Beispiel dreht sich die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 nicht und wird daher im gleichen Zustand gehalten, als wäre sie montiert. Anders ausgedrückt sind die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 in Bezug auf das Koordinatensystem der Messvorrichtung 100 (Maschinenkoordinatensystem) 0° und 180°. Die Sonde der Koordinatenmesseinrichtung 200 wird z. B. durch die Sonde 242 ausgetauscht, die in einem rechten Winkel gebogen ist, wie in 3 gezeigt. Wie in den 7 und 8 gezeigt, wird außerdem die Sonde 242 durch die linken und rechten Ausschnitte 441 und 442 des oberen Trägerkörpers 440 eingesetzt und wird die obere Ausnehmung W2 des säulenartigen Werkstücks W direkt gemessen. Außerdem kann ein Teileprogramm zum Messen der oberen Ausnehmung W2 vorab integriert werden, um die obere Ausnehmung W2 zu messen. Anders ausgedrückt berücksichtigt das Teileprogramm die Größe (den Durchmesser) des oberen Trägerkörpers 440, die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 (0° und 180° im Maschinenkoordinatensystem) und die Größen der Ausschnitte 441 und 442 und legt einen Weg fest, über den die Sonde 242 in die Ausschnitte 441 und 442 eingesetzt wird, die an zwei Positionen bereitgestellt sind.
Auf diese Weise kann die Form des Inneren und des Äußeren des säulenartigen Werkstücks W gemessen werden.
(Bewältigen der Abnutzung des oberen Trägerkörpers)
Wie oben beschrieben, kommt es unvermeidbar zu einem Gleiten zwischen dem oberen Trägerkörper 440 und der oberen Ausnehmung W2 des säulenartigen Werkstücks W, da der oberen Trägerkörper 440 befestigt ist. Der obere Trägerkörper 440 ist aus einer superharten Legierung (z. B. Wolframcarbid) gebildet, und eine Oberfläche davon ist zu einer Spiegelfläche veredelt, um das Gleiten zu erleichtern. Es besteht jedoch immer noch die Möglichkeit, dass der obere Trägerkörper 440 durch das säulenartige Werkstück W abgerieben wird. Somit wird periodisch eine Formmessung des oberen Trägerkörpers 440 durchgeführt. In einem solchen Fall, der in 10 gezeigt ist, wird das säulenartige Werkstück W entfernt und wird die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 auf ihren niedrigsten Punkt gesenkt. Zu diesem Zeitpunkt stößt die Bodenfläche des Feinbewegungsschiebeelements 412 auf den Anschlag 403. Außerdem wird das Feinbewegungsschiebeelement 412 von dem vorspannkraftanlegenden Element 460 abwärts vorgespannt. Wenn dies erfolgt, wird die Position des Feinbewegungsschiebeelements 412 in einem gegen den Anschlag 403 gepressten Zustand fixiert. Wie in 10 gezeigt, wird außerdem die Form des oberen Trägerkörpers 440 durch die Sonde 241 gemessen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Position des Feinbewegungsschiebeelements 412 fixiert. Anders ausgedrückt stoppt der obere Trägerkörper 440, und somit kann der obere Trägerkörper 440 mit einem hohen Genauigkeitsgrad in einem stabilen Zustand gemessen werden.
Die folgenden vorteilhaften Wirkungen werden mit der ersten Ausführungsform in der oben angeführten Konfiguration erzielt. (1) Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Ausschnitte 441 und 442 an dem oberen Trägerkörper 440 in zwei Positionen bereitgestellt. Durch Einsetzen der Sonde 242 durch die Ausschnitte 441 und 442 kann die Innenfläche W2 des säulenartigen Werkstücks W direkt gemessen werden.

(2) Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 so konfiguriert, dass sie sich nicht dreht. Demgemäß sind die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 des oberen Trägerkörpers 440 fixiert und kann die Sonde 242 ohne Behinderung in die zwei Ausschnittpositionen 441 und 442 eingesetzt werden. Bei diesem Beispiel kann das Einsetzen der Sonde 242 hin zu den Ausschnitten 441 und 442 sogar dann als ausreichend angesehen werden, wenn sich der obere Trägerkörper 440 dreht. Es können jedoch die folgenden Schwierigkeiten antizipiert werden. Wenn die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 sich jedes Mal unterscheiden, muss die Sonde 242 jedes Mal mit einem manuellen Vorgang in die Ausschnitte 441 und 442 eingesetzt werden. Der manuelle Vorgang erfordert jedoch äußerst hohes technisches Fachwissen und außerdem Zeit. Das Durchführen eines solchen manuellen Vorgangs für jedes Werkstück ist in der Realität nicht umsetzbar. In diesem Fall kann auch in Betracht gezogen werden, zu bewirken, dass sich der Drehtisch 120 derart dreht, dass die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 Positionen belegen, die jedes Mal ermittelt werden (0° und 180° im Maschinenkoordinatensystem). Eine manuelle Eingabe zum Anzeigen der Phase (des Winkels) des Drehtischs 120 erfordert jedoch hohes technisches Fachwissen und außerdem Zeit. Wenn die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 auch nur etwas von den vorbestimmten Positionen abweichen, wie in 11 gezeigt, kann die Sonde 242 mit dem oberen Trägerkörper 440 kollidieren. In dieser Hinsicht verändern sich die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 für gewöhnlich nicht, wenn eine Drehung der oberen Werkstück-Zentriereinrichtung 430 gestoppt wird, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, und unter Verwendung z. B. des Teileprogramms kann die Sonde 242 automatisch ohne Behinderung in die Ausschnitte eingesetzt werden.
(3) Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Anschlag 403 bereitgestellt und kann die Position der oberen Werkstück-Zentriereinrichtung 430 sogar dann fixiert werden, wenn das säulenartige Werkstück W nicht vorhanden ist. Wie oben beschrieben, kommt es, wenn die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 stoppt, zu einer Abnutzung zwischen dem oberen Trägerkörper 440 und dem säulenartigen Werkstück W. Demgemäß wird es erforderlich, die Abnutzung des oberen Trägerkörpers 440 zu bewältigen. Bei diesem Beispiel wird in einem hypothetischen Zustand, in dem kein Anschlag vorhanden ist, die Abwärtsvorspannkraft vom vorspannkraftanlegenden Element 460 nicht zur Gänze erzielt und kann die Position des oberen Trägerkörpers 440 schwanken. Außerdem kann der obere Trägerkörper 440 wackeln, wenn der Messdruck der Sonde 241 auf den oberen Trägerkörper 440 angelegt wird. Der obere Trägerkörper 440 kann sich aufgrund des Messdrucks der Sonde 241 tatsächlich um ungefähr 20 μm versetzen, wodurch eine genaue Messung der Kugelgestalt des oberen Trägerkörpers 440 unmöglich wird. In dieser Hinsicht kann die Vorspannkraft des vorspannkraftanlegenden Elements 460 unter Vorhandensein des Anschlags 403 zur Gänze erzielt werden. (Anders ausgedrückt kann der elastische Körper des vorspannkraftanlegenden Elements 460 oder die Luft innerhalb des Zylinders entsprechend komprimiert werden und somit eine wesentliche Vorspannkraft erzielt werden.) Demgemäß wird ein Versetzen des oberen Trägerkörpers 440 gehemmt (z. B. 1 μm oder weniger).
(4) Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Ausschnittführung 450 bereitgestellt. Wenn die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 auch nur etwas von den vorbestimmten Positionen abweichen, wie oben angeführt, kann die Sonde 242 mit dem oberen Trägerkörper 440 kollidieren. In dieser Hinsicht tritt der Führungsvorsprung 452 in den Ausschnitt 441 und wenn es zu keiner Kollision zwischen dem Führungsstück 451 und dem oberen Trägerkörper 440 kommt, können die Positionen der Ausschnitte 441 und 442 als geeignet bestätigt werden.

Erste Modifikation
Bei der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, ist der obere Trägerkörper 440 im Wesentlichen kugelförmig und weist zwei Ausschnitte 441 und 442 in Durchmesserrichtung auf. Wenn die Innenfläche (W2) des säulenartigen Werkstücks W direkt gemessen werden kann, kann die Form des oberen Trägerkörpers 440 natürlich verändert werden. Beispielsweise können die Positionen der Ausschnitte verändert werden. Die Sonde 242 muss in Y-Achsen-Richtung bewegt werden und sich den Ausschnitten nähern, wie jedoch in 12 gezeigt, ist ein Annähern aufgrund des Vorhandenseins der Welle 431 nicht möglich, wenn die Ausschnitte auf der gegenüberliegenden Seite der Koordinatenmesseinrichtung 200 liegen und sich die Welle 431 zwischen der Sonde und den Ausschnitten befindet. In 12 ist ein gepunkteter Bereich ein Bereich, in dem der Schaft 431 zu einem Hindernis wird und in den die Sonde 242 nicht eingesetzt werden kann. (Natürlich zeigt dies lediglich an, dass der Bereich nicht für eine Messung verwendet werden kann: ein Ausschnitt kann in diesem Bereich bereitgestellt werden.)
13 ist ein Beispiel für einen Fall, in dem der obere Trägerkörper 440 eine Konusform aufweist. 14 ist eine beispielhafte Ansicht eines Falls, in dem drei Ausschnitte 443, 444 und 445 in Intervallen von 120° bereitgestellt sind. 15 ist eine beispielhafte Ansicht eines Falls, in dem vier Ausschnitte 446, 447, 448 und 449 in Intervallen von 90° bereitgestellt sind.
Zweite Modifikation
Bei der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, ist die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 als sich nicht drehend beschrieben. Dies ist eine Strategie, um eine Kollision zwischen der Sonde 242 und dem oberen Trägerkörper 440 zu verhindern. Wenn eine Kollision zwischen der Sonde 242 und dem oberen Trägerkörper 440 vermieden werden kann, kann eine Drehung der oberen Werkstück-Zentriereinrichtung 430 ermöglicht werden. Wenn die obere Werkstück-Zentriereinrichtung 430 (oberer Trägerkörper 440) sich dreht, kennt die Messvorrichtung 100 die Position des Ausschnitts nicht mehr. Wenn die Position des Ausschnitts jedoch mit einem Verfahren ermittelt werden kann, kann eine Kollision zwischen der Sonde 242 und dem oberen Trägerkörper 440 vermieden werden. Beispielsweise kann vor dem Messen der Ausnehmung W2 des säulenartigen Werkstücks W zuerst eine Aufspürmessung am oberen Trägerkörper 440 durchgeführt und die Position des Ausschnitts verifiziert werden. Alternativ können Laser aus einer Vielzahl von Richtungen auf den oberen Trägerkörper 440 gefeuert und die Position durch Laser Ranging verifiziert werden.
Wenn alternativ der obere Trägerkörper 440 aufwärts gehoben wird, sind die Ausschnitte 441 und 442 des oberen Trägerkörpers 440 mit vorbestimmten Positionen ausgerichtet und ist der obere Trägerkörper 440 in die Ausnehmung W2 des säulenartigen Werkstücks W eingepasst, wobei dieser Zustand (ohne Drehung) beibehalten wird. Außerdem wird die einwärts verjüngte Oberfläche der Ausnehmung W2 als Ausgangsmessgröße gemessen. Insbesondere wird vor dem Drehen des oberen Trägerkörpers 440 gemeinsam mit dem säulenartigen Werkstück W die Sonde 242 durch die Ausschnitte 441 und 442 eingesetzt und sie kann die einwärts verjüngte Oberfläche der Ausnehmung W2 messen. Bei diesem Verfahren (Vorgangsreihenfolge) kann eine Drehung des oberen Trägerkörpers 440 ermöglicht werden.
Der Führungsvorsprung 452, der oben beschrieben ist, kann verwendet werden, um die Ausschnitte 441 und 442 des oberen Trägerkörpers 440 mit den vorbestimmten Positionen auszurichten, wenn der obere Trägerkörper 440 aufwärts gehoben wird. Außerdem wird, wenn eine abwärtszeigende Pyramide an der Bodenfläche des Führungsvorsprungs 452 bereitgestellt ist oder wenn die Anzahl von Ausschnitten am oberen Trägerkörper 440 erhöht ist (z. B. 3, 4 oder mehr), der Winkel des oberen Trägerkörpers 440 derart geleitet, dass die Ausschnitte mit dem Führungsvorsprung 452 ausgerichtet sind, wenn der obere Trägerkörper 440 aufwärts gehoben wird. Demgemäß kann das säulenartige Werkstück mit einem natürlichen Vorgang des einfachen Senkens des oberen Trägerkörpers 440 von einem erhöhten Zustand in einem Zustand gehalten werden, in dem die Ausschnitte 441 und 442 des oberen Trägerkörpers 440 mit den vorbestimmten Positionen ausgerichtet sind.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann nach Bedarf modifiziert werden, ohne sich vom Umfang der vorliegenden Erfindung zu entfernen. In der obigen Beschreibung wurde ein beispielhafter Fall beschrieben, bei dem das säulenartige Werkstück in einer vertikalen Ausrichtung getragen wird. Das säulenartige Werkstück kann aber auch in einer seitlichen Ausrichtung getragen werden. Die Koordinatenmesseinrichtung ist nicht auf die sogenannte horizontale Koordinatenmesseinrichtung beschränkt und kann stattdessen eine vertikale Koordinatenmesseinrichtung sein.
Es wird angemerkt, dass die vorstehenden Beispiele lediglich erläuternd und keineswegs als die vorliegende Erfindung einschränkend auszulegen sind. Auch wenn die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird verstanden, dass die Wörter, die hier verwendet werden, beschreibende und veranschaulichende und nicht einschränkende Wörter sind. Änderungen können im Umfang der beiliegenden Ansprüche, wie derzeit formuliert und geändert, durchgeführt werden, ohne sich vom Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung in deren Aspekten zu entfernen. Auch wenn die vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf bestimmte Strukturen, Materialien und Ausführungsformen beschrieben wurde, soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hier offenbarten Einzelheiten beschränkt sein; vielmehr erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf alle funktionell äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, wie sie in den Umfang der beiliegenden Ansprüche fallen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und diverse Variationen und Modifikationen können möglich sein, ohne sich vom Umfang der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015-042735 [0001]
JP 3569622 [0003]
JP 4331486 [0003]
JP 4820681 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

35 U.S.C. § 119 [0001]
http://www.komatsu-machinery.co.jp/HP/japanese/seihin_kousaku_gdb.html [0003]
http://www.komatsu-machinery.co.jp/HP/japanese/seihin_kousaku_gdb.html [0003]

Claims

Messvorrichtung zum Messen eines länglichen säulenartigen Werkstücks mit einer Zentrieröffnung an zwei Enden, wobei die Messvorrichtung umfasst: einen ersten Endträger, der so konfiguriert ist, dass er ein erstes Ende des säulenartigen Werkstücks trägt; einen zweiten Endträger, der so konfiguriert ist, dass er ein zweites Ende des säulenartigen Werkstücks trägt; und eine Messeinheit mit einer Sonde, die so konfiguriert ist, dass sie das säulenartige Werkstück misst, das vom ersten Endträger und vom zweiten Endträger getragen wird, wobei: der erste Endträger einen ersten Endträgerkörper beinhaltet, der so konfiguriert ist, dass er montierbar und lösbar in die Zentrieröffnung des ersten Endes des säulenartigen Werkstücks passt, der erste Endträgerkörper zumindest zwei Ausschnitte beinhaltet, eine Innenfläche der Zentrieröffnung in einem Zustand, in dem der erste Endträgerkörper in die Zentrieröffnung eingepasst ist, durch die Ausschnitte nach außen hin sichtbar ist, und die Messeinheit so konfiguriert ist, dass sie die Sonde durch die Ausschnitte in die Zentrieröffnung einführt und die Innenfläche der Zentrieröffnung misst.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der zweite Endträger mit einem Drehtisch verbunden ist und das säulenartige Werkstück so konfiguriert ist, dass es sich in Verbindung mit der Drehung des Drehtischs dreht; der erste Endträger so befestigt ist, dass er nicht drehbar ist, während er gleichzeitig zwischen dem ersten Endträgerkörper und dem säulenartigen Werkstück gleitfähig ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: der erste Endträger so konfiguriert ist, dass er den ersten Trägerkörper in eine Richtung einer axialen Länge des säulenartigen Werkstücks vorwärtsbewegt und zurückzieht, und einen Schieber beinhaltet, der so konfiguriert ist, dass er den ersten Endträgerkörper in das säulenartige Werkstück presst, und der Schieber eine Führung beinhaltet, die so konfiguriert ist, dass sie in den Ausschnitt eintritt, wenn der erste Endträgerkörper aus dem säulenartigen Werkstück zurückgezogen wurde.
Messvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Schieber umfasst: ein vorspannkraftanlegendes Element, das so konfiguriert ist, dass es eine Vorspannkraft anlegt, die den ersten Endträgerkörper in das säulenartige Werkstück presst; und einen Anschlag, der so konfiguriert ist, dass er die Vorwärtsbewegung des ersten Endträgerkörpers stoppt, wenn sich der erste Endträgerkörper in einem Zustand vorwärtsbewegt, in dem das säulenartige Werkstück nicht vorhanden ist, wobei der Anschlag des Weiteren so konfiguriert ist, dass er eine Kraft an das vorspannkraftanlegende Element anlegt, das der Vorspannkraft des vorspannkraftanlegenden Elements standhält.
Trägermechanismus eines säulenartigen Werkstücks, der ein längliches säulenartiges Werkstück mit einer Zentrieröffnung an zwei Enden trägt, wobei der Trägermechanismus umfasst: einen ersten Endträger, der so konfiguriert ist, dass er ein erstes Ende des säulenartigen Werkstücks trägt; und einen zweiten Endträger, der so konfiguriert ist, dass er ein zweites Ende des säulenartigen Werkstücks trägt, wobei: der erste Endträger einen ersten Endträgerkörper beinhaltet, der so konfiguriert ist, dass er montierbar und lösbar in die Zentrieröffnung eines ersten Endes des säulenartigen Werkstücks passt, der erste Endträgerkörper zumindest zwei Ausschnitte beinhaltet, und eine Innenfläche der Zentrieröffnung in einem Zustand, in dem der erste Endträgerkörper in die Zentrieröffnung eingepasst ist, durch die Ausschnitte nach außen hin sichtbar ist.