JP7258232B2 - 超音波測定ユニット - Google Patents
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Description
超音波測定ヘッドを有する測定装置が知られている。
公知の測定装置は、超音波測定ヘッドを搭載したロボットアームを備える。超音波測定ヘッドは、ロボットアームを用いて定められた位置への移動が可能で、その定められた位置にて超音波測定ヘッドを用いて測定を行う。
[本発明の目的と利点]
本発明の目的は、改良された超音波測定ユニットを提供すること、特に、とりわけ自動超音波測定を比較的迅速に、信頼性をもって、及び/または、正確に実行することを可能にする、改良された超音波測定ユニットを提供することである。
本発明の有利で好都合な改良が、従属項にて言及されている。
本発明は、測定器具に装着される超音波測定ユニットに基づく。
例えば、管状スリーブは、管状スリーブを超音波測定ユニットの残りの部分に取り付けるための取付手段を備える。管状スリーブを超音波測定ユニットの残りの部分に取り付けるための取付手段は、ねじ式手段、例えば、ねじ山であると都合がよい。取付手段を、クイックリリース式締結システムとして、例えば、バヨネットファスナの形で構成することも考えられる。管状スリーブを、超音波測定ユニットの残りの部分に、例えば接着接合またははんだ付けにより、着脱不可に接続することも考えられる。例えば、管状スリーブは、超音波測定ユニットの残りの部分に、スリーブの接続縁部で接続される。スリーブの接続縁部は、スリーブの外縁に対向し、離間していると都合がよい。例えば、外縁とスリーブの接続縁部は、それぞれ中空円筒状に構成されたスリーブの端部側面を形成する。
中間空間は、管状スリーブと弾性支持体との間の管状スリーブの外縁の領域に設けられるとさらに都合がよい。中間空間は、例えば、中空円筒の形状にて構成される。例えば、管状スリーブと弾性支持体とは、管状スリーブの外縁の領域において、中空円筒の肉厚により互いに離間している。例えば、管状スリーブと弾性支持体とは、少なくとも二方、特に三方で、中間空間、特に中空円筒の形状の中間空間を囲む。弾性支持体は、管状スリーブの内部の方向への外部圧力により、管状スリーブの内部へと変形可能であると都合がよい。例えば、弾性支持体は、管状スリーブの内部の方向への外部圧力により、管状スリーブの内部への、特に、中間空間への中間空間の方向に、変形可能、圧縮可能、及び/または、変位可能に構成される。このようにして、管状スリーブの外縁と弾性支持体の外端部とが、面一状態にされ得る。
超音波発生要素は、トランシーバであると都合がよい。例えば、トランシーバは、音波を発する、または生成すること、及び、音波を受信する、または検出すること、の両方を行うよう構成される。超音波発生要素の音発生周波数は、約500Hzの範囲であると都合がよい。例えば、超音波発生要素の音発生周波数は、500Hzである。例えば、超音波検出要素及び超音波発生要素は、一体型である。
超音波測定ユニット、特に、管状スリーブは、測定器具に移動可能に取り付けられるようにして配置されると都合がよい。特に、管状スリーブは、直線的に移動可能である。測定器具は、例えば、バネの形状にて構成された復元要素を備えると都合がよい。例えば、超音波測定ユニットは、復元要素によって測定装置に移動可能なように取り付けられる。測定器具は、特に、測定器具に対する管状スリーブの1回の相対移動が、サンプリングイベントをトリガするように構成されると都合がよい。測定器具は、測定する面のサンプリング過程の間に、最初に弾性支持体が、特に、測定する面と直に接触し、測定する面の対向圧のためにサンプリング過程により変形するように設けられると都合がよく、その結果、サンプリング過程のさらなる過程の間に、管状スリーブの外縁が、特に、測定する面と直に接触し、そして、サンプリング過程のさらなる過程の間に、管状スリーブが、測定器具に対する復元要素の力に逆らう測定器具の方向へと、弾性支持体とともに移動する。例えば、測定器具は、スイッチングまたはサンプリング信号が、測定器具の方向への管状スリーブの相対移動によりセンサ部によってトリガされ得るように構成される。
インターフェースは、シリアルインターフェースとして構成されると都合がよい。送受信部と加工機、及び/または、測定機との間の通信は、同期シリアルプロトコルに基づくことが都合がよい。インターフェースを標準インターフェースとして、例えば、標準データバスとして構成することも考えられる。例えば、インターフェースは、Profinetインターフェース、EnDatインターフェース、またはSPI(Serial Peripheral Interface)である。また、インターフェースを有線のインターフェースとすると都合がよいことがわかっている。このようにして、比較的安全な伝送路がつくられる。同様に、インターフェースは、指令部の電力供給のための信号線、及び、測定信号送信のための信号線を有すると都合がよいことがわかっている。
図3及び図4は、測定装置33のさらなる変形例を表す。図3は、測定対象35の表面34のサンプリングの前の測定装置33を示し、図4は、測定対象35の表面34のサンプリング中の測定装置を表す。
測定器具36は、測定器具36を機械のツールホルダ上に取り付けるための係合手段38を備える。測定器具36は、さらに、スイッチ39の形状にて構成されたセンサ部と、スイッチング素子40と、係合要素41と、制御部42と、プラグ43の形状にて構成された電気的接続手段と、そして、バネ部材44の形状にて構成された復元要素を備える。
Claims (15)
- 超音波測定ユニット(10、23、37)を有する測定器具(9、22、36)であって、
前記測定器具(9、22、36)は、機械(1)の移動軸(4)上に配置され得るよう構成され、前記超音波測定ユニット(10、23、37)が前記測定器具(9、22、36)に配置された状態で、前記超音波測定ユニット(10、23、37)を用いて超音波測定を行うことができ、前記超音波測定ユニット(10、23、37)は、管状スリーブ(27、46)と弾性支持体(26、45)とバネ部材(44)である復元要素とを備え、前記管状スリーブ(27、46)は前記弾性支持体(26、45)を囲み、前記弾性支持体(26、45)は超音波を伝導する材料から成り、前記弾性支持体(26、45)は前記管状スリーブ(27、46)の第1端部で前記管状スリーブ(27、46)の外縁(31、50)を超えて突出し、前記管状スリーブ(27、46)及び前記弾性支持体(26、45)は、前記測定器具(9、22、36)のサンプリング過程の間に、測定する面(34)と、直接的に接触するようになっており、前記測定器具(9、22、36)は触覚センサ部(39、40)を有し、前記測定器具(9、22、36)と前記測定する面との間のサンプリングの事象は、前記触覚センサ部(39、40)を用いて検出可能であり、前記管状スリーブ(27、46)は、前記弾性支持体(26、45)とともに前記復元要素を介して前記測定器具(9、22、36)に対して移動可能に前記測定器具(9、22、36)に取り付けられるようにして配置され、前記管状スリーブ(27、46)の前記測定器具(9、22、36)に対する相対移動は、前記サンプリングの事象をトリガする、測定器具。 - 前記測定器具(9、22、36)は、サンプリングの事象の検出によってトリガ信号を生成し、該測定器具(9、22、36)は、前記機械(1)上に配置された状態において、前記機械(1)へと前記トリガ信号を転送するよう構成され、その結果、前記機械(1)の軸移動、ひいては前記測定器具(9、22、36)の移動が停止され得ることを特徴とする、請求項1に記載の測定器具(9、22、36)。
- 前記管状スリーブ(27、46)は、プラスチック材から形成されることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の測定器具(9、22、36)。
- 前記管状スリーブ(27、46)は、係合する形態で前記弾性支持体(26、45)を囲むことを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)。
- 前記弾性支持体(26、45)は、前記管状スリーブ(27、46)の前記外縁(31、50)と前記弾性支持体(26、45)の外端部(32、52)とが面一状態にされ得るよう、前記管状スリーブ(27、46)の内部(53)の方向への外部圧力により、前記内部(53)へと変形可能に、及び/または、変位可能に構成されるように設けられ、そして構成されることを特徴とする、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)。
- 中間空間(54)は、前記管状スリーブ(27、46)と前記弾性支持体(26、45)との間の前記管状スリーブ(27、46)の前記外縁(31、50)の領域に設けられることを特徴とする、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)。
- 前記超音波測定ユニット(10、23、37)は、前記測定器具(9、22、36)に交換可能に、または、取換可能に配置できるように構成されることを特徴とする、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)。
- 前記超音波測定ユニット(10、23、37)の超音波発生要素(47)を、前記管状スリーブ(27、46)の内部(53)に形成することを特徴とする、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)。
- 前記超音波測定ユニット(10、23、37)の超音波検出要素(47)を、前記管状スリーブ(27、46)の内部(53)に形成することを特徴とする、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)。
- 前記測定器具(9、22、36)は、前記超音波測定ユニット(10、23、37)の前記測定器具(9、22、36)に対する1回の相対移動が前記サンプリングの事象をトリガするように、構成されることを特徴とする、請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)。
- 前記測定器具(9、22、36)は、サンプリングの事象の検出によって前記超音波測定ユニット(10、23、37)の超音波測定を開始するよう構成されることを特徴とする、請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)。
- 前記触覚センサ部は光電バリアを有することを特徴とする、請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)。
- 請求項1から請求項12までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)と、前記測定器具(9、22、36)を制御するための送受信部とを備える測定装置(8、21、33)であって、
測定機上、及び/または、加工機上に配置できるように構成される測定装置。 - 前記測定器具(9、22、36)は、前記加工機、及び/または、前記測定機に前記測定器具を接続するため、インターフェース(12)を有し、該測定器具(9、22、36)は、前記加工機の指令部(5)、及び/または、前記測定機の指令部(5)に、超音波測定値を送信するよう構成されることを特徴とする、請求項13に記載の測定装置(8、21、33)。
- 機械(1)であって、
請求項1から請求項12までのいずれか1項に記載の測定器具(9、22、36)、及び/または、請求項13または14に記載の測定装置(8、21、33)を有する機械。
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