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JPS60224010A - Three dimensional automatic measuring machine - Google Patents

Three dimensional automatic measuring machine

Info

Publication number
JPS60224010A
JPS60224010A JP7975684A JP7975684A JPS60224010A JP S60224010 A JPS60224010 A JP S60224010A JP 7975684 A JP7975684 A JP 7975684A JP 7975684 A JP7975684 A JP 7975684A JP S60224010 A JPS60224010 A JP S60224010A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis direction
base
axis
guide
guide member
Prior art date
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Granted
Application number
JP7975684A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0320688B2 (en
Inventor
Koji Hayashi
孝二 林
Susumu Yoshioka
晋 吉岡
Kenji Ono
憲次 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd filed Critical Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority to JP7975684A priority Critical patent/JPS60224010A/en
Publication of JPS60224010A publication Critical patent/JPS60224010A/en
Publication of JPH0320688B2 publication Critical patent/JPH0320688B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform correctly the guide of a table by providing a table on a base stand via air bearings utilizing a guide member. CONSTITUTION:Between a base stand 10 and a table 50, a driving mechanism 60 to drive the table 50 in a Y axis direction is provided. This table 50 is regulated and guided by position regulating means of X and Z axes directions consisting of guide members 11, 12 and air bearings 51, 53, 54. And the guide member 11 is fitted to the base stand 10 with its straightness corrected by a bend correcting member 40 arranged at least >= three sets in a Y axis direction, and also the guide members 11, 12 are made up with a stone like member and the secular change is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、被測定物に測定子を三次元的に当接させて被
測定物の形状等を測定する三次元測定機に係り、特に被
測定物と測定子とを自動的に相対移動させて測定する自
動三次元測定機に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a three-dimensional measuring machine that measures the shape of an object to be measured by bringing a contact point into three-dimensional contact with the object. The present invention relates to an automatic three-dimensional measuring machine that automatically moves a measuring element and a measuring element relative to each other for measurement.

[背景技術] 一般に、三次元測定機における測定子の移動機構として
は、三次元の各軸の構造物を順次積重ねていく方法がと
られているが、謂わゆる自動型の場合は、積重ね方式と
すると測定子側機構が次の機構への荷重となるので高出
力の駆動源を必要とし、装置全体の大型化を招くという
問題がある。
[Background Art] Generally, the movement mechanism of the probe in a coordinate measuring machine is to sequentially stack structures on each three-dimensional axis, but in the case of the so-called automatic type, the stacking method is used. In this case, since the probe-side mechanism becomes a load on the next mechanism, a high-output drive source is required, leading to an increase in the size of the entire device.

また、これは精度保証上も不利であり、かつ、移動スピ
ードの関係から測定能率が悪いという欠点もある。
Furthermore, this is disadvantageous in terms of accuracy assurance, and also has the disadvantage of poor measurement efficiency due to the moving speed.

これを解決すべく、本出願人!±、測定子を三次元的に
移動させるのではなく、測定子側は二次元的に移動させ
るとともに、被測定物を一次元的に移動させて結果的に
相対三次元移動させるテーブル移動型自動三次元測定機
を提案している。これによれば、測定子保持側移動機構
は、−動方向減った分、軽量、小型となり、前記欠点が
解消される。しかしながら、テーブルの移動機構に新た
な問題が生じた。
In order to solve this problem, the present applicant! ±, instead of moving the measuring head three-dimensionally, the measuring head side moves two-dimensionally and the object to be measured is moved one-dimensionally, resulting in a relative three-dimensional movement. We are proposing a three-dimensional measuring machine. According to this, the probe holding side moving mechanism becomes lighter and smaller due to the reduction in the moving direction, and the above-mentioned drawbacks are solved. However, a new problem arose in the table moving mechanism.

即ち、他の移動機構の可動部に対し、テーブル移動型で
は可動部たるテーブルが大型となるため、総合精度がl
pm以下を要求される測定機にあっては、その移動の直
線性等の確保が難しいということである。
In other words, compared to the movable parts of other moving mechanisms, the table that is the movable part of the table moving type is larger, so the overall accuracy is l
This means that it is difficult to ensure linearity of movement for measuring instruments that require a measurement of pm or less.

一方、平面的テーブルを水平移動させるには、熱的変形
等を考慮してテーブルの一側を基準とした謂わゆる片側
基準のテーブルとすることが多く行われているが、測定
機においては必ずしも得策ではない。その収縮、伸張自
体が測定精度に影響を及ぼすが、その際に基準部位から
離れた他側部が大きな影響を受けるからである。これは
、駆動軸の配置関係で平行移動を困難とする問題、即ち
、駆動軸たる送りねじ軸を片側に配置すると、この軸の
曲がりによる他側の受ける影響が大きいという問題もあ
る。
On the other hand, in order to move a flat table horizontally, it is often done to use a so-called one-sided reference table with one side of the table as the reference in consideration of thermal deformation. It's not a good idea. This is because the contraction and expansion themselves affect the measurement accuracy, and at that time, the other side away from the reference region is greatly affected. This has the problem that parallel movement is difficult due to the arrangement of the drive shafts, that is, if the feed screw shaft serving as the drive shaft is arranged on one side, the other side is greatly affected by the bending of this shaft.

また、テーブルの固定側における案内は、一般的にV溝
の延長方向案内とされるが、これは直交三軸のうち、■
溝に直交する2軸の各軸方向の位置規制の調整が困難な
ため、各軸方向毎の位置規制の調整を正確に必要とする
三次元測定機にあっては、実用上採用すべき理由がない
。この意味で従来の三次元測定機ではテーブル移動型が
採用されていなかったといえる。
In addition, the guidance on the fixed side of the table is generally guided in the extension direction of a V groove, but this is one of the three orthogonal axes.
Because it is difficult to adjust the position regulation in each axis direction of the two axes perpendicular to the groove, it is recommended for practical use in coordinate measuring machines that require accurate adjustment of the position regulation in each axis direction. There is no. In this sense, it can be said that the table moving type was not used in conventional coordinate measuring machines.

また、三次元測定機においてテーブル移動型を採用しよ
うとする場合、テーブルの案内の信頼性即ち真直な案内
の保証およびその経年変化の少ない保証を得ることが必
要とされ、更にはその加工の容易性も必要とされる。
In addition, when using a moving table type in a coordinate measuring machine, it is necessary to ensure the reliability of table guidance, that is, guarantee straight guidance, and guarantee that the table will not change over time. Gender is also required.

[発明の目的] 本発明の目的は、テーブル移動型の自動三次元測定様の
特徴を発揮でき、真直な案内および経年変化がなく、か
つ、加工も容易な移動案内機構を備えた自動三次元測定
機を提供するにある。
[Object of the Invention] The object of the present invention is to provide an automatic 3D measurement system that can exhibit the features of table moving type automatic 3D measurement, has a straight guide, does not deteriorate over time, and is equipped with a movement guide mechanism that is easy to process. To provide measuring equipment.

[発明の構成] 本発明は、基台を天然石材またはセラミ・ンクスからな
る毛様部材とするとともに、テーブルを水平面内の軸で
あるY軸方向に自動駆動されるように設け、このテーブ
ルを駆動方向に直交するテーブルの幅方向の中間におい
て基台側に軸支された送りねし軸に連結しするとともに
、基台の幅方向中心部にX軸に直交する相互に平行な2
つの案内面を有する毛様部材からなる第1の案内部材を
Y軸方向に配置し、この第1の案内部材をY軸方向に少
なくとも3組以上配列した曲がり辺止部材で真直度を矯
正しつつ基台に取付け、更に、第1の案内部材のX軸方
向両側位置においてZ軸方向に直交する相互に平行な2
つの案内面を有する毛様部材からなる第2の案内部材を
Y軸方向に沿って基台に一対固定し、かつ、前記テーブ
ルを前記第1、第2の案内部材の各案内部材を利用した
エアベアリングを介してY軸方向に案内するようにした
もので、これにより送りねじ軸をテーブルの幅方向の中
間に配置したことでねし軸の曲がり等によるる影響を片
側基準の場合に比べて約半分に減少させ、かつ、Xおよ
びZ軸方向位置規制を第1、第2の案内部材の各案内面
で案内させて真直に行ない、これらの第1、第2の案内
部材を毛様部材とすることで経年変化を少なくし、更に
、第1、第2の案内部材を各別に設けることにより各軸
毎の調整を可能としてテーブルの正確な送りを達成しう
るようにし、かつ、加工を容易にしたものである。
[Structure of the Invention] The present invention uses a base as a hair-like member made of natural stone or ceramic inx, and also provides a table so as to be automatically driven in the Y-axis direction, which is an axis in a horizontal plane. It is connected to the feed screw shaft supported on the base side at the middle in the width direction of the table perpendicular to the driving direction, and two mutually parallel shafts perpendicular to the X-axis are connected to the center of the base in the width direction.
A first guide member made of a hair-like member having two guide surfaces is arranged in the Y-axis direction, and the straightness of the first guide member is corrected with at least three sets of curved edge stop members arranged in the Y-axis direction. The first guide member is attached to the base at both sides of the first guide member in the X-axis direction, and two mutually parallel guide members perpendicular to the Z-axis direction
A pair of second guide members made of hair-like members having two guide surfaces are fixed to a base along the Y-axis direction, and the table utilizes each guide member of the first and second guide members. The feed screw shaft is guided in the Y-axis direction via an air bearing, and by placing the feed screw shaft in the middle of the table in the width direction, the influence of bending of the screw shaft is reduced compared to when the screw shaft is guided on one side. The position of the first and second guide members is reduced by approximately half, and the position in the X and Z axis directions is guided by the respective guide surfaces of the first and second guide members in a straight manner. By making it a member, it reduces deterioration over time, and by providing the first and second guide members separately, it is possible to adjust each axis and achieve accurate table feeding. It is made easy.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。[Example] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

全体構成を示す第1図および第2図において、天然石材
、セラミックス等の毛様部材からなる基台lOは、複数
の水平出し治具30を介して設置床l上に水平に設置さ
れる。この基台lOは略凸字状に形成されるとともに、
この凸字状の基台lOの上面中央には基台lOと同様の
毛様部材からなりY軸方向の案内面を形成する第1の案
内部材llがねじ止め固定され、さらに、この第1の案
内部材11の両側には同しく毛様部材からなる偏平な一
対の第2の案内部材12か一部を基台10の凸部上面か
ら突出された状態で対称にねし止め固定されている。こ
の際、案内部材11および第2の案内部材12の基台1
0への固定構造は、第3図に示されるように、基台10
に設けられた盲孔13内に接着固定された固定金具14
のねし孔に第1の案内部材11あるいは第2の案内部材
12を貫通してボ2しh16をねし込むことによりなさ
れる。また、本明細書におけるX軸方向とは第2図中左
右方向を、Y軸方向とは同図中紙面直交方向を、X軸方
向とは同図中上下方向すなわち鉛直方向を意味し、従っ
て、これらのx、y、z軸はXおよびY軸を水平方向の
軸とし、X軸方向を鉛直方向とする互いに直交する三軸
とされている。
In FIGS. 1 and 2 showing the overall configuration, a base lO made of a hair-like material such as natural stone or ceramics is horizontally installed on an installation floor l via a plurality of leveling jigs 30. This base lO is formed into a substantially convex shape, and
A first guide member ll, which is made of a ciliary member similar to that of the base lO and forms a guide surface in the Y-axis direction, is fixed to the center of the upper surface of this convex-shaped base lO with screws. On both sides of the guide member 11, a pair of flat second guide members 12, also made of ciliary members, are symmetrically fixed with screws in a state protruding from the upper surface of the convex portion of the base 10. There is. At this time, the base 1 of the guide member 11 and the second guide member 12
The structure for fixing to the base 10 is as shown in FIG.
A fixing fitting 14 adhesively fixed in a blind hole 13 provided in the
This is done by passing through the first guide member 11 or the second guide member 12 and pushing the bolt 2 h16 into the draw hole. Furthermore, in this specification, the X-axis direction means the left-right direction in FIG. 2, the Y-axis direction means the direction perpendicular to the plane of the paper in the same figure, and the X-axis direction means the vertical direction in the same figure. , these x, y, and z axes are three axes that are orthogonal to each other, with the X and Y axes being horizontal axes and the X axis direction being vertical.

前記水平出し冶具30は、第4図に示されるように、側
面略凹字状に形成されたベース31と、このベース31
内に摺動自在に収納され上面に傾斜面32を形成された
摺動片33と、前記ベース31の立上り部に進退可能に
ねじ込まれ前記摺動片33をベース31の底面に沿って
進退させるボルト34と、前記ベース31の両側の側壁
内に上下方向摺動可能に設けられるとともに前記摺動片
33の傾斜面32に係合する傾斜面35を有しかつ前記
基台10の下面に当接された当接片36とから構成され
、前記ボルト34をまわすことにより両頭斜面32.3
5の作用によって設置床1に対する基台lOの高さ位置
を調整し、基台10の水平位置出しを行なえるようにな
っている。
As shown in FIG. 4, the leveling jig 30 includes a base 31 having a substantially concave side surface, and a base 31 having a substantially concave side surface.
A sliding piece 33 is slidably housed inside and has an inclined surface 32 formed on the upper surface thereof, and is screwed into the rising portion of the base 31 so as to be movable back and forth, and the sliding piece 33 is moved forward and backward along the bottom surface of the base 31. The bolt 34 is provided in the side walls on both sides of the base 31 so as to be slidable in the vertical direction, and has an inclined surface 35 that engages with the inclined surface 32 of the sliding piece 33 and comes into contact with the lower surface of the base 10. By turning the bolt 34, the double-ended slope 32.3
5, the height position of the base 10 relative to the installation floor 1 can be adjusted, and the horizontal position of the base 10 can be determined.

前記第1の案内部材11の両側位置には、複数対例えば
3対以上、実際には16ないし32対程度の曲がり矯正
手段40が配置され、第1の案内部材11の真直度が出
せるようになっている。この曲がり矯正手段40は、第
5図に示されるように、基台10の上面に形成された溝
17の側面に接着固定されるとともにこの固定面とは反
対側の面に傾斜面41を有する固定片42と、この固定
片42の傾斜面41に係合される傾斜面43を有すると
ともにこの傾斜面43とは反対側において第1の案内部
材11のX軸方向移動規制用平行案内面18に当接され
る垂直面44を有する可動片45と、前記基台lOに形
成された盲孔19内に接着固定されるとともに中心にね
し孔46を有する固定金具47と、前記可動片45を貫
通して固定金Jt47のねし孔にねじ込まれるボルト4
8とから構成され、ホルト48のねじ込み量を調整する
ことにより、Ml<面41と傾斜面43との保合位置を
変化させて垂直面44により平行案内面18を押圧して
第1の案内部材11の真直度を矯正できるようになって
いる。
On both sides of the first guide member 11, a plurality of pairs, for example, three or more pairs, in fact, about 16 to 32 pairs of bend correction means 40 are disposed to maintain the straightness of the first guide member 11. It has become. As shown in FIG. 5, this bend correction means 40 is adhesively fixed to the side surface of the groove 17 formed on the upper surface of the base 10, and has an inclined surface 41 on the surface opposite to this fixed surface. A parallel guide surface 18 for restricting the movement of the first guide member 11 in the X-axis direction, which has a fixed piece 42 and an inclined surface 43 that is engaged with the inclined surface 41 of the fixed piece 42 and is opposite to the inclined surface 43. a movable piece 45 having a vertical surface 44 that comes into contact with the base lO; a fixing metal fitting 47 that is adhesively fixed in a blind hole 19 formed in the base lO and has a tapped hole 46 in the center; Bolt 4 that passes through and is screwed into the tapped hole of the fixed metal Jt47
8, and by adjusting the screwing amount of the bolt 48, the position where the Ml The straightness of the member 11 can be corrected.

前記基台10上には金属製のテーブル50かY軸方向に
移動可能に設けられている。このテーブル50の下面に
は、前記第1の案内部材11の平行案内面18に対向さ
れるエアベアリング51かブラケット52を介して取付
けられるとともに、前記第2の案内部材12の上下のX
軸方向移動規制用平行案内面20のうち上方の案内面2
0に対向される比較的大型のエアベアリング53が設け
られ、更に、平行案内面20の下側の案内面20に対向
されるエアベアリング54がプラケフト55を介して取
付けられ、これらの各エアヘアリング51,53.54
によりテーブル50は基台10上をわすかな力で移動で
きるようにされ、かつ、第1の案内部材11とエアベア
リング51との作用によりX軸方向への移動か規制され
、また、第2の案内部材12とエアベアリング53゜5
4との作用によりX軸方向の移動が各軸別に調整されて
規制され、Y軸方向にのみ真直に移動できるようになっ
ている。
A metal table 50 is provided on the base 10 so as to be movable in the Y-axis direction. An air bearing 51 facing the parallel guide surface 18 of the first guide member 11 is attached to the lower surface of the table 50 via a bracket 52, and
Upper guide surface 2 of the parallel guide surfaces 20 for regulating axial movement
A relatively large air bearing 53 facing the parallel guide surface 20 is provided, and an air bearing 54 facing the lower guide surface 20 of the parallel guide surface 20 is installed via a plastic shaft 55. Ring 51, 53.54
This allows the table 50 to move on the base 10 with a slight force, and the movement in the X-axis direction is regulated by the action of the first guide member 11 and the air bearing 51. Guide member 12 and air bearing 53°5
4, the movement in the X-axis direction is adjusted and restricted for each axis, and straight movement is possible only in the Y-axis direction.

また、基台10とテーブル50との間には、テーブル5
0をY軸方向に駆動するY軸方向駆動機構60が設けら
れている。このY軸方向駆動機構60は、第6図に示さ
れるように、基台10にプラケフト61を介して固定さ
れたモータ62と、このモータ62の出力軸に連結され
たポールねじ軸からなる送りねじ軸64と、この送りね
じ軸64に移動可能に螺合されるとともにブラダ・ント
65を介してテーブル50に固定されたす・ント部材6
6とを備えて構成され、モータ62の駆動によりテーブ
ル50をY軸方向に駆動できるようになっている。この
際、送りねじ軸64は第1の案内部材11の溝zl内に
配置され、これにより送りねじ軸64はテーブル50の
幅方向即ちX軸方向の中間、略中夫に位置するようにさ
れている。
Further, between the base 10 and the table 50, a table 5 is provided.
A Y-axis direction drive mechanism 60 is provided for driving 0 in the Y-axis direction. As shown in FIG. 6, this Y-axis direction drive mechanism 60 includes a motor 62 fixed to the base 10 via a plastic lift 61, and a pole screw shaft connected to the output shaft of this motor 62. a screw shaft 64; and a socket member 6 movably screwed onto the feed screw shaft 64 and fixed to the table 50 via a bladder 65.
6, and the table 50 can be driven in the Y-axis direction by driving the motor 62. At this time, the feed screw shaft 64 is disposed within the groove zl of the first guide member 11, so that the feed screw shaft 64 is positioned approximately in the middle of the table 50 in the width direction, that is, in the X-axis direction. ing.

前記モータ62によるテーブル50の送り量は、第2図
に示されるように、前記第1の案内部材11側に設けら
れたスケール76およびテーブル50のグラケント52
側に設けられた検出部77からなるY軸方向移動量計測
手段75により計測され、また、テーブル50の原点位
置即ち絶対位置測定するための零点位置は、前記第1の
案内部材11側に設けられたゼロマーク81およびテー
ブル50側に設けられた検出スイッチ82からなるゼロ
セット手段80により設定されるようになっている。さ
らに、テーブル50の移動範囲の規制は、基台10上に
設けられたドック85およびテーブル50側に設けられ
た図示しないリミットスイッチにより行われるようにな
っている。
As shown in FIG.
The zero point position for measuring the origin position of the table 50, that is, the absolute position, is provided on the first guide member 11 side. The zero setting means 80 includes a zero mark 81 and a detection switch 82 provided on the table 50 side. Further, the movement range of the table 50 is controlled by a dock 85 provided on the base 10 and a limit switch (not shown) provided on the table 50 side.

第2図において、前記基台lOの両側面には夫々支柱9
0が固定されている。この支柱90の基台10に対する
固定構造は、基台10の両側面に沿ってY軸方向に夫々
複数箇所設けられた孔22内に挿入された略杵状の締付
金具23に貫孔24を貫通してねじ込まれるボルト25
により行われている。これらの支柱90は夫々鉄等の金
属から形成されるとともに、これらの支柱90の上端間
には前記基台10と同様な毛様部材からなる非移動体側
構造体としての梁100が横架固定されている。このg
tooと支柱90との固定構造も、前記支柱90と基台
10との固定構造と同様に、天然石材等からなる梁10
0側に設けられた孔101と、この孔101内に挿入さ
れる金属材からなる略杵状の締付金具102と、梁10
0側に設けられた貫孔103を貫通して挿入され締付金
具102のねし穴に螺合されるポル)104とから構成
されている。
In FIG. 2, pillars 9 are provided on both sides of the base lO.
0 is fixed. The structure of fixing the support column 90 to the base 10 is such that a substantially pestle-shaped fastener 23 is inserted into a through-hole 24 inserted into a plurality of holes 22 provided along both sides of the base 10 in the Y-axis direction. A bolt 25 that is screwed through the
It is carried out by Each of these pillars 90 is made of metal such as iron, and a beam 100 as a non-movable object side structure made of a hair-like member similar to the base 10 is horizontally fixed between the upper ends of these pillars 90. has been done. This g
The fixing structure between too and the pillar 90 is similar to the fixing structure between the pillar 90 and the base 10, and the beam 10 is made of natural stone or the like.
A hole 101 provided on the zero side, a substantially pestle-shaped tightening fitting 102 made of a metal material inserted into the hole 101, and a beam 10.
The bolt 104 is inserted through a through hole 103 provided on the zero side and screwed into a tapped hole of the fastening fitting 102.

前記梁100上にはスライダ110がX軸方向移動自在
に支持されるとともに、このスライダ110は、モータ
122、送りねじ軸124、ナ、ント部材129等から
なるX軸方向駆動機構120によりX軸方向に自動送り
され、かつ、梁100の背面にはスライダ110をX軸
方向に案内するためのカイトレール105およびスライ
ダ110の移動量を検出するためのスケール106か夫
々設けられている。
A slider 110 is supported on the beam 100 so as to be movable in the X-axis direction, and the slider 110 is moved along the X-axis by an A kite rail 105 for guiding the slider 110 in the X-axis direction and a scale 106 for detecting the amount of movement of the slider 110 are provided on the back side of the beam 100, respectively.

前記スライダ110は、第7図に示されるように、前記
第lOOを囲むように設けられるとともに梁100の四
角の各面に対向して夫々エアベアリング111を有する
X軸方向案内用軸受箱112と、このX軸方向案内用軸
受箱112の前面に取付けられるとともに内部に平面四
角形状に配置されたエアベアリング113を有する上下
一対のZ軸方向案内用軸受箱114と、これらのZ軸方
向案内用軸受箱114内にX軸方向移動自在に挿入され
たZ軸構造物180と、前記X軸方向案内用軸受箱11
2上に立設された支持フレーム115に支持されたZ軸
方向駆動機構140と、前記支持フレーム115の上端
部に設けられるとともに前記Z軸方向駆動機構140の
自由回転を阻止して前記Z軸構造物180の落下を防止
するロック装置160とを備えている。
As shown in FIG. 7, the slider 110 includes a bearing box 112 for guiding in the X-axis direction, which is provided so as to surround the lOO, and has air bearings 111 facing each square surface of the beam 100. , a pair of upper and lower bearing boxes 114 for Z-axis direction guidance, which are attached to the front surface of this X-axis direction guide bearing box 112 and have air bearings 113 arranged in a rectangular planar shape inside; A Z-axis structure 180 inserted into the bearing box 114 so as to be movable in the X-axis direction, and the bearing box 11 for guiding in the X-axis direction.
2, and a Z-axis drive mechanism 140 supported by a support frame 115 erected on the support frame 115; A locking device 160 is provided to prevent the structure 180 from falling.

前記Z軸方向駆動機構140は、前記支持フレーム11
5に支持されたモータ141と、このモータ141によ
りタイミングヘルド142を介して回転駆動されるとと
もに支持フレーム115の上下部に夫々その上下端部を
回転自在に支持された比較的大きな例えば4mm以」二
のねしピッチを有する送りねじ軸145と、この送りね
じ軸145に軸方向移動可能に支持されたナツト部材1
46と、このナツト部材146に回転自在に支持される
とともに前記支持フレーム115の第4図中手前側の壁
面(図示せず)に取付けられたガイトレール147の両
側壁を挟持するように当接されガイドレール147に沿
ってナツト部材146をZ軸方向移動容易かつ回動不能
に案内する一対のローラ148と、前記ナツト部材14
6に固定された連結板149と、この連結板149の突
出端上下面に送りねじ軸145の軸方向移動不可能かつ
半径方向移動容易に連結されるとともに前記Z軸構造物
180の上端部に固定されたブラケット152と、を備
えて構成され、前記モータ141の駆動によりブラケッ
)152を介してZ軸構造物180をZ軸方向に駆動で
きるようになっている。この際、送りねじ軸145の曲
がり、偏心等による影響は、連結板149に対し送りね
じ軸145の軸方向移動不可能かつ半径方向移動可能に
された部分で吸収され、Z軸構造物180にはナツト部
材146のZ軸方向の動きだけが伝達されるようになっ
ている。
The Z-axis direction drive mechanism 140
A relatively large motor 141, for example 4 mm or more, is rotatably driven by the motor 141 via a timing heald 142 and is rotatably supported at its upper and lower ends on the upper and lower parts of the support frame 115, respectively. A feed screw shaft 145 having a helical pitch of 2, and a nut member 1 supported by the feed screw shaft 145 so as to be movable in the axial direction.
46, and the guide rail 147 is rotatably supported by the nut member 146 and is attached to the wall surface (not shown) on the front side in FIG. 4 of the support frame 115. a pair of rollers 148 that guide the nut member 146 along the guide rail 147 so that it can move easily in the Z-axis direction but cannot rotate;
A connecting plate 149 is fixed to the Z-axis structure 180, and a feed screw shaft 145 is connected to the upper and lower surfaces of the protruding end of the connecting plate 149 so that the feed screw shaft 145 cannot be moved in the axial direction but can be easily moved in the radial direction. A fixed bracket 152 is provided, and the Z-axis structure 180 can be driven in the Z-axis direction via the bracket 152 by driving the motor 141. At this time, the influence of bending, eccentricity, etc. of the feed screw shaft 145 is absorbed by the portion of the feed screw shaft 145 that cannot move in the axial direction but is movable in the radial direction with respect to the connecting plate 149, and Only the movement of the nut member 146 in the Z-axis direction is transmitted.

前記Z軸構造物180は、四角筒からなりZ軸部材とし
ての中空の筐体181を備えるとともに、この筐体18
1内にエアバランス機構190およびプローブ着脱機構
200を備えている。このエアバランス機構190は、
筐体181に固定されるとともに下端を開放されたシリ
ンダ191と、このシリンダ191内に収納されるとと
もに前記支持フレーム115にピストンロッド194を
介して支持されたピストン192とを備えて構成され、
このピストン192とシリンダ191の上部との間に圧
縮空気を供給することにより、この圧縮空気の作用でZ
軸構造物180の重量を支持してZ軸構造物180の自
重による送りねじ軸145側への負荷の軽減が図られて
いる。また、筐体181と前記支柱フレーム115との
間には図示しないスケールと検出器とからなるZ軸方向
移動量検出手段が設けられ、Z軸構造物180の軸方向
の移動量が検出されるようになっている。
The Z-axis structure 180 includes a hollow housing 181 that is made of a square tube and serves as a Z-axis member.
1 includes an air balance mechanism 190 and a probe attachment/detachment mechanism 200. This air balance mechanism 190 is
The cylinder 191 is fixed to the housing 181 and has an open bottom end, and the piston 192 is housed in the cylinder 191 and supported by the support frame 115 via a piston rod 194.
By supplying compressed air between the piston 192 and the upper part of the cylinder 191, the Z
By supporting the weight of the shaft structure 180, the load on the feed screw shaft 145 side due to the own weight of the Z-axis structure 180 is reduced. Further, a Z-axis direction movement amount detection means consisting of a scale and a detector (not shown) is provided between the housing 181 and the support frame 115, and the amount of axial movement of the Z-axis structure 180 is detected. It looks like this.

前記プローブ着脱機構200は、その内部に回転可能な
Zスピンドル220を備え、このZスピンドル220の
下端に設けられたプローブ取付用孔にはプローブホルダ
250を(第1.2図参照)介して測定子281を有す
るタッチ信号プローブ280が取付けられている。
The probe attachment/detachment mechanism 200 includes a rotatable Z spindle 220 therein, and a probe holder 250 (see FIG. 1.2) is inserted into the probe attachment hole provided at the lower end of the Z spindle 220 for measurement. A touch signal probe 280 having a child 281 is attached.

前記テーブル50上には、その一端側即ち第1図中右奥
側にプローブストッカ290が設けられている。このプ
ローブストッカ290は、保持台291を介してテーブ
ル50と所定間隔をおl、1て取付けられた保持板29
3(第2図参照)を備え、この保持板293にはテーブ
ル50の他端側即ち第1図中、左手前側に向って開口さ
れた多数のU字状の切欠部292が設けられ、これらの
切欠部292には所定のタッチ信号プローブ280を有
するプローブホルダ250が、所定の取付姿勢で載置支
持されている。
A probe stocker 290 is provided on the table 50 at one end thereof, that is, at the rear right side in FIG. This probe stocker 290 has a holding plate 29 attached to the table 50 at a predetermined distance via a holding stand 291.
3 (see FIG. 2), and this holding plate 293 is provided with a large number of U-shaped notches 292 that are open toward the other end of the table 50, that is, toward the left front side in FIG. A probe holder 250 having a predetermined touch signal probe 280 is mounted and supported in the notch 292 in a predetermined mounting attitude.

なお、第1図中符号310は、簡略図示されているが、
表示部311を有するとともに図示しないプリンタ、C
RT等の周辺機器を有し、更に、内部に演算機能、記憶
機能等を持つ計算機システムを有し、所定のプログラム
に従って各部の動きを制御する制御装置、符号320は
テーブル50上に載置された被測定物、符号26はY軸
方向駆動機構60を防塵する蛇腹力/クー、符号27t
まサイドカバーである。
Although the reference numeral 310 in FIG. 1 is shown in a simplified diagram,
A printer, which has a display section 311 and is not shown, C
A control device 320 is placed on the table 50 and has peripheral devices such as an RT, and further has a computer system with an internal calculation function, storage function, etc., and controls the movement of each part according to a predetermined program. The object to be measured, reference numeral 26, is a bellows force/couple that protects the Y-axis direction drive mechanism 60 from dust, reference numeral 27t.
It's a side cover.

次に、本実施例の作用につき説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

制御装置320からの指令により、テーブル50をY軸
方向駆動機構60により駆動し、Zスピンドル220の
下方にプローブスト−/力290を位置させ、この状態
でスライp゛l l OおよびZ軸構造物180をXお
よびZ軸方向に移動させてZスピンドル220の下端に
プローブストッカ290上の所定のプローブホルダ25
0を挿入固着する。このプローブホルダ250のZスピ
ンドル220への取付けは、Zスピンドル220内に設
けられた図示しないプローブ着脱機構により行われる。
In response to a command from the control device 320, the table 50 is driven by the Y-axis direction drive mechanism 60, the probe stroke/force 290 is positioned below the Z spindle 220, and in this state, the slide pol l O and Z-axis structure are The object 180 is moved in the X and Z axis directions and placed in a predetermined probe holder 25 on the probe stocker 290 at the lower end of the Z spindle 220.
Insert and fix 0. The probe holder 250 is attached to the Z spindle 220 by a probe attachment/detachment mechanism (not shown) provided within the Z spindle 220.

ついで、テーブル50を後退させれば、プローブホルダ
250がプローブストッカ290から外れ、タッチ信号
プローブ280による測定が可能な状態となる。この状
態で、2軸構造物180、スライダ110およびテーブ
ル50を制御装置31Oからの指令によりz、x、y軸
方向に移動させながらタッチ信号プローブ280の測定
子28■を被測定物320の被測定個所に順次当接させ
て被測定物320の形状測定を行い、制御装置320の
表示部311に表示させ、かつ、プリントアウトさせる
Next, when the table 50 is moved backward, the probe holder 250 is removed from the probe stocker 290, and measurement by the touch signal probe 280 becomes possible. In this state, while moving the two-axis structure 180, slider 110, and table 50 in the z, x, and y-axis directions according to commands from the control device 31O, the probe 28 of the touch signal probe 280 is moved to the target object 320. The shape of the object to be measured 320 is measured by sequentially contacting the measurement points, and the result is displayed on the display section 311 of the control device 320 and printed out.

」二連のような本実施例によれば、テーブル50を可動
型にすることにより、測定子281を有する可動部分を
スライダ110以後の軽量な部分として測定子281側
における可動部の重量による撓みを極めて少なくし、測
定精度の向上を図ることができる。可動型のテーブル5
0において、その駆動用の送りねじ軸64をテーブル5
0の中間、特にその中央部に配置したから、その片側に
配置したものに比べ送りねじ軸64の曲がり等により生
じるテーブル50の側縁における誤差を小さくできる。
According to this embodiment, which has two series, by making the table 50 movable, the movable part having the probe 281 is made a lightweight part after the slider 110, and the deflection due to the weight of the movable part on the probe 281 side is reduced. It is possible to significantly reduce the amount of noise and improve measurement accuracy. Movable table 5
0, the drive screw shaft 64 is connected to the table 5.
Since it is arranged in the middle of 0, particularly in the center, it is possible to reduce errors at the side edges of the table 50 caused by bending of the feed screw shaft 64, etc., compared to a case where it is arranged on one side.

また、テーブル50のY軸方向への案内にあたり、Y軸
に直交するX軸方向およびX軸方向への移動の規制は、
それぞれ第1の案内部材11および第2の案内部材12
で各別に行うようにしたから、■溝で規制する構造に比
べ極めて高精度に案内できる。この際、第1.第2の案
内部材11.12は、共に基台lOとは別体に製作され
ているから、それらの各案内面18.20を容易に平行
面に形成でき、かつ、第1の案内部材11は曲がり矯正
手段40により真直に矯正できるから、この点からもよ
り高精度な案内を行える。更に、第1、第2の案内部材
11.12は共に天然石材等の毛様部材であるから経年
変化が極めて少なく長年にわたり精度保証をできる。ま
た、テーブル50の支持は、エアベアリング51.53
.54により行われるから、Y軸方向駆動機構60の負
荷を小さくできる。更に、送りねじ軸64をテーブル5
0の幅方向に配置したから、エアベアリング51,53
.54への空気停止時におけるクリアランスは、送りね
じ軸64の僅かな撓みによって吸収できる。
In addition, when guiding the table 50 in the Y-axis direction, the movement in the X-axis direction perpendicular to the Y-axis and in the X-axis direction is restricted as follows.
a first guide member 11 and a second guide member 12, respectively
Since each part is controlled separately, it is possible to guide with extremely high precision compared to the structure where the grooves are used for regulation. At this time, 1. Since the second guide members 11 and 12 are both manufactured separately from the base lO, their respective guide surfaces 18 and 20 can be easily formed into parallel surfaces, and the first guide member 11 can be straightened by the bending correction means 40, so that more accurate guidance can be achieved from this point of view as well. Furthermore, since both the first and second guide members 11, 12 are hair-like members made of natural stone or the like, there is very little deterioration over time, and accuracy can be guaranteed for many years. Additionally, the table 50 is supported by air bearings 51 and 53.
.. 54, the load on the Y-axis direction drive mechanism 60 can be reduced. Furthermore, the feed screw shaft 64 is connected to the table 5.
Since the air bearings 51 and 53 are arranged in the width direction of
.. 54 can be absorbed by slight deflection of the feed screw shaft 64.

なお、前記実施例における駆動源としてのモータ141
.162は、AC、DC、パルス電動機に限らず、エア
モータ、油圧モータ等でもよい。
Note that the motor 141 as a drive source in the above embodiment
.. 162 is not limited to an AC, DC, or pulse motor, but may also be an air motor, a hydraulic motor, or the like.

上述のように本発明によれば、テーブル移動型の自動三
次元測定機を実現するのに有効な移動案内機構を提供で
きるという効果がある。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a movement guide mechanism that is effective for realizing a table moving type automatic three-dimensional measuring machine.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図、第
2図はその一部を切欠いた正面図、第3図養乃至第5図
は第2図の要部を示す拡大図、第6図はY軸方向駆動機
構の拡大側面図、第7図はスライダの一部を切欠いた拡
大側面図である。 10・・・基台、11.12・・・Y軸方向の案内面を
形成しXおよびX軸方向位置規制手段を構成する第1、
第2の案内部材、18.20・・・平行案内面、40・
・・曲がり矯正手段、50・・・テーブル、51.53
.54・・・エアベアリング、60・・・Y軸方向駆動
機構、180・・・Z軸構造物、220・・・Zスピン
ドル、280・・・タッチ信号プローブ、281・・・
測定子、310・・・制御装置、320・・・被測定物
。 代理人 弁理士 木下 実三 (ほか1名) 第1図 第2図 第3図 第6図 −)、−50 −■
Fig. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a partially cutaway front view, and Figs. 3 to 5 are enlarged views showing the main parts of Fig. 2. , FIG. 6 is an enlarged side view of the Y-axis direction drive mechanism, and FIG. 7 is an enlarged side view with a portion of the slider cut away. 10... Base, 11.12... A first member forming a guide surface in the Y-axis direction and constituting X and X-axis position regulating means;
Second guide member, 18.20... Parallel guide surface, 40.
...Bending correction means, 50...Table, 51.53
.. 54... Air bearing, 60... Y-axis direction drive mechanism, 180... Z-axis structure, 220... Z spindle, 280... Touch signal probe, 281...
Measuring element, 310...control device, 320...object to be measured. Agent Patent attorney Minoru Kinoshita (and 1 other person) Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 6 -), -50 -■

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)互いに直交するx、y、z三軸のうちY軸を水平
面内の軸とし、先端にタッチ信号プローブを有し基台に
対し相対的にXおよびX軸方向に自動駆動されるZスピ
ンドルと、Y軸方向に自動駆動されるテーブルとを備え
た自動三次元測定機であって、前記基台を天然石材また
はセラミックスからなる毛様部材で形成し、この基台の
幅方向即ちX軸方向の中心部にX軸に直交する相互に平
行な2つの案内面を有する毛様部材からなる第1の案内
部材をY軸方向に沿って配置するとともに、この第1の
案内部材をY軸方向に少なくとも3組以上配列された曲
がり矯正手段を介して基台に取付け、この第1の案内部
材のX軸方向両側位置においてX軸方向に直交する相互
に平行な2つの案内面を有する毛様部材かならる第2の
案内部材をY軸方向に沿って基台に一対固定し、かつ、
前記テーブルを前記第1、第2の案内部材の各案内面を
利用したエアヘアリングを介して基台にY軸方向移動可
能に案内するとともに、前記第1の案内部材の両案内面
の中間において基台側に回転可能に支持された駆動ねじ
軸に前記テーブルを螺合連結したことを特徴とする自動
三次元測定機。
(1) Of the three mutually orthogonal x, y, and z axes, the Y axis is the axis in the horizontal plane, and the Z axis has a touch signal probe at the tip and is automatically driven in the X and X axis directions relative to the base. An automatic three-dimensional measuring machine equipped with a spindle and a table that is automatically driven in the Y-axis direction, wherein the base is formed of a hair-like member made of natural stone or ceramics, and the base is moved in the width direction of the base, that is, in the A first guide member made of a ciliary member having two mutually parallel guide surfaces perpendicular to the X axis is disposed at the center in the axial direction along the Y axis direction. It is attached to the base via at least three sets of bend correction means arranged in the axial direction, and has two mutually parallel guide surfaces orthogonal to the X-axis direction at positions on both sides of the first guide member in the X-axis direction. A pair of second guide members made of ciliary members are fixed to the base along the Y-axis direction, and
The table is guided movably in the Y-axis direction to the base via an air hair ring using each guide surface of the first and second guide members, and a An automatic three-dimensional measuring machine characterized in that the table is threadedly connected to a drive screw shaft rotatably supported on a base side.
JP7975684A 1984-04-20 1984-04-20 Three dimensional automatic measuring machine Granted JPS60224010A (en)

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JPH0320688B2 JPH0320688B2 (en) 1991-03-20

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2600764A1 (en) * 1986-06-24 1987-12-31 Applic Mecano Granits Robot measuring linear dimensions
JPH02234009A (en) * 1989-02-03 1990-09-17 Warner & Swasey Co:The Right angle coordinates measuring machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2600764A1 (en) * 1986-06-24 1987-12-31 Applic Mecano Granits Robot measuring linear dimensions
JPH02234009A (en) * 1989-02-03 1990-09-17 Warner & Swasey Co:The Right angle coordinates measuring machine

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