JP2000292105A - 一次元測定機 - Google Patents

一次元測定機

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JP2000292105A JP11105084A JP10508499A JP2000292105A JP 2000292105 A JP2000292105 A JP 2000292105A JP 11105084 A JP11105084 A JP 11105084A JP 10508499 A JP10508499 A JP 10508499A JP 2000292105 A JP2000292105 A JP 2000292105A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定後に直ちに測定機または被測定物を移動
させても（測定効率を向上させても）、被測定物に傷が
付いたり、測定子が破損するなどの虞れがない一次元測
定機を提供する。 【解決手段】 ベースに立設された支柱に沿ってスライ
ダが昇降可能に設けられ、このスライダを昇降させるモ
ータを含む昇降駆動手段を備えた一次元測定機におい
て、昇降駆動手段を駆動させてスライダを昇降させた
際、測定子１３が被測定物の測定面に当接したときの変
位検出器の検出値を取り込んだのち、測定子１３が被測
定物の測定面から離れる方向へ昇降駆動手段を駆動させ
て停止させるタッチバック手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上下方向へ昇降可
能に設けられた測定子を備え、この測定子を被測定物の
測定部位に当接させて、被測定物の寸法、たとえば、高
さ、段差、穴、軸などの寸法を測定する一次元測定機に
関する。
【０００２】
【背景技術】定盤上において、被測定物の寸法、たとえ
ば、高さ、段差、穴、軸などの寸法を測定する場合、上
下方向へ昇降可能な測定子を備えた一次元測定機、いわ
ゆる、ハイトゲージが用いられている。ハイトゲージの
中でもモータ駆動型のハイトゲージは、定盤上に移動可
能に載置されるベースと、このベースに立設された支柱
と、この支柱に沿って昇降可能に設けられ測定子を有す
るスライダと、このスライダを昇降させるモータを含む
昇降駆動手段と、前記スライダの高さ方向の変位量を検
出する変位検出器と、表示手段と、測定指令に基づいて
前記昇降駆動手段を駆動させて前記スライダを昇降さ
せ、前記測定子が被測定物の測定面に当接したときの変
位検出器の検出値を取り込み、この検出値を前記表示手
段に表示させる制御手段とを備える構成である。
【０００３】このようなモータ駆動型のハイトゲージで
は、測定にあたって、ある測定項目が指令されると、制
御手段は、昇降駆動手段を駆動させてスライダを上昇ま
たは下降させる。スライダの上昇または下降によって、
測定子が被測定物の測定面に当接し、上下方向位置の変
動値が一定以下になったとき、そのときの変位検出器の
検出値を取り込み、この検出値を表示手段に表示させ
る。従って、測定者は、表示手段に表示された検出値
（測定値）から測定子が当接した被測定物の測定面の高
さ位置を求めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のモー
タ駆動型のハイトゲージでは、測定子が被測定物に当接
したのちは、その状態（測定子が被測定物に接した状
態）に保たれているから、次の測定に際して、測定者が
測定子を被測定物から離れる方向（上方または下方）へ
適当量、移動させたのち、測定子を被測定物から引き抜
き、次の測定に移っていた。もし、このような操作をせ
ずに、測定後、直ちに測定機または被測定物を移動させ
ると、被測定物と測定子とが干渉したまま移動するか
ら、つまり、被測定物と測定子とが接した状態のまま移
動するから、被測定物に傷が付いたり、測定子が破損す
るなどの虞がある。
【０００５】本発明の目的は、測定後に直ちに測定機ま
たは被測定物を移動させても、被測定物に傷が付いた
り、測定子が破損するなどの虞れがない、つまり、これ
らを破損させることなく、測定効率を向上させることが
可能な一次元測定機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一次元測定機
は、上記目的を達成するため、次の構成を採用する。請
求項１に記載の発明は、定盤上に移動可能に載置される
ベースと、このベースに立設された支柱と、この支柱に
沿って昇降可能に設けられ測定子を有するスライダと、
このスライダを昇降させるモータを含む昇降駆動手段
と、前記スライダの高さ方向の変位量を検出する変位検
出器と、表示手段と、測定指令に基づいて前記昇降駆動
手段を駆動させて前記スライダを昇降させ、前記測定子
が被測定物の測定面に当接したときの変位検出器の検出
値を取り込み、この検出値を前記表示手段に表示させる
制御手段とを備えた一次元測定機において、前記制御手
段は、前記昇降駆動手段を駆動させてスライダを昇降さ
せた際、前記測定子が被測定物の測定面に当接したとき
の変位検出器の検出値を取り込んだのち、測定子が被測
定物の測定面から離れる方向へ前記昇降駆動手段を駆動
させて停止させるタッチバック手段を有することを特徴
とする。
【０００７】この発明によれば、測定指令が与えられる
と、制御手段は、昇降駆動手段を駆動させてスライダを
上昇または下降させる。やがて、スライダの上昇または
下降によって測定子が被測定物の測定面に当接したこと
を検知すると、そのときの変位検出器の検出値を取り込
んだのち、測定子が被測定物の測定面から離れる方向へ
昇降駆動手段を駆動させて停止させる。従って、この状
態では、被測定物と測定子とが離れているから、測定
後、直ちに測定機または被測定物を移動させても、被測
定物に傷が付いたり、測定子が破損するなどの虞がな
い。よって、これらを破損させることなく、測定効率を
向上させることができる。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の一次元測定機において、前記タッチバック手段は、前
記被測定物の測定面から予め設定された後退量離れた後
退目標位置に対して予め設定された許容停止範囲内まで
前記測定子が後退したとき、昇降駆動手段の駆動を停止
させることを特徴とする。この発明によれば、測定子
が、後退目標位置に対して予め設定された許容停止範囲
内まで後退したとき、昇降駆動手段の駆動が停止される
から、その後、測定子は慣性によって略後退目標位置近
傍に静止される。つまり、測定子を後退目標位置近傍に
静止させることができる。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の一次元測定機において、前記タッチバック手段は、前
記測定子が前記後退目標位置を越えて後退し続け、か
つ、前記測定子が被測定物の測定面から離れた時点から
予め設定された設定時間経過したとき、前記スライダを
強制的に静止させることを特徴とする。この発明によれ
ば、測定子が後退目標位置を越えて後退し続けても、予
め設定された設定時間経過すると、スライダが強制的に
静止されるから、測定子と被測定物との干渉の虞を少な
くできる。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の一次元測定機において、前
記後退目標位置は任意に設定可能であることを特徴とす
る。この発明によれば、被測定物の測定部位に応じて、
後退目標位置を任意に設定できるから、測定子と被測定
物との干渉を防止できる。
【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
請求項４のいずれかに記載の一次元測定機において、前
記タッチバック手段は、前記測定子が測定開始位置から
被測定物の測定面に当接するまでの距離より前記後退量
が大きいとき、前記測定子が測定開始位置まで後退移動
した時点で、前記昇降駆動手段の駆動を停止させること
を特徴とする。この発明によれば、測定子が測定開始位
置から被測定物の測定面に当接するまでの距離より後退
量が大きいときには、測定子が測定開始位置まで後退移
動した時点で、昇降駆動手段を停止されるから、測定子
と被測定物との干渉を未然に防ぐことができる。
【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
の一次元測定機において、前記タッチバック手段は、前
記スライダが後退移動してから後退目標位置手前でブレ
ーキ機構を働かせることを特徴とする。この発明によれ
ば、スライダが後退移動してから後退目標位置手前でブ
レーキが働くので、早期に停止させることができ、測定
子と被測定物との干渉を未然に防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は一次元測定機としてのハイ
トゲージを示す斜視図である。同図に示すように、本実
施形態のハイトゲージは、定盤１０上に移動可能に載置
されるベース１１と、このベース１１に立設された支柱
１２と、この支柱１２に沿って上下方向へ昇降可能に設
けられ測定子１３を有するスライダ１４とを備える。
【００１４】前記ベース１１には、前記支柱１２の裏面
側にグリップ部１５が設けら、このグリップ部１５の上
面には、表面に表示手段を構成するＬＣＤなどの表示装
置１６およびキー入力部１７を有する表示操作部１８が
旋回可能に設けられている。また、ベース１１の下面に
は、定盤１０上にエアーを噴出してベース１１を定盤１
０に対して浮上させるエアー浮上手段１９が設けられて
いる。エアー浮上手段１９は、ベース１１の下面に設け
られ無数のエアー噴出孔を有する複数のエアーパッド１
９Ａと、このエアーパッド１９Ａにエアーを供給するコ
ンプレッサ（図示していないが、グリップ部１５の下部
に設置）などを備える。
【００１５】前記支柱１２の右側面（測定子１３を有す
る面に対して隣接する側面）でかつベース１１近傍（つ
まり、下部位置）には、ハンドル２１が支柱１２に対し
て直角に突設されている。ハンドル２１には、エアー浮
上制御スイッチ３１、リピートスイッチ３２およびキャ
ンセルスイッチ３３が順次が設けられている。エアー浮
上制御スイッチ３１は、前記エアー浮上手段１９へのエ
アーの供給、遮断を制御するものである。リピートスイ
ッチ３２は、前回の測定項目の測定手順を繰り返し指令
するものである。キャンセルスイッチ３３は、現在実行
中の測定手順のキャンセルを指令するものである。
【００１６】図２は本実施形態の全体構成を示すブロッ
ク図である。同図において、制御装置４１は、制御手段
としてのＣＰＵ４２と、メモリ４３とを備える。前記メ
モリ４３には、各種の測定手順プログラムを記憶したプ
ログラム記憶部４３Ａと、測定データを記憶する測定デ
ータ記憶部４３Ｂとがそれぞれ設けられている。
【００１７】前記ＣＰＵ４２には、前記キー入力部１
７、前記ハンドル２１に設けられた３つのスイッチ３
１，３２，３３、前記表示装置１６、前記エアー浮上手
段１９のほかに、前記スライダ１４を上下方向へ昇降さ
せる昇降駆動手段４４と、この昇降駆動手段４４によっ
て昇降されるスライダ１４の高さ方向の変位量を検出す
る変位検出器４５とがそれぞれ接続されている。また、
ＣＰＵ４２は、前記プログラム記憶部４３Ａに記憶され
た測定手順プログラムに従って各ステップを実行すると
ともに、前記昇降駆動手段４４を駆動させてスライダ１
４を昇降させ、測定子１３が被測定物の測定面に当接し
たときの変位検出器４５の検出値を取り込んだのち、測
定子１３が被測定物の測定面から離れる方向へ昇降駆動
手段４４を駆動させて停止させるタッチバック手段を備
える。
【００１８】タッチバック手段は、このほかに、被測定
物の測定面から予め設定された後退量離れた後退目標位
置に対して、予め設定された許容停止範囲内まで測定子
１３が後退したとき、昇降駆動手段４４の駆動を停止さ
せる機能、測定子１３が前記後退目標位置を越えて後退
し続け、かつ、測定子１３が被測定物の測定面から離れ
た時点から予め設定された設定時間経過したとき、スラ
イダ１４を強制的に静止させる機能を備える。
【００１９】前記昇降駆動手段４４は、上下動モータ４
４Ａと、この上下動モータ４４Ａの出力軸に設けられた
定圧機構４４Ｂと、上下動モータ４４Ａを強制的に停止
させるブレーキ機構４４Ｃとを含んで構成されている。
定圧機構４４Ｂは、上下動モータ４４Ａの回転をベルト
などの伝達手段を介してスライダ１４に伝達してスライ
ダ１４を昇降させるとともに、スライダ１４に一定以上
の負荷がかかったときに空転する機能を備える。変位検
出器４５は、前記支柱１２に沿って設けられた上下方向
に光学格子を一定ピッチで有するスケールと、このスケ
ールに対向して前記スライダ１４に配置された検出器と
を含み、この両者の協働によって支柱１２上におけるス
ライダ１４の高さ方向の変位量を電気的信号として検出
する。
【００２０】次に、本実施形態の作用を説明する。測定
にあたっては、まず、片手でハンドル２１を握り、その
親指でエアー浮上制御スイッチ３１を押す。すると、エ
アー浮上手段１９によってベース１１が定盤１０に対し
て浮上した状態になるから、この状態でハンドル２１を
握りながらベース１１を移動させ、測定子１３を被測定
物の測定部位近傍に位置させたのち、エアー浮上制御ス
イッチ３１から手を離す。すると、エアーが遮断される
から、ベース１１は定盤１０上に接した状態で静止され
る。
【００２１】ここで、測定指令が与えられると、ＣＰＵ
４２は、昇降駆動手段４４を駆動してスライダ１４を上
昇または下降させ、測定子１３を被測定物の測定部位に
当接させる。たとえば、図３に示すように、溝の上壁の
高さ位置を測定する場合、まず、測定子１３を上昇さ
せ、測定子１３が溝の上壁に当接したことを検知したと
き、変位検出器４５の検出値を取り込み、その検出値を
表示装置１６に表示し、一定時間停止してから、所定の
後退量だけ測定子１３を後退（下降）させる。
【００２２】つまり、図４に示すように、測定開始位置
ＳＴから昇降駆動手段４４を駆動してスライダ１４を上
昇させる。やがて、時刻（ｔ０）において、測定子１３
が上壁に当接すると、定圧機構４４Ｂによってモータ４
４Ａが空転する。ここで、高さ位置Ｚの変動値が一定範
囲以内になったとき（ｔ１）、変位検出器４５の値を取
り込み、表示装置１６に表示するとともに、モータ４４
Ａの駆動を停止させる。
【００２３】モータ４４Ａを一定時間（Δｔ１）停止さ
せたのち、時刻（ｔ２）において、モータ４４Ａを逆回
転させて、スライダ１４を後退移動させる。つまり、ス
ライダ１４を下降させる。やがて、被測定物の測定面か
ら予め設定された後退量Ｌ離れた後退目標位置Ｚ０（こ
れは、キー入力部１７から任意に設定可能）に対して、
予め設定された許容停止範囲（Ｚ０＋ｄ）内までスライ
ダ１４が後退したとき（ｔ３）、モータ４４Ａの駆動を
停止させる。これにより、スライダ１４は慣性により僅
か後退したのち、停止する（ｔ４）。従って、この状態
では、測定子１３と被測定物とが離れているから、測定
後、直ちに測定機または被測定物を移動させても、被測
定物に傷が付いたり、測定子１３が破損するなどの虞が
ない。よって、これらを破損させることなく、測定効率
を向上させることができる。
【００２４】もし、モータ４４Ａの駆動を停止しても、
スライダ１４が慣性により後退目標位置Ｚ０を越えて後
退し続けた場合には、予め設定された設定時間（Δｔ
２）経過後（ｔ５）に、ブレーキ機構４４Ｃを働かせス
ライダ１４を強制的に停止させる。従って、測定子１３
が後退目標位置Ｚ０を越えて後退し続けても、予め設定
された設定時間（Δｔ２）経過したとき、スライダ１４
が強制的に静止されるから、測定子１３と被測定物との
干渉の虞を少なくできる。
【００２５】従って、本実施形態によれば、測定指令が
与えられた際、昇降駆動手段４４を駆動させてスライダ
１４を昇降させ、測定子１３が被測定物に当接したとき
の変位検出器４５の検出値を取り込んだのち、測定子１
３が被測定物の測定面から離れる方向へ昇降駆動手段４
４を駆動させて停止させるタッチバック手段を備えたの
で、測定後、直ちに測定機または被測定物を移動させて
も、被測定物に傷が付いたり、測定子１３が破損するな
どの虞がない。よって、これらを破損させることなく、
測定効率を向上させることができる。
【００２６】また、タッチバック手段は、被測定物の測
定面から予め設定された後退量Ｌ離れた後退目標位置Ｚ
０に対して、予め設定された許容停止範囲（Ｚ０＋ｄ）
内まで測定子１３が後退したとき、昇降駆動手段４４の
駆動を停止させるようにしたから、その後、測定子１３
は慣性によって略後退目標位置Ｚ０近傍に静止される。
つまり、測定子１３を後退目標位置Ｚ０近傍に静止させ
ることができる。
【００２７】また、タッチバック手段は、測定子１３が
後退目標位置Ｚ０を越えて後退し続け、かつ、測定子１
３が被測定物の測定面から離れた時点（ｔ２）から予め
設定された設定時間（Δｔ２）経過したとき（ｔ５）、
スライダ１４を強制的に静止させるようにしたから、測
定子１３が後退目標位置Ｚ０を越えて後退し続けても、
測定子１３と被測定物との干渉の虞を少なくできる。
【００２８】また、後退目標位置Ｚ０を任意に設定でき
るから、被測定物の測定部位に応じて、後退目標位置Ｚ
０を任意に設定することにより、測定部位に応じて最適
な後退量を設定できるとともに、測定子１３と被測定物
との干渉を防止できる。
【００２９】なお、前記実施形態において、タッチバッ
ク手段は、測定子１３が測定開始位置ＳＴから被測定物
の測定面に当接するまでの距離より後退量Ｌが大きいと
き、測定子１３が測定開始位置ＳＴまで後退移動したと
き、昇降駆動手段４４を停止させるようにしてもよい。
具体的には、図５に示すように、測定子１３が測定開始
位置ＳＴから被測定物の測定面に当接するまでの距離Ｌ
１より後退量Ｌが大きいときには、測定子１３が測定開
始位置ＳＴまで後退移動した時点で、ブレーキ機構４４
Ｃを働かせて、昇降駆動手段４４を停止させるようにし
てもよい。このようにすれば、測定子１３が測定開始位
置ＳＴから被測定物の測定面に当接するまでの距離Ｌ１
より後退量Ｌが大きいときには、測定子１３が測定開始
位置ＳＴまで後退移動した時点で、昇降駆動手段４４が
停止されるから、測定子１３と被測定物との干渉を未然
に防ぐことができる。
【００３０】また、タッチバック手段は、スライダ１４
が後退移動してから後退目標位置Ｚ０手前でブレーキ機
構４４Ｃを働かせてもよい。このようにすれば、スライ
ダ１４が後退移動してから後退目標位置Ｚ０手前でブレ
ーキ機構４４Ｃが働くので、早期に停止させることがで
きる。よって、測定子１３と被測定物との干渉を未然に
防ぐことができる。
【００３１】また、前記実施形態では、光電式の変位検
出器を用いたが、これに限らず、静電容量式や磁気式な
どでもよい。
【００３２】
【発明の効果】本発明の一次元測定機によれば、測定後
に直ちに測定機または被測定物を移動させても、被測定
物に傷が付いたり、測定子が破損するなどの虞れがな
い、つまり、これらを破損させることなく、測定効率を
向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】同上実施形態のブロック図である。
【図３】同上実施形態において、溝の上壁を測定する際
の測定子の移動軌跡を示す図である。
【図４】図３の測定子の移動軌跡に対応するスライダの
昇降状態を時間の経過とともに示す図である。
【図５】同上実施形態において、測定子が測定開始位置
から被測定物の測定面に当接するまでの距離より後退量
が大きいときのスライダの昇降状態を時間の経過ととも
に示す図である。
【符号の説明】
１０ 定盤 １１ ベース １２ 支柱 １３ 測定子 １４ スライダ １６ 表示装置（表示手段） ４２ ＣＰＵ（制御手段） ４４ 昇降駆動手段 ４４Ａ 上下動モータ ４４Ｃ ブレーキ機構 ４５ 変位検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 時任 博幸 神奈川県川崎市高津区坂戸１−20−１ 株 式会社ミツトヨ内 (72)発明者 野村 陽一 神奈川県川崎市高津区坂戸１−20−１ 株 式会社ミツトヨ内 (72)発明者 青山 文次 広島県呉市広古新開６−８−20 株式会社 ミツトヨ内 Ｆターム(参考） 2F062 AA02 AA41 CC08 CC30 EE01 EE31 EE62 FF03 GG13 HH01 HH13 HH22 LL09 2F069 AA02 AA06 AA42 DD01 DD30 GG31 GG62 HH30 JJ06 LL02 MM13 MM15 MM32 MM40 NN00 QQ08 RR01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 定盤上に移動可能に載置されるベース
    と、このベースに立設された支柱と、この支柱に沿って
    昇降可能に設けられ測定子を有するスライダと、このス
    ライダを昇降させるモータを含む昇降駆動手段と、前記
    スライダの高さ方向の変位量を検出する変位検出器と、
    表示手段と、測定指令に基づいて前記昇降駆動手段を駆
    動させて前記スライダを昇降させ、前記測定子が被測定
    物の測定面に当接したときの変位検出器の検出値を取り
    込み、この検出値を前記表示手段に表示させる制御手段
    とを備えた一次元測定機において、 前記制御手段は、前記昇降駆動手段を駆動させてスライ
    ダを昇降させた際、前記測定子が被測定物の測定面に当
    接したときの変位検出器の検出値を取り込んだのち、測
    定子が被測定物の測定面から離れる方向へ前記昇降駆動
    手段を駆動させて停止させるタッチバック手段を有する
    ことを特徴とする一次元測定機。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の一次元測定機におい
    て、 前記タッチバック手段は、前記被測定物の測定面から予
    め設定された後退量離れた後退目標位置に対して予め設
    定された許容停止範囲内まで前記測定子が後退したと
    き、昇降駆動手段の駆動を停止させることを特徴とする
    一次元測定機。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の一次元測定機におい
    て、 前記タッチバック手段は、前記測定子が前記後退目標位
    置を越えて後退し続け、かつ、前記測定子が被測定物の
    測定面から離れた時点から予め設定された設定時間経過
    したとき、前記スライダを強制的に静止させることを特
    徴とする一次元測定機。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
    載の一次元測定機において、 前記後退目標位置は任意に設定可能であることを特徴と
    する一次元測定機。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
    載の一次元測定機において、 前記タッチバック手段は、前記測定子が測定開始位置か
    ら被測定物の測定面に当接するまでの距離より前記後退
    量が大きいとき、前記測定子が測定開始位置まで後退移
    動した時点で、前記昇降駆動手段の駆動を停止させるこ
    とを特徴とする一次元測定機。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の一次元測定機におい
    て、 前記タッチバック手段は、前記スライダが後退移動して
    から後退目標位置手前でブレーキ機構を働かせることを
    特徴とする一次元測定機。
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