JPH0320687B2 - - Google Patents

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JPH0320687B2
JPH0320687B2 JP7975884A JP7975884A JPH0320687B2 JP H0320687 B2 JPH0320687 B2 JP H0320687B2 JP 7975884 A JP7975884 A JP 7975884A JP 7975884 A JP7975884 A JP 7975884A JP H0320687 B2 JPH0320687 B2 JP H0320687B2
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JP
Japan
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probe
meshing
spindle
axis
touch signal
Prior art date
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Expired
Application number
JP7975884A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS60224012A (en
Inventor
Koji Hayashi
Susumu Yoshioka
Kenji Ono
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Mitutoyo Corp
Original Assignee
Mitutoyo Corp
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Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp filed Critical Mitutoyo Corp
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Priority to DE3590167A priority patent/DE3590167C2/de
Priority to DE19853590167 priority patent/DE3590167T/en
Priority to GB08529530A priority patent/GB2167559B/en
Priority to US06/776,056 priority patent/US4631834A/en
Priority to PCT/JP1985/000218 priority patent/WO1985004950A1/en
Publication of JPS60224012A publication Critical patent/JPS60224012A/en
Publication of JPH0320687B2 publication Critical patent/JPH0320687B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008—Measuring 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)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は三次元測定機に係り、特にタツチ信号
プローブを支持するZ軸構造物の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a three-dimensional measuring machine, and more particularly to an improvement of a Z-axis structure that supports a touch signal probe.

[背景技術] 一般に、タツチ信号プローブを被測定物に対し
相対的に三次元移動させて接触させ、このタツチ
信号プローブからの信号により被測定物の形状を
測定する三次元測定機が知られており、その相対
移動を自動的に行えるようにした、いわゆる
CNC三次元測定機における自動化の実効を期す
るには、各種タツチ信号プローブを自動的に交換
できるようにすることが必要となる。
[Background Art] In general, three-dimensional measuring machines are known that move a touch signal probe three-dimensionally relative to an object to be measured and bring it into contact with the object, and measure the shape of the object using signals from the touch signal probe. The so-called
In order to achieve effective automation in CNC coordinate measuring machines, it is necessary to be able to automatically exchange various touch signal probes.

しかし、従来はタツチ信号プローブの交換は手
動で行われており、自動化するとしても三次元測
定機の外部に別個のプローブ着脱機構を設けなけ
ればならないと考えられていた。これは、測定機
本体に設けたのでは、プローブ着脱機構の重量分
だけ本体全体を強化しないと精度維持ができない
こととなり、この強化のために更に本体の重量が
増加して更に強度増強を行う結果、駆動源等も大
型化して技術的にも経済的にも不利となるからで
ある。
However, conventionally, the touch signal probe has been replaced manually, and even if it were to be automated, it was thought that a separate probe attachment/detachment mechanism would have to be provided outside the coordinate measuring machine. If this is installed in the main body of the measuring machine, the accuracy cannot be maintained unless the entire main body is strengthened by the weight of the probe attachment/detaching mechanism.This reinforcement further increases the weight of the main body, further increasing its strength. As a result, the drive source and the like become larger, which is disadvantageous both technically and economically.

また、タツチ信号プローブをZ軸構造物に取付
けるにあたり、その取付けの位置決め精度を電気
回路に負担をかけず、かつ、確実に行なえる構造
が望まれる。
Furthermore, when attaching the touch signal probe to a Z-axis structure, a structure is desired that can ensure positioning accuracy without placing a burden on the electric circuit.

更に、測定にあたり、タツチ信号プローブの測
定子の方向を変更する必要があるとき、その変更
のたびにタツチ信号プローブを着脱していたので
は非常に時間がかかり、非能率であるからタツチ
信号プローブがZ軸構造物に取付けたまま測定子
の方向の変更を行ないうる構造も望まれている。
Furthermore, when it is necessary to change the direction of the probe of the touch signal probe during measurement, it would be very time consuming and inefficient to attach and detach the touch signal probe each time. There is also a desire for a structure in which the direction of the probe can be changed while it is attached to the Z-axis structure.

[発明の目的] 本発明の目的は、タツチ信号プローブの着脱機
構を内装してもタツチ信号プローブを保持するZ
軸構造物の重量をそれ程大きくしないで済み、装
置の大型化および経済的不利を招来することのな
いばかりでなく、タツチ信号プローブの取付けを
精度よく確実に行なえ、かつ、測定子の方向(角
度)変更もできる三次元測定機のZ軸構造を提供
するにある。
[Object of the Invention] The object of the present invention is to provide a Z-type structure that retains a touch signal probe even if a touch signal probe attaching/detaching mechanism is installed.
The weight of the shaft structure does not need to be that large, which not only prevents the equipment from becoming large and economically disadvantageous, but also allows the touch signal probe to be mounted accurately and reliably, and the direction (angle) of the probe ) To provide a Z-axis structure of a coordinate measuring machine that can be changed.

[発明の構成] 本発明は、測定機本体に軸方向摺動自在かつ回
転不能に支持されたZ軸構造物に中空のZスピン
ドルを軸方向変位不能に設けるとともに、このZ
スピンドルの先端部にタツチ信号プローブの取付
部を設け、かつ、Zスピンドル内に駆動棒の軸方
向変位を利用して前記取付部にタツチ信号プロー
ブを着脱させるブローブ支持手段を設け、このプ
ローブ支持手段の駆動棒を常時軸方向の一方向に
付勢するばねを設け、更にこのばねの付勢力に抗
して前記駆動軸を反対方向に強制変位させる圧縮
空気作動のアクチエータを設け、これにより、前
記中空のZスピンドルで軽量化を図ることとも
に、ばねおよび圧縮空気作動のアクチエータで簡
単かつ軽量な機構でZスピンドルに内装された駆
動棒を介してプローブ支持手段を作動させるよう
にし、構造の大型化を招来しない構成とし、更
に、一対の噛合部材を有するカツピツクカツプリ
ングのような多数角度位置噛合手段、この噛合手
段の一対の噛合部材の噛合状態を開放する軸方向
駆動手段および前記一対の噛合部材の噛合角度位
置を変更させる回転駆動手段を備えた角度位置決
め機構を設けることにより、Zスピンドルの回転
方向角度位置を変更ひいてはこのZスピンドルに
取付けられるタツチ信号プローブの測定子の方向
を変更可能に設けて前記目的を達成しようとする
ものである。
[Structure of the Invention] The present invention provides a Z-axis structure that is slidably and non-rotatably supported in the measuring instrument body, and is provided with a hollow Z-spindle that cannot be displaced in the axial direction.
A mounting part for a touch signal probe is provided at the tip of the spindle, and probe supporting means is provided in the Z spindle for attaching and detaching the touch signal probe to the mounting part by utilizing axial displacement of a drive rod, and the probe supporting means is provided. A spring is provided that always biases the drive rod in one axial direction, and a compressed air actuator is provided that forcibly displaces the drive shaft in the opposite direction against the biasing force of the spring. The hollow Z spindle reduces weight, and the probe support means is actuated via a drive rod built into the Z spindle using a simple and lightweight mechanism using a spring and compressed air actuator, increasing the size of the structure. The invention further includes a multi-angular position meshing means such as a locking coupling having a pair of meshing members, an axial drive means for releasing the meshing state of the pair of meshing members of the meshing means, and By providing an angular positioning mechanism equipped with a rotary drive means that changes the meshing angle position of the meshing member, it is possible to change the rotational direction angular position of the Z spindle and, in turn, change the direction of the probe of the touch signal probe attached to this Z spindle. This is intended to achieve the above objective.

[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, an example 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、セラミツク等の石様部材からなる基台
10は設置床1上に水平に設置され、この基台1
0は略凸字状に形成されるとともに、この凸字状
の基台10の上面中央には基台10と同様の石様
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11がねじ止め固定され、更に、この第
1の案内部材11の両側には同じく石様部材から
なる偏平な一対の第2の案内部材12が一部を基
台10の凸部上面から突出された状態で対称にね
じ止め固定されている。ここにおいて、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、Z軸方向とは同
図中上下方向即ち鉛直方向を意味し、従つて、こ
れらのX,Y,Z軸はX,Y軸を水平面内の軸と
し、Z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 Figures 1 and 2 showing the overall configuration,
A base 10 made of a stone-like material such as natural stone or ceramic is installed horizontally on the installation floor 1.
0 is formed in a substantially convex shape, and at the center of the upper surface of the convex base 10 is a first guide member made of a stone-like member similar to the base 10 and forming a guide surface in the Y-axis direction. 11 are fixed with screws, and furthermore, on both sides of this first guide member 11, a pair of flat second guide members 12 also made of stone-like members are partially protruded from the upper surface of the convex portion of the base 10. It is fixed with screws symmetrically. Here, 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 Z-axis direction means the vertical direction in the same figure, Therefore, these X, Y, and Z axes are three axes that are orthogonal to each other, with the X and Y axes being the axes in the horizontal plane and the Z axis direction being the vertical direction.

前記基台10上には金属製のテーブル50が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が
ブラケツト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の上下の平行案内面20
に対向されるエアベアリング53およびブラケツ
ト55を介したエアベアリング54が夫々取付け
られ、これらの各エアベアリング51,53,5
4によりテーブル50は基台10上をわずかな力
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
向への移動が規制され、また、第2の案内部材1
2とエアベアリング53,54との作用用により
Z軸方向への移動が規制され、Y軸方向にのみ真
直に移動できるようになつている。
A metal table 50 is placed on the base 10.
It is provided so as to be movable in the axial 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.
Upper and lower parallel guide surfaces 20 of the second guide member 12
An air bearing 53 facing the air bearing 53 and an air bearing 54 via a bracket 55 are respectively installed, and each of these air bearings 51, 53, 5
4 allows the table 50 to move on the base 10 with a slight force, and movement in the X-axis direction is restricted by the action of the first guide member 11 and the air bearing 51. Guide member 1
2 and air bearings 53 and 54, movement in the Z-axis direction is restricted 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50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3図に示されるように、基台10にブ
ラケツト61を介して固定されたモータ62を備
え、このモータ62により駆動される送りねじ軸
64に螺合されたナツト部材66がブラケツト6
5を介してテーブル50に固定され、送りねじ軸
64の回転に伴ないナツト部材66を介してテー
ブル50が送りねじ軸64の軸方向に移動される
ようになつている。この際、送りねじ軸64は第
1の案内部材11の溝21内に配置されている。
また、テーブル50の送り量は、図示しないY軸
方向変位検出手段により計測されるようになつて
いる。
Furthermore, a Y-axis direction drive mechanism 60 is provided between the base 10 and the table 50 to drive the table 50 in the Y-axis direction. As shown in FIG. 3, this Y-axis direction drive mechanism 60 includes a motor 62 fixed to the base 10 via a bracket 61, and is screwed onto a feed screw shaft 64 driven by the motor 62. The nut member 66 is attached to the bracket 6.
5, and as the feed screw shaft 64 rotates, the table 50 is moved in the axial direction of the feed screw shaft 64 via a nut member 66. At this time, the feed screw shaft 64 is disposed within the groove 21 of the first guide member 11.
Further, the amount of feed of the table 50 is measured by a Y-axis direction displacement detection means (not shown).

第2図において、前記基台10の両側面には
夫々支柱90が固定されている。これらの支柱9
0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
な石様部材からなる非移動体側構造体としての簗
100が横架固定されている。この簗100の上
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1
22、送りねじ軸124、ナツト部材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、その移動量は図示しないX
軸方向変位検出手段により計測されるようになつ
ている。
In FIG. 2, pillars 90 are fixed to both sides of the base 10, respectively. These pillars 9
0 are each made of metal such as iron, and between the upper ends of these pillars 90, a gauze 100 as a non-moving object side structure made of a stone-like member similar to the base 10 is horizontally fixed. . A slider 110 is supported on the canopy 100 so as to be movable in the X-axis direction.
22, is automatically fed in the X-axis direction by an X-axis direction drive mechanism 120 consisting of a feed screw shaft 124, a nut member 129, etc., and the amount of movement is X (not shown).
The displacement is measured by an axial displacement detection means.

前記スライダ110は、第4図に示されるよう
に、前記簗100を囲むように設けられるととも
に簗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11
2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Z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112上に立設された支持フレーム11
5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ツ
ク装置160とを備えている。
As shown in FIG. 4, the slider 110 is provided with a bearing box 11 for guiding in the X-axis direction, which is provided so as to surround the canal 100 and has air bearings 111 facing each square surface of the canal 100.
2, a pair of upper and lower bearing boxes 114 for Z-axis direction guidance, each having an air bearing 113 mounted on the front surface of this X-axis direction guidance bearing box 112 and arranged inside in a rectangular planar shape; A Z-axis structure 180 inserted into the guiding bearing box 114 so as to be movable in the Z-axis direction, and a support frame 11 erected on the X-axis guiding bearing box 112.
5, and a lock provided at the upper end of the support frame 115 to prevent free rotation of the Z-axis drive mechanism 140 and prevent the Z-axis structure 180 from falling. A device 160 is provided.

前記Z軸方向駆動機構140は、前記支持フレ
ーム115に支持されたモータ141を備え、こ
のモータ141によりタイミングベルト142を
介して送りねじ軸145を回転駆動できるように
なつている。この送りねじ軸145にはナツト部
材146が螺合されるとともに、このナツト部材
146は一対のローラ148および支持フレーム
115に固定された案内レール147により回動
不能に軸方向に案内されるようになつており、更
に、このナツト部材146に固定された連結板1
49を前記Z軸構造物180の上端部に固定され
たブラケツト152により軸方向移動不可能かつ
半径方向移動可能に挟持することによつてナツト
部材146の軸方向の動きをZ軸構造物180に
伝達できるようになつている。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
146とブラケツト152との間の半径方向の滑
りにより吸収され、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
うになつている。
The Z-axis direction drive mechanism 140 includes a motor 141 supported by the support frame 115, and is capable of rotationally driving a feed screw shaft 145 via a timing belt 142. A nut member 146 is screwed onto the feed screw shaft 145, and the nut member 146 is unrotatably guided in the axial direction by a pair of rollers 148 and a guide rail 147 fixed to the support frame 115. The connecting plate 1 is fixed to the nut member 146.
49 is held by the bracket 152 fixed to the upper end of the Z-axis structure 180 so as to be immovable in the axial direction but movable in the radial direction. It is now possible to communicate. At this time, the influence of bending, eccentricity, etc. of the feed screw shaft 145 is absorbed by the radial slippage between the connecting plate 146 and the bracket 152, and the Z-axis structure 180 has no effect on the movement of the nut member 146 in the Z-axis direction. only the information is being 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181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にピストンロツド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、
Z軸構造物180のZ軸方向の移動量は図示しな
いZ軸方向変位検出手段により検出されるように
なつている。
The Z-axis structure 180 is made of a square tube and includes a hollow housing 181 as a Z-axis member, and has an air balance mechanism 190 inside the housing 181.
and a probe attachment/detachment mechanism 200. This air balance mechanism 190 includes a cylinder 191 that is fixed to a housing 181 and has an open bottom end.
A piston rod 194 is housed in the cylinder 191 and is attached to the support frame 115.
By supplying compressed air between the piston 192 and the upper part of the cylinder 191, the weight of the Z-axis structure 180 is supported by the action of this compressed air. This is intended to reduce the load on the feed screw shaft 145 due to the weight of the Z-axis structure 180. Also,
The amount of movement of the Z-axis structure 180 in the Z-axis direction is detected by a Z-axis displacement detection means (not shown).

前記プローブ着脱機構200は、第5図に示さ
れるように、筐体181に取付けられた上部ケー
ス201内に収納支持された割出し用モータ20
2と、この割出し用モータ202の出力軸にギヤ
トレイン203を介して連結されるとともに前記
上部ケース201に回転自在に支持された中間ス
リーブ204と、この中間スリーブ204にカツ
プリング205を介して軸方向移動可能かつ回転
伝達可能に連結されるとともに前記筐体181に
支持された下部ケース206に回転自在に支持さ
れ前記モータ202、ギヤトレイン203、中間
スリーブ204およびカツプリング205と共に
回転駆動手段を構成するスリーブ207と、この
スリーブ207の下端に固定されるとともに多数
角度位置噛合手段としてのカービツクカツプリン
グ210の一方の噛合部材を構成する第1のギヤ
211と、この第1のギヤ211に多数角度位置
で噛合可能にされ前記カービツクカツプリング2
10の他方の噛合部材を構成する第2のギヤ21
2と、この第2のギヤ212を上下動可能かつ回
転不能に前記下部ケース206に取付ける回り止
め部材としてのダイヤフラム213と、このダイ
ヤフラム213に下端を固定されるとともに前記
スリーブ207の周囲に上下動可能に被嵌された
ギヤ上下動用ピストン214と、このギヤ上下動
用ピストン214を摺動自在に収納するとともに
前記下部ケース206に固定され前記ピストン2
14と共に軸方向駆動手段を構成するギヤ上下動
用シリンダ215と、このギヤ上下動用シリンダ
215と前記ギヤ上下動用ピストン214との間
に介装されるとともにギヤ上下動用ピストン21
4の下端にダイヤフラム213を介して固定され
た第2のギヤ212を常時第1のギヤ211側に
付勢するばね216と、前記スリーブ207の下
端に上端部を固定されて前記第1のギア211と
同時に回動されるとともに上下2箇所のラジアル
エアベアリング217およびスラストエアベアリ
ング218を介して前記下部ケース206に回転
自在に支持されかつ下端にプローブホルダ250
の一端部を挿入可能なホルダ取付部としてのテー
パ状の孔219を有する中空のZスピンドル22
0と、前記上下のラジアルエアベアリング217
およびスラストエアベアリング218に下部ケー
ス206内等に形成された通路を介して夫々圧縮
空気を供給するエア配管222と、前記Zスピン
ドル220内に軸方向摺動自在に収納されるとと
もに下端部に半径方向移動可能かつ落下防止され
た複数のボール225を有するプローブ支持手段
としてのボールホルダ226を備えた駆動棒22
7と、この駆動棒227の上端部と前記Zスピン
ドル220との間に介装された前記ボールホルダ
226をZスピンドル220内に引込む方向に付
勢しZスピンドル220に形成された小径のガイ
ド孔221の作用によりボール225を内方に突
出させてプローブホルダ250のプルスタツド2
51を係止するようにする引込み手段としての皿
ばね228と、前記駆動棒227の上端にボール
229を介して下端部を当接されるとともに前記
スリーブ207内に軸方向摺動可能に収納された
中間軸230と、この中間軸230の上端にボー
ル231を介して下端部を当接されるとともに上
下方向移動可能にされたピストンロツド232
と、このピストンロツド232の上端部に複数個
固定されたピストン233を摺動自在に収納する
とともに各ピストン233を夫々仕切壁234で
仕切つて収納し複数の直列な多段受圧面を有する
前記上部ケース201に固定されたアクチエータ
235と、前記ピストンロツド232の途中に固
定されたドツグ236およびこのドツグ236を
挟んで対向されるとともに前記上部ケース201
に支持された一対の検出器237を有するピスト
ンロツド軸方向位置検出手段238と、前記Zス
ピンドル220の下端部に突出され前記プローブ
ホルダ250の位置決めをする突部239と、同
じくZスピンドル220の下端部に突没可能に設
けられるとともにばね240により常時突出方向
に付勢され前記プローブホルダ250と電気的導
通を取るピン241と、前記中間スリーブ204
に固定されたロータリデイスク246および上部
ケース201に支持された検出器247からなり
割出し用モータ202による中間スリーブ204
ひいては第1のギヤ211の回転角度を検出する
ロータリエンコーダ245と、から構成されてい
る。ここにおいて、前記割出し用モータ202等
からなる回転駆動手段、多段角度位置噛合手段と
してのカービツクカツプリング210、回り止め
部材としてのダイヤフラム213、シリンダ21
5等からなる軸方向駆動手段および付勢手段とし
てのばね216(前記ダイヤフラム213も付勢
手段の一部として作用する。)から角度位置決め
機構が構成されている。
As shown in FIG. 5, the probe attachment/detachment mechanism 200 includes an indexing motor 20 housed and supported within an upper case 201 attached to a housing 181.
2, an intermediate sleeve 204 connected to the output shaft of the indexing motor 202 via a gear train 203 and rotatably supported by the upper case 201; and a shaft connected to the intermediate sleeve 204 via a coupling 205. The lower case 206 is coupled to be movable in direction and transmit rotation, and is rotatably supported by a lower case 206 supported by the casing 181, and together with the motor 202, gear train 203, intermediate sleeve 204, and coupling 205 constitute rotational driving means. A sleeve 207, a first gear 211 fixed to the lower end of the sleeve 207 and constituting one engagement member of a carbic coupling 210 serving as a multi-angle position engagement means; The carboxylic coupler 2 is configured to be able to engage at the position.
The second gear 21 constituting the other meshing member of 10
2, a diaphragm 213 as a rotation preventing member that attaches the second gear 212 to the lower case 206 in a vertically movable but non-rotatable manner; The piston 214 for vertically moving the gear is slidably fitted into the piston 214 and is fixed to the lower case 206.
A gear vertical movement cylinder 215 which together with 14 constitutes an axial drive means, and a gear vertical movement piston 21 which is interposed between this gear vertical movement cylinder 215 and the gear vertical movement piston 214.
a spring 216 that always biases the second gear 212 fixed to the lower end of the sleeve 207 via a diaphragm 213 toward the first gear 211; 211 and is rotatably supported by the lower case 206 via radial air bearings 217 and thrust air bearings 218 at two upper and lower locations, and a probe holder 250 at the lower end.
A hollow Z spindle 22 having a tapered hole 219 as a holder attachment part into which one end can be inserted.
0 and the upper and lower radial air bearings 217
and an air pipe 222 that supplies compressed air to the thrust air bearing 218 through passages formed in the lower case 206, etc. A drive rod 22 equipped with a ball holder 226 as a probe support means having a plurality of balls 225 that are movable in direction and prevented from falling.
7, and a small-diameter guide hole formed in the Z spindle 220 for biasing the ball holder 226 interposed between the upper end of the drive rod 227 and the Z spindle 220 in a direction to draw it into the Z spindle 220. 221 causes the ball 225 to protrude inward and close the pull stud 2 of the probe holder 250.
A disc spring 228 serves as a retracting means for locking the drive rod 227, and a lower end thereof is brought into contact with the upper end of the drive rod 227 via a ball 229, and is housed in the sleeve 207 so as to be slidable in the axial direction. an intermediate shaft 230, and a piston rod 232 whose lower end is in contact with the upper end of the intermediate shaft 230 via a ball 231 and which is movable in the vertical direction.
The upper case 201 accommodates a plurality of pistons 233 fixed to the upper end of the piston rod 232 in a slidable manner, partitions each piston 233 with a partition wall 234, and has a plurality of serial multistage pressure receiving surfaces. an actuator 235 fixed to the piston rod 232; a dog 236 fixed to the middle of the piston rod 232;
a piston rod axial position detecting means 238 having a pair of detectors 237 supported by a piston rod axial position detecting means 238; a protrusion 239 protruding from the lower end of the Z spindle 220 for positioning the probe holder 250; a pin 241 which is provided so as to be protrusive and retractable and is always urged in the protruding direction by a spring 240 to establish electrical continuity with the probe holder 250; and the intermediate sleeve 204.
The intermediate sleeve 204 is composed of a rotary disk 246 fixed to the upper case 201 and a detector 247 supported by the upper case 201.
Furthermore, the rotary encoder 245 detects the rotation angle of the first gear 211. Here, a rotary drive means consisting of the indexing motor 202, etc., a carbyk coupling 210 as a multi-stage angular position engagement means, a diaphragm 213 as a rotation preventing member, and a cylinder 21.
An angular positioning mechanism is constituted by an axial drive means such as 5 and a spring 216 as a biasing means (the diaphragm 213 also acts as a part of the biasing means).

このような構成により、プローブ着脱機構20
0は、アクチエータ235を皿ばね228に抗し
て作動させ、駆動棒227を下降させてボールホ
ルダ226をガイド孔221内から脱出させてボ
ール225を半径方向に移動可能とさせ、このボ
ールホルダ226内にプローブホルダ250のプ
ルスタツド251を挿入し、この状態でアクチエ
ータ235の作動を解いて皿ばね228により駆
動棒227を上昇させると、ボールホルダ226
でプローブホルダ250のプルスタツド251を
Zスピンドル220の孔219内に引込み、ガイ
ド孔221とボール225との作用によつてプル
スタツド251を係止保持でき、かつ、このプロ
ーブホルダ250を係止保持した状態或いは保持
しない状態でギヤ上下動用シリンダ215を作動
させ、ギヤ上下動用ピストン214をばね216
に抗して上昇させることにより、カービツクカツ
プリング210の第2のギヤ212と第1のギヤ
211との噛合を解き、この状態で割出し用モー
タ202を回転させれば、ギヤトレイン203、
中間スリーブ204、カツプリング205および
スリーブ207を介して第1のギヤ211が回動
され、この所定角度回動された状態で前記ギヤ上
下動用シリンダ215の作動を解けば、ばね21
6およびダイヤフラム213の付勢力の作用によ
りギヤ上下動用ピストン214と共に第2のギヤ
212が下降され、第2のギヤ212と第1のギ
ヤ211とが初期とは異なる位置で噛合されて第
1のギヤ211と第2のギヤ212との噛合角度
が変更されることとなる。この第1のギヤ211
の回動に伴ない、スリーブ207を介してZスピ
ンドル220も回動されるため、ボールホルダ2
26に把持されているプローブホルダ250も回
動され、プローブホルダ250の角度位置を変更
でき、或いはZスピンドル220の下端に固定さ
れた突部239の位置を変更して次に取付けられ
るプローブホルダ250の取付角度を変更できる
こととなる。この際、第1のギヤ211の回動角
度は、前記中間スリーブ204の途中に固定され
たロータリデイスク246および上部ケース20
1に支持された検出器247からなるロータリエ
ンコーダ245により検出されることとなる。
With such a configuration, the probe attachment/detachment mechanism 20
0 operates the actuator 235 against the disc spring 228, lowers the drive rod 227, allows the ball holder 226 to escape from the guide hole 221, and allows the ball 225 to move in the radial direction. When the pull stud 251 of the probe holder 250 is inserted into the probe holder 250 and the actuator 235 is deactivated in this state and the drive rod 227 is raised by the disc spring 228, the ball holder 226
Then, the pull stud 251 of the probe holder 250 is pulled into the hole 219 of the Z spindle 220, and the pull stud 251 can be locked and held by the action of the guide hole 221 and the ball 225, and the probe holder 250 is locked and held. Alternatively, the gear vertical movement cylinder 215 is operated without being held, and the gear vertical movement piston 214 is moved by the spring 216.
When the second gear 212 and the first gear 211 of the carbic coupling 210 are disengaged by raising the gear train 203 against the
The first gear 211 is rotated via the intermediate sleeve 204, the coupling ring 205, and the sleeve 207, and when the gear vertical movement cylinder 215 is deactivated while the first gear 211 is rotated by a predetermined angle, the spring 21
6 and the diaphragm 213, the second gear 212 is lowered together with the gear vertical movement piston 214, and the second gear 212 and the first gear 211 are meshed at a position different from the initial position, and the first The meshing angle between gear 211 and second gear 212 will be changed. This first gear 211
As the ball holder 2 rotates, the Z spindle 220 is also rotated via the sleeve 207.
The probe holder 250 held by the probe holder 26 can also be rotated to change the angular position of the probe holder 250, or the position of the protrusion 239 fixed to the lower end of the Z spindle 220 can be changed to change the position of the probe holder 250 to be attached next. This means that the mounting angle can be changed. At this time, the rotation angle of the first gear 211 is determined by the rotation angle of the rotary disk 246 fixed in the middle of the intermediate sleeve 204 and the upper case 204.
It is detected by a rotary encoder 245 consisting of a detector 247 supported by a rotary encoder 247.

前記プローブホルダ250は、第6図および第
7図に示されるように、上端にプルスタツド25
1を有するとともに途中にフランジ部252およ
びテーパ面253を有するホルダ本体256を備
え、このホルダ本体256の下端部には、下端部
に夫々測定子271或いは281を有しかつ上部
に雄ねじ272或いは282を有する形状の異な
るタツチ信号プローブ270或いは280がねじ
込み固定されるようになつている。この際、タツ
チ信号プローブ280は、前記測定子281を有
する回動部283を備え、この回動部283の部
分が雄ねじ282を有する本体284に対して回
動かつその回動位置で固定可能になるようにされ
ている。
The probe holder 250 has a pull stud 25 at its upper end, as shown in FIGS. 6 and 7.
1 and a flange portion 252 and a tapered surface 253 in the middle, the holder body 256 has a measuring element 271 or 281 at the lower end, and a male thread 272 or 282 at the upper part. A touch signal probe 270 or 280 having a different shape is screwed and fixed. At this time, the touch signal probe 280 includes a rotating part 283 having the measuring tip 281, and a portion of the rotating part 283 can be rotated relative to the main body 284 having the male thread 282 and fixed at the rotating position. It is meant to be.

また、前記プローブホルダ250のフランジ部
252の上面には、前記Zスピンドル220の下
端部に設けられた突部239に係合可能にされ突
部239と共に位置決め手段を構成する溝状の係
合凹部257が設けられるとともに、前記Zスピ
ンドル220の下端部に設けられた固定ピン24
3に当接される接点ピン266(第7図参照)が
設けられている。また、フランジ部252の下面
には、ピン孔268および係合溝269が形成さ
れている。
Further, on the upper surface of the flange portion 252 of the probe holder 250, there is a groove-shaped engagement recess that can be engaged with a protrusion 239 provided at the lower end of the Z spindle 220 and constitutes a positioning means together with the protrusion 239. 257 and a fixing pin 24 provided at the lower end of the Z spindle 220.
3 is provided with a contact pin 266 (see FIG. 7). Further, a pin hole 268 and an engagement groove 269 are formed on the lower surface of the flange portion 252.

第1図および第2図において、前記テーブル5
0上には、プローブストツカ290が設けられて
いる。このプローブストツカ290は、第8図に
も示されるように、テーブル50の一端即ち後端
側に固定された保持台291と、この保持台29
1の上部に固定されるとともにテーブル50の他
端側即ち前端側に向つて開口された複数の切欠部
292を有しテーブル50の上面と所定間隔を離
された保持板293と、この保持板293の上面
において前記切欠部292の両側位置に突設され
前記プローブホルダ250のフランジ部252の
下面に形成されたピン孔268および係合溝26
9に係合可能にされこれらのピン孔268および
係合溝269と共にプローブ姿勢維持手段を構成
するピン294およびピン295と、から構成さ
れ、このプローブストツカ290の保持板293
上には前記プローブホルダ250が位置調整され
て夫々載置されている。
In FIGS. 1 and 2, the table 5
0, a probe stocker 290 is provided. As shown in FIG. 8, this probe stocker 290 includes a holding base 291 fixed to one end, that is, the rear end side of the table 50, and this holding base 291.
1, a holding plate 293 having a plurality of notches 292 opened toward the other end side, that is, the front end side of the table 50, and spaced apart from the top surface of the table 50 by a predetermined distance; A pin hole 268 and an engagement groove 26 are provided on the upper surface of the probe holder 293 to protrude from both sides of the notch 292 and are formed on the lower surface of the flange portion 252 of the probe holder 250.
The holding plate 293 of the probe stocker 290 includes a pin 294 and a pin 295 that can be engaged with the probe stocker 290 and constitute a probe attitude maintaining means together with the pin hole 268 and the engagement groove 269.
The probe holders 250 are placed thereon with their positions adjusted.

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、CRT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つて各部の動き
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を防塵する蛇腹カバー、符号27はサ
イドカバーである。また、前記プローブ着脱機構
200とプローブストツカ290とにより、プロ
ーブ自動着脱装置が構成されている。
Although the reference numeral 310 in FIG. 1 is shown in a simplified manner, it has a display section 311 and peripheral devices such as a printer and a CRT (not shown), and further includes:
Reference numeral 320 represents a table 50, which is a control device that includes a computer system having arithmetic functions, storage functions, etc., and controls the movement of each part according to a predetermined program.
The objects to be measured placed thereon include a bellows cover 26 for dustproofing the Y-axis direction drive mechanism 60, and a side cover 27. Further, the probe attachment/detachment mechanism 200 and the probe stocker 290 constitute an automatic probe attachment/detachment device.

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.

テーブル50上に固定されたプローブストツカ
290の保持板293上に所定の形状のタツチ信
号プローブ270或いは280を取付けたプロー
ブホルダ250をセツトし、かつ、テーブル50
上に被測定物320を載置固定する。この状態
で、制御装置310により所定の指令を与える
と、この指令によりY軸方向駆動機構60のモー
タ62が駆動されて送りねじ軸64等を介してテ
ーブル50が第1図中左前方に移動させ、プロー
ブストツカ290が丁度Z軸構造物180の下方
に位置するようにされる。一方、Y軸方向駆動機
構60の駆動とともに、X軸方向駆動機構120
のモータ122が駆動され、スライダ110がX
軸方向に移動されてZ軸構造物180がプローブ
ストツカ290上に載置された所定のプローブホ
ルダ250の直上位置に移動されて停止される。
The probe holder 250 with the touch signal probe 270 or 280 of a predetermined shape attached is set on the holding plate 293 of the probe stocker 290 fixed on the table 50, and
The object to be measured 320 is placed and fixed on top. In this state, when a predetermined command is given by the control device 310, the motor 62 of the Y-axis direction drive mechanism 60 is driven by this command, and the table 50 is moved forward to the left in FIG. 1 via the feed screw shaft 64, etc. The probe stocker 290 is positioned just below the Z-axis structure 180. On the other hand, along with driving the Y-axis direction drive mechanism 60, the X-axis direction drive mechanism 120
The motor 122 of is driven, and the slider 110 is
The Z-axis structure 180 is moved in the axial direction to a position directly above a predetermined probe holder 250 placed on the probe stocker 290, and then stopped.

この状態で、スライダ110内にあるZ軸方向
駆動機構140のモータ141が作動されてZ軸
構造物180が下降され、Z軸構造物180の内
部に収納されたZスピンドル220のプローブ取
付部としての孔219にプローブホルダ250が
取納されるようになる。この際、第5図におい
て、アクチエータ235が作動され、駆動棒22
7を皿ばね228に抗して押し下げているため、
ボールホルダ226はガイド孔221から外れボ
ール225がフリーの状態にあり、このため、プ
ローブホルダ250の上端のプルスタツド251
がボールホルダ226内に容易に挿入されること
なる。
In this state, the motor 141 of the Z-axis direction drive mechanism 140 inside the slider 110 is activated, the Z-axis structure 180 is lowered, and the Z-axis structure 180 is moved as a probe attachment part of the Z-axis spindle 220 housed inside the Z-axis structure 180. The probe holder 250 is now housed in the hole 219. At this time, in FIG. 5, the actuator 235 is activated and the drive rod 22
7 is pressed down against the disc spring 228,
The ball holder 226 is removed from the guide hole 221 and the ball 225 is in a free state. Therefore, the pull stud 251 at the upper end of the probe holder 250
can be easily inserted into the ball holder 226.

次いで、アクチエータ235の作動を解除する
と、皿ばね228の作用により駆動棒227が上
昇されるため、ボールホルダ226によりプルス
タツド251が引込まれ、プローブホルダ250
のテーパ面253が孔219に係合され、かつ、
プローブ着脱機構200の下端部に形成された突
部239がプローブホルダ250の係合凹部25
7へ挿入され、更にプローブ着脱機構200のピ
ン240がプローブホルダ250の接点ピン26
6に接続され電気的な導通がなされる。
Next, when the actuator 235 is deactivated, the drive rod 227 is raised by the action of the disc spring 228, so the pull stud 251 is retracted by the ball holder 226, and the probe holder 250
The tapered surface 253 of is engaged with the hole 219, and
The protrusion 239 formed at the lower end of the probe attachment/detachment mechanism 200 is connected to the engagement recess 25 of the probe holder 250.
7, and the pin 240 of the probe attachment/detachment mechanism 200 is inserted into the contact pin 26 of the probe holder 250.
6 for electrical continuity.

このようにしてZ軸構造物180のプローブ着
脱機構200にプローブホルダ250が保持され
た状態で、タツチ信号プローブ280の測定子2
81の位置を変更したい場合には、プローブ着脱
機構200のギヤ上下動用シリンダ215を作動
してギヤ上下動用ピストン214をばね216に
抗して上昇させ、第1のギヤ211と第2のギヤ
212との噛合を開放し、この状態で割出し用モ
ータ202を駆動してギヤトレイン203および
中間スリーブ204を介して第1のギヤ211を
所定角度回動させることにより行うことができ
る。
With the probe holder 250 held in the probe attachment/detachment mechanism 200 of the Z-axis structure 180 in this manner, the probe 2 of the touch signal probe 280 is
81, the gear vertical movement cylinder 215 of the probe attaching/detaching mechanism 200 is actuated to raise the gear vertical movement piston 214 against the spring 216, and the first gear 211 and second gear 212 are moved upwardly. This can be done by disengaging the first gear 211 and rotating the first gear 211 by a predetermined angle by driving the indexing motor 202 in this state and rotating the first gear 211 through the gear train 203 and the intermediate sleeve 204.

このようにして、プローブ着脱機構200への
プローブホルダ250の取付けがおよび取付角度
が調整された後、前記Y軸方向駆動機構60、X
軸方向駆動機構120およびZ軸方向駆動機構1
40を制御装置310の指令により駆動し、Z軸
構造物180の下端に取付けられたタツチ信号プ
ローブ280の測定子281を被測定物320の
所定位置に接触させ、その接触時における測定子
281のX,Y,Z軸方向の位置を制御装置31
0で記憶し、順次この測定子281による被測定
物320への接触点の測定を行つて被測定物32
0の計測を終了する。この被測定物320の測定
にあたり、タツチ信号プローブ280を取換える
必要があるときは、前述と同様にしてZ軸構造物
180をプローブストツカ290の上方位置に位
置させ、プローブストツカ290上に載置された
所定のプローブホルダ250をZ軸構造物180
に取付けることにより行うことができる。この
際、使用済のプローブホルダ250は、プローブ
ストツカ290の切欠部292の内、空いている
個所に戻すこととなるが、この戻し作業は、空い
ている切欠部292の位置にZ軸構造物180を
位置させた後、アクチエータ235を作動させ、
皿ばね228に抗して駆動棒227を下降させ、
ボールホルダ226によるプルスタツド251の
把持を開放し、この開放状態のままZ軸構造物1
80を上昇させればよい。
In this way, after the probe holder 250 is attached to the probe attaching/detaching mechanism 200 and the attachment angle is adjusted, the Y-axis direction drive mechanism 60,
Axial drive mechanism 120 and Z-axis drive mechanism 1
40 is driven by a command from the control device 310, the probe 281 of the touch signal probe 280 attached to the lower end of the Z-axis structure 180 is brought into contact with a predetermined position of the object to be measured 320, and the probe 281 is driven at the time of contact. A control device 31 controls the position in the X, Y, and Z axis directions.
0, and sequentially measure the point of contact with the object to be measured 320 with this probe 281.
0 measurement ends. When measuring the object to be measured 320, when it is necessary to replace the touch signal probe 280, the Z-axis structure 180 is positioned above the probe stocker 290 in the same manner as described above, and the touch signal probe 280 is replaced. A predetermined probe holder 250 placed thereon is connected to the Z-axis structure 180.
This can be done by attaching it to At this time, the used probe holder 250 must be returned to an empty position in the notch 292 of the probe stocker 290. After positioning the object 180, actuating the actuator 235;
Lowering the drive rod 227 against the disk spring 228,
Release the grip of the pull stud 251 by the ball holder 226, and move the Z-axis structure 1 in this open state.
All you have to do is raise 80.

上述のような本実施例によれば次のような効果
がある。
According to this embodiment as described above, there are the following effects.

即ち、本実施例は、Zスピンドル220を中空
とし、このZスピンドル220内にプローブ支持
手段としてのボールホルダ226を設けてプロー
ブホルダ250を着脱できるようにしたから、軽
量かつ小型な構造でタツチ信号プローブ270,
280の自動交換を行える。また、このことから
Z軸構造物180の重量増加も僅かで済み、Z軸
構造物180ひいてはこれを支持するスライダ1
10、簗100、支柱90等の強度増加を最小限
にできて、装置全体の大型化を招来することもな
い。また、Z軸構造物180内にはプローブ着脱
機構200を設けるとともに、テーブル50上に
プローブストツカ290を設け、かつ、テーブル
50を移動させる構造としたから、タツチ信号プ
ローブ270,280の自動取換えの機能を小型
かつ簡易に達成することができる。また、複数の
タイプのタツチ信号プローブ270,280を予
じめプローブホルダ250に取付けてプローブス
トツカ290上に姿勢調整のうえ用意してあるか
ら、タツチ信号プローブ270,280の交換作
業はタツチ信号プローブ270,280による一
点の測定動作と同程度の時間で行うことができ、
タツチ信号プローブ270,280を取換えなが
らの作業を極めて迅速に行なえる。この際、タツ
チ信号プローブ270,280の取換え毎に、図
示しない原点位置にタツチ信号プローブ270,
280を接触させて原点チエツクを行なつても良
く、このように交換毎に原点チエツクをすれば、
より測定精度を向上できる。また、プローブ着脱
機構200におけるピストンロツド232即ち駆
動棒227の駆動源は、複数の受圧面を有するア
クチエータ235により行なつたから、一般の工
場に配設されている比較的低圧の圧縮空気を用い
て、プローブホルダ250の保持を行なつている
皿ばね228を強力なばね力としても、十分に皿
ばね228のばね力に打勝つて駆動棒227を駆
動することができ、プローブホルダ250の取付
けを確実に行なうことができる。また、Zスピン
ドル220とプローブホルダ250とは、突部2
39と係合凹部257とにより位置決めされるか
ら、Zスピンドル220に対する取付位置を正確
に設定することができる。また、プローブホルダ
250のプローブストツカ290への設置時に
は、ピン孔268および係合溝269とピン29
4および295とにより位置決めされるから、そ
の設置位置を正確に行なうことができる。また、
プローブ支持手段としてのボールホルダ226
は、単にボール225を保持する構造であるか
ら、簡易に、かつ安価に製作できる。更に、皿ば
ね228は駆動棒227を常時引込む方向に付勢
しているから、アクチエータ235へのエアの供
給が断たれてもプローブホルダ250を落下させ
ることがない。
That is, in this embodiment, the Z spindle 220 is hollow, and the ball holder 226 as a probe support means is provided in the Z spindle 220 so that the probe holder 250 can be attached and detached. probe 270,
280 can be automatically exchanged. Further, because of this, the weight of the Z-axis structure 180 is only slightly increased, and the weight of the Z-axis structure 180 and the slider 1 that supports it are reduced.
10, the increase in the strength of the gauze 100, the struts 90, etc. can be minimized, and the overall size of the device will not increase. Furthermore, since a probe attaching/detaching mechanism 200 is provided within the Z-axis structure 180, a probe stocker 290 is provided on the table 50, and the table 50 is moved, automatic attachment of the touch signal probes 270, 280 is possible. The replacement function can be achieved compactly and easily. In addition, since a plurality of types of touch signal probes 270, 280 are attached to the probe holder 250 in advance and prepared on the probe stocker 290 after adjusting their posture, the task of replacing the touch signal probes 270, 280 is easy. It can be performed in about the same amount of time as the one-point measurement operation using the probes 270 and 280,
The work while replacing the touch signal probes 270, 280 can be done extremely quickly. At this time, each time the touch signal probes 270 and 280 are replaced, the touch signal probe 270 and
You can also check the origin by touching 280, and if you check the origin every time you replace it like this,
Measurement accuracy can be further improved. Furthermore, since the piston rod 232, that is, the drive rod 227 in the probe attachment/detachment mechanism 200 is driven by an actuator 235 having a plurality of pressure-receiving surfaces, relatively low-pressure compressed air installed in a general factory can be used. Even if the disk spring 228 holding the probe holder 250 has a strong spring force, the drive rod 227 can be driven by sufficiently overcoming the spring force of the disk spring 228, and the probe holder 250 can be securely attached. can be done. Further, the Z spindle 220 and the probe holder 250 are connected to the protrusion 2
39 and the engagement recess 257, the mounting position relative to the Z spindle 220 can be set accurately. Also, when installing the probe holder 250 in the probe stocker 290, the pin hole 268 and the engagement groove 269 and the pin 29
4 and 295, the installation position can be determined accurately. Also,
Ball holder 226 as probe support means
Since this structure simply holds the ball 225, it can be manufactured easily and at low cost. Furthermore, since the disk spring 228 always urges the drive rod 227 in the retracting direction, the probe holder 250 will not fall even if the air supply to the actuator 235 is cut off.

第9図は、本発明の他の実施例を示すもので、
本実施例は、Z軸構造物180の構造を簡略にし
たものである。ここにおいて、前記実施例と同一
若しくは相当構成部分は同一符号を用い、説明を
簡略にする。
FIG. 9 shows another embodiment of the present invention,
In this embodiment, the structure of the Z-axis structure 180 is simplified. Here, the same or equivalent components as in the embodiment described above are denoted by the same reference numerals to simplify the explanation.

即ち、本実施例ではZスピンドル200の支持
をエアベアリングとせず、通常のボールベアリン
グとするとともに、駆動棒227を延長して前記
実施例の中間ロツド230をなくし、かつ、ピス
トンロツド232と兼用させ、更に、ピストンロ
ツド232に沿つて設けられた軸方向位置検出手
段238をなくしたものである。また、中間スリ
ーブ204を延長して前記実施例のカツプリング
205をなくし、かつスリーブ207を兼用させ
たものであり、他は、形状の相違等を除き、実質
的に同一である。
That is, in this embodiment, the Z spindle 200 is not supported by an air bearing but by a normal ball bearing, and the drive rod 227 is extended to eliminate the intermediate rod 230 of the previous embodiment, and also serves as the piston rod 232. Furthermore, the axial position detection means 238 provided along the piston rod 232 is eliminated. In addition, the intermediate sleeve 204 is extended to eliminate the coupling 205 of the previous embodiment, and the sleeve 207 is also used, and the rest is substantially the same except for the difference in shape.

このような構成においても、プローブホルダ2
50の交換は、前記実施例と同様にでき、構造が
簡易かつ軽量安価となる分、本実施例は有利であ
る。
Even in such a configuration, the probe holder 2
50 can be replaced in the same manner as in the previous embodiment, and this embodiment is advantageous because the structure is simple, lightweight, and inexpensive.

なお、本発明の実施にあたり、プローブ着脱機
構200におけるプルスタツド251の支持部即
ちボールホルダ226は、前記構造に限らず、電
磁石で支持するもの、コレツトチヤツクで支持す
るもの等でもよい。また、プローブ着脱機構20
0におけるプルスタツド251の支持方法は、前
記実施例のように常時挟持しているものに限ら
ず、一旦、引込み完了後、プローブホルダ250
のテーパ面253とZスピンドル220のテーパ
孔219とで保持するものであつてもよい。更
に、各Y,X,Z軸方向駆動機構60,120,
140のモータ62,122,141は、AC,
DC,パルス電動機のみならず、エアモータ、油
圧モータ等も含むものである。更に、X,Y,Z
直交三軸のうちZ軸は必ずしも鉛直である必要は
なく、X軸が鉛直であつてもよく、この場合はZ
軸スピンドル220は水平に配置されることとな
る。また、本発明におけるタツチ信号プローブと
は、タツチ信号プローブ270,280そのもの
に限らず、プローブホルダ250に取付けられた
ものをも含む概念である。
In carrying out the present invention, the support portion of the pull stud 251 in the probe attachment/detachment mechanism 200, that is, the ball holder 226, is not limited to the above structure, and may be supported by an electromagnet, a collector chuck, or the like. In addition, the probe attachment/detachment mechanism 20
The method of supporting the pull stud 251 at 0 is not limited to the method of always holding the pull stud 251 as in the above embodiment.
It may be held by the tapered surface 253 of the Z spindle 220 and the tapered hole 219 of the Z spindle 220. Further, each Y, X, Z axis direction drive mechanism 60, 120,
The motors 62, 122, 141 of 140 are AC,
This includes not only DC and pulse motors, but also air motors, hydraulic motors, etc. Furthermore, X, Y, Z
Of the three orthogonal axes, the Z axis does not necessarily have to be vertical; the X axis may also be vertical; in this case, the Z axis
The axial spindle 220 will be arranged horizontally. Furthermore, the touch signal probe in the present invention is not limited to the touch signal probes 270 and 280 themselves, but also includes those attached to the probe holder 250.

[発明の効果] 上述のように本発明によれば、タツチ信号プロ
ーブの着脱機構を内装してもZ軸構造物の重量を
それ程増大させることがなく、かつ、プローブ取
付の確実化およ測定子の方向変更もできる自動三
次元測定機のZ軸構造を提供できるという効果が
ある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, even if a touch signal probe attachment/detachment mechanism is installed, the weight of the Z-axis structure does not increase significantly, and probe attachment and measurement can be ensured. This has the effect of providing a Z-axis structure of an automatic three-dimensional measuring machine that can also change the direction of the child.

【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図はその正面図、第3図はY軸方向駆
動機構の拡大側面図、第4図はスライダの一部を
切欠いた拡大側面図、第5図はプローブ着脱機構
の拡大断面図、第6図はプローブホルダの一部を
切欠いた拡大側面図、第7図は第6図の平面図、
第8図はプローブストツカの拡大平面図、第9図
は本発明の他の実施例におけるプローブ着脱機構
を示す拡大断面図である。 10…基台、60…Y軸方向駆動機構、100
…簗、110…スライダ、120…X軸方向駆動
機構、140…Z軸方向駆動機構、180…Z軸
構造物、200…プローブ着脱機構、202…割
出し用モータ、203…ギヤトレイン、204…
中間スリーブ、205…カツプリング、207…
スリーブ、210…多数角度位置噛合手段として
のカービツクカツプリング、211,212…一
対の噛合部材を構成する第1、第2のギヤ、21
3…回り止め部材としてのダイヤフラム、214
…ギヤ上下動用ピストン、215…ギヤ上下動用
シリンダ、216…付勢手段の一部を構成するば
ね、219…プローブ取付部としての孔、220
…Zスピンドル、225…ボール、226…プロ
ーブ支持手段としてのボールホルダ、227…駆
動棒、228…引込み手段としての皿ばね、23
2…ピストンロツド、233…ピストン、235
…押出し手段としてのアチエータ、250…プロ
ーブホルダ、270,280…タツチ信号プロー
ブ、271,281…測定子、290…プローブ
ストツカ、310…制御装置、320…被測定
物。
Fig. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a front view thereof, Fig. 3 is an enlarged side view of the Y-axis direction drive mechanism, and Fig. 4 is a partially cutaway view of the slider. FIG. 5 is an enlarged sectional view of the probe attaching/detaching mechanism; FIG. 6 is an enlarged side view with a part of the probe holder cut away; FIG. 7 is a plan view of FIG. 6;
FIG. 8 is an enlarged plan view of the probe stocker, and FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a probe attaching/detaching mechanism in another embodiment of the present invention. 10... Base, 60... Y-axis direction drive mechanism, 100
... Glue, 110... Slider, 120... X-axis direction drive mechanism, 140... Z-axis direction drive mechanism, 180... Z-axis structure, 200... Probe attaching/detaching mechanism, 202... Indexing motor, 203... Gear train, 204...
Intermediate sleeve, 205...Cup ring, 207...
Sleeve, 210...Curvy coupling as multi-angular position engagement means, 211, 212...First and second gears constituting a pair of engagement members, 21
3...Diaphragm as a rotation prevention member, 214
... Piston for vertical movement of gear, 215 ... Cylinder for vertical movement of gear, 216 ... Spring forming a part of biasing means, 219 ... Hole as probe attachment part, 220
... Z spindle, 225 ... Ball, 226 ... Ball holder as probe support means, 227 ... Drive rod, 228 ... Belleville spring as retraction means, 23
2...Piston rod, 233...Piston, 235
... Atchiator as extrusion means, 250... Probe holder, 270, 280... Touch signal probe, 271, 281... Measuring head, 290... Probe stocker, 310... Control device, 320... Measured object.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 本体に軸方向に摺動自在に支持された中空の
Z軸構造物; この構造物内に軸線中心に回転自在かつ軸方向
変位不能に支持されるとともに先端にタツチ信号
プローブの取付部を有する中空のZスピンドル; 前記Z軸構造物側に軸方向変位可能かつ回転不
能に取付けられた回転方向回り止め部材と、円周
方向の多数角度位置で互いに噛合可能にされた一
対の噛合部材を有するとともに一方の噛合部材が
Zスピンドルに、他方の噛合部材が回転方向回り
止め部材にそれぞれ取付けられた多数角度位置噛
合手段と、この多数角度位置噛合手段の一対の噛
合部材を常時噛合する方向に付勢する付勢手段
と、この付勢手段に打勝つて前記他方の噛合部材
を一方の噛合部材との噛合状態から開放する軸方
向駆動手段と、この軸方向駆動手段による一対の
噛合部材の開放状態において一方の噛合部材をZ
スピンドルごと所定角度回転させて一対の噛合部
材の噛合角度位置を変更させる回転駆動手段とを
有する角度位置決め機構; 前記Zスピンドル内に収納されるとともにZス
ピンドルのタツチ信号プローブ取付部内に突没可
能にされたプローブ支持手段と、このプローブ支
持手段を作動させるとともに、軸方向に延長され
た駆動棒と、この駆動棒を前記プローブ支持手段
が常時プローブ支持作動する方向に付勢するばね
と、このばねの付勢力に抗して前記プローブ支持
手段を開放作動方向に押圧するための軸方向多段
受圧面を備えた空気作動アクチエータとを有する
プローブ着脱機構; を具備したことを特徴とする三次元測定機のZ軸
構造。
[Scope of Claims] 1. A hollow Z-axis structure supported by the main body so as to be freely slidable in the axial direction; supported within this structure so as to be rotatable about the axis and not displaceable in the axial direction, and having a touch signal at the tip thereof. a hollow Z-spindle having a probe attachment part; a rotational-direction detent member mounted on the Z-axis structure side so as to be axially displaceable and non-rotatable; and capable of engaging with each other at multiple angular positions in the circumferential direction. A multi-angular position meshing means having a pair of meshing members, one meshing member being attached to the Z spindle and the other meshing member being attached to the rotational direction stopper member; a biasing means that always biases in the direction of meshing, an axial drive means that overcomes the biasing means and releases the other meshing member from the meshing state with the one meshing member, and the axial drive means When a pair of meshing members are in the open state, one meshing member is
An angular positioning mechanism having a rotation drive means for rotating the spindle by a predetermined angle to change the meshing angle position of the pair of meshing members; housed in the Z spindle and capable of protruding and retracting into the touch signal probe attachment part of the Z spindle; a drive rod that operates the probe support means and extends in the axial direction; a spring that biases the drive rod in a direction in which the probe support means always operates to support the probe; A probe attachment/detachment mechanism comprising: a pneumatic actuator having an axial multi-stage pressure-receiving surface for pressing the probe support means in the opening operation direction against the urging force of the three-dimensional measuring machine. Z-axis structure.
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