JPH032404B2 - - Google Patents

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JPH032404B2
JPH032404B2 JP7975384A JP7975384A JPH032404B2 JP H032404 B2 JPH032404 B2 JP H032404B2 JP 7975384 A JP7975384 A JP 7975384A JP 7975384 A JP7975384 A JP 7975384A JP H032404 B2 JPH032404 B2 JP H032404B2
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JP
Japan
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probe
axis
axis direction
touch signal
base
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Application number
JP7975384A
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Japanese (ja)
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JPS60224007A (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
Priority to JP7975384A priority Critical patent/JPS60224007A/en
Publication of JPS60224007A publication Critical patent/JPS60224007A/en
Publication of JPH032404B2 publication Critical patent/JPH032404B2/ja
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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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は自動三次元測定機に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field] The present invention relates to an automatic coordinate measuring machine.

[背景技術] 従来、タツチ信号プローブを三次元的に移動さ
せて被測定物の形状を測定する三次元測定機が知
られている。このような三次元測定機は、一般的
には、基台に支柱を前後方向すなわちY軸方向移
動自在に設けるとともに、この支柱の上端間に横
架された梁上にスライダを左右方向すなわちX軸
方向に移動自在に設け、このスライダに垂直方向
すなわちZ軸方向にZスピンドルを移動自在に設
けている。これらの基台に対する支柱、支柱に対
するスライダ、スライダに対するZスピンドル
は、この順序で順次組み上げていく積重ね構造と
されている。
[Background Art] Conventionally, three-dimensional measuring machines are known that measure the shape of an object by moving a touch signal probe three-dimensionally. Such a three-dimensional measuring machine generally has a support provided on the base so that it can move freely in the front-rear direction, that is, in the Y-axis direction, and a slider is mounted on a beam that is horizontally suspended between the upper ends of the support, in the left-right direction, that is, in the X-axis direction. A Z spindle is provided on the slider so as to be movable in the vertical direction, that is, in the Z-axis direction. The struts for these bases, the sliders for the struts, and the Z spindles for the sliders have a stacked structure in which they are assembled in this order.

従つて、基台からZスピンドルに至るまで順次
強靭構造としなければ精度的保証が困難となつて
いる。これは、各軸を自動駆動型とするいわゆる
自動三次元測定機では、高重量負荷による駆動源
の大馬力化、高イナーシヤのための制御系の高級
化あるいは高速送りの困難化などの欠点要因とな
り、かつ、全体構造が大型化するため経済的にも
不利であるという欠点がある。
Therefore, it is difficult to guarantee accuracy unless the structure is sequentially made strong from the base to the Z spindle. This is due to disadvantages of so-called automatic coordinate measuring machines in which each axis is automatically driven, such as the high horsepower of the drive source due to the heavy load, the sophisticated control system for high inertia, and the difficulty of high-speed feeding. Moreover, since the overall structure becomes larger, there is a disadvantage that it is economically disadvantageous.

また、自動三次元測定機といつても、従来はタ
ツチ信号プローブは人手により交換しており、よ
り完全な自動化の行なえる自動三次元測定機が望
まれている。
Furthermore, in the case of automatic three-dimensional measuring machines, touch signal probes have conventionally been replaced manually, and an automatic three-dimensional measuring machine that can be more completely automated is desired.

[発明の目的] 本発明の目的は、送り機構を簡易化でき、全体
構造を小型化できるとともに、より自動化を進め
た自動三次元測定機を提供するにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide an automatic three-dimensional measuring machine that can simplify the feeding mechanism, downsize the entire structure, and further promote automation.

[発明の構成] 本発明は、基台に対しテーブルを可動型とする
一方、大型支柱は基台に固定し、かつ、自動化の
実効を期してタツチ信号プローブの自動着脱を行
えるプローブ着脱機構を設けるとともに、可動テ
ーブル上にプローブを複数保持し、テーブル送り
およびプローブ着脱機構を制御する制御装置を設
けるという構成とし、これにより、可動部の小型
化に伴ない送り構造を小型化するとともに、プロ
ーブの着脱は被測定物の移動に必要なテーブル等
の駆動機構を利用することによつてプローブ着脱
機構には特別の送りのための機械、制御回路等を
必要としないようにし、更に、前記プローブ着脱
機構、制御装置等によつてより一層の自動化を可
能にして技術的、経済的価値を大きなものとした
ものである。
[Structure of the Invention] The present invention makes the table movable with respect to the base, fixes the large support to the base, and provides a probe attachment/detachment mechanism that can automatically attach and detach the touch signal probe for effective automation. At the same time, a plurality of probes are held on a movable table, and a control device is provided to control the table feeding and probe attachment/detachment mechanism. The attachment and detachment of the probe uses a drive mechanism such as a table necessary for moving the object to be measured, so that the probe attachment and detachment mechanism does not require a special feeding machine, control circuit, etc. The attachment/detachment mechanism, control device, etc. enable further automation, which has great technical and economical value.

[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、複数の水平出し治具30を介して設置床
1に水平に設置される。この基台10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、さらに、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。この際、案内部材11および第2の
案内部材12の基台10への固定構造は、基台1
0に設けられた盲孔13内に接着固定された固定
金具14のねじ孔に第1の案内部材11あるいは
第2の案内部材12を貫通してボルト16をねじ
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、Z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 member such as natural stone or ceramic is horizontally installed on the installation floor 1 via a plurality of leveling jigs 30. This base 10 is formed in a substantially convex shape, and at the center of the upper surface of this convex base 10 is a first section made of a stone-like member similar to the base 10 and forming a guide surface in the Y-axis direction. guide member 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 a stone-like member are partially protruded from the upper surface of the convex portion of the base 10. It is fixed with screws symmetrically. At this time, the structure for fixing the guide member 11 and the second guide member 12 to the base 10 is
This is done by passing through the first guide member 11 or the second guide member 12 and screwing the bolt 16 into the threaded hole of the fixture 14 which is adhesively fixed in the blind hole 13 provided at 0. 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 Z-axis direction means the up-down direction in the same figure, that is, the vertical direction. 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.

前記水平出し治具30は、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を形成された摺動片3
3と、前記ベース31の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の底面に沿つ
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の傾斜面に係合する傾斜面を
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
とにより両傾斜面の作用によつて設置床1に対す
る基台10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つている。
The leveling jig 30 includes a base 31 having a substantially concave side surface, and a sliding piece 3 that is slidably housed in the base 31 and has an inclined surface on its upper surface.
3, a bolt 34 that is screwed into the upper portion of the base 31 so as to be movable in the upward and downward directions and allows the sliding piece 33 to move forward and backward along the bottom surface of the base 31; and a contact piece 36 which has an inclined surface that engages with the inclined surface of the sliding piece 33 and is in contact with the lower surface of the base 10, and by turning the bolt 34, both inclined surfaces can be moved. By this action, the height position of the base 10 with respect 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、前記
水平出し治具30と同様に傾斜面を利用した複数
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の両側に形成されたX軸方向移動規制用平行
案内面18の真直度が出せるようになつている。
On both sides of the first guide member 11, a plurality of pairs of bend correction means 40, for example, 3 or more pairs, in fact about 16 to 32 pairs, are disposed using inclined surfaces similarly to the leveling jig 30. , the straightness of the parallel guide surfaces 18 for restricting movement in the X-axis direction formed on both sides of the first guide member 11 can be maintained.

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に対抗されるエアベアング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の案内部材の上下のZ軸方向移動規制用平
行案内面20のうち上方の案内面20に対抗され
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に対抗
されるエアベアリング54がブラケツト55を介
して取付けられ、これらの各エアベアリング5
1,53,54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12とエアベアリング53,54との
作用によりZ軸方向の移動が規制され、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 that opposes 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 also controls the vertical movement of the second guide member in the Z-axis direction. A relatively large air bearing 53 opposed to the upper guide surface 20 of the parallel guide surfaces 20 is provided,
Furthermore, air bearings 54 are mounted via brackets 55 to oppose the guide surface 20 on the lower side of the parallel guide surface 20, and each of these air bearings 5
1, 53, and 54, the table 50 can be moved 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. Also, the second
Movement in the Z-axis direction is restricted by the action of the guide member 12 and the air bearings 53, 54, 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と、
このモータ62の出力軸にカツプリング63を介
して連結されたボ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
れるとともにブラケツト65を介してテーブル5
0に固定されたナツト部材66と、前記送りねじ
軸64に取付けられた回転円盤およびこの回転円
盤の回転を停止させる制御部とからなり送りねじ
軸64の回転を停止するための電磁ブレーキ67
と、前記ブラケツト61に設けられ送りねじ軸6
4の一端側を支持する軸受68と、前記第1の案
内部材11に設けられた溝21内に固定され送り
ねじ軸64の他端側を支持する軸受69と、前記
ブラケツト61の下面に設けられモータ62等に
所定の電気信号を与える電子回路部70とから構
成されている。
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,
A feed screw shaft 64 consisting of a ball screw shaft is connected to the output shaft of the motor 62 via a coupling ring 63, and a feed screw shaft 64 is movably screwed into the feed screw shaft 64 and connected to the table 5 via a bracket 65.
An electromagnetic brake 67 for stopping the rotation of the feed screw shaft 64 comprises a nut member 66 fixed at 0, a rotating disk attached to the feed screw shaft 64, and a control unit for stopping the rotation of the rotating disk.
and a feed screw shaft 6 provided on the bracket 61.
4, a bearing 69 fixed in the groove 21 provided in the first guide member 11 and supporting the other end of the feed screw shaft 64, and a bearing 69 provided on the lower surface of the bracket 61. The electronic circuit section 70 provides a predetermined electrical signal to the motor 62 and the like.

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のブラケツト52側に設けられた検出部7
7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ツチ82から
なるゼロセツト手段80により設定されるように
なつている。さらに、テーブル50の移動範囲の
規制は、基台10上に設けられたドツク85およ
びテーブル50側に設けられた図示しないリミツ
トスイツチにより行われるようになつている。
The amount of feed of the table 50 by the motor 62 is determined by a scale 76 provided on the first guide member 11 side and a detection unit 7 provided on the bracket 52 side of the table 50, as shown in FIG.
7, and the zero point position for measuring the origin position of the table 50, that is, the absolute position, is determined by the zero mark 81 provided on the first guide member 11 side and the table 50. It is set by a zero set means 80 consisting of a detection switch 82 provided on the 50 side. Furthermore, the movement range of the table 50 is controlled by a dot 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10の両側面には
夫々支柱90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
に沿つてY軸方向に夫々複数箇所設けられた孔2
2内に挿入された略杵状の締付金具23に貫孔2
4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と同様な石様部材からなる非
移動体側構造体としての梁100が横架固定され
ている。この梁100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100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100側
に設けられた貫孔103を貫通して挿入され締付
金具102のねじ穴に螺合されるボルト104と
から構成されている。
In FIG. 2, pillars 90 are fixed to both sides of the base 10, respectively. The structure of fixing the support column 90 to the base 10 consists of holes 2 provided at a plurality of locations along both sides of the base 10 in the Y-axis direction.
A through-hole 2 is inserted into the approximately pestle-shaped tightening fitting 23 inserted into the hole 2.
This is done by a bolt 25 that is screwed through the hole 4. 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 stone-like member similar to the base 10 is horizontally fixed between the upper ends of these pillars 90. has been done. The fixing structure between the beam 100 and the column 90 is similar to the fixing structure between the column 90 and the base 10, and the structure is similar to the fixing structure between the column 90 and the base 10. The bolt 104 is inserted through a through hole 103 provided on the side of the beam 100 and is screwed into a screw hole of the tightening fitting 102. There is.

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1
10は、モータ122、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、梁100
の背面にはスライダ110をX軸方向に案内する
ためのガイドレール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が夫々
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.
10 is an X-axis direction drive mechanism 120 consisting of a motor 122, a feed screw shaft 124, a nut member 129, etc.
The beam 100 is automatically fed in the X-axis direction by
A guide rail 105 and a slider 110 for guiding the slider 110 in the X-axis direction are provided on the back side of the slider 110.
A scale 106 for detecting the amount of movement is provided respectively.

前記スライダ110は、第4図に示されるよう
に、前記梁100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 includes a bearing box 11 for guiding in the X-axis direction, which is provided so as to surround the beam 100 and has air bearings 111 facing each square surface of the beam 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と、このモ
ータ141によりタイミングベルト142を介し
て回転駆動されるとともに支持フレーム115の
上下部に夫々設けられた軸受143および144
によつて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以上のねじピツチを有
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146
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ドレ
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に沿つてナツト部材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146に固定され
た連結板149と、この連結板149の突出端上
下面に夫々スラストベアリング150および先端
に球形部を有する押しねじ151を介して連結さ
れるとともに前記Z軸構造物180の上端部に固
定されたブラケツト152と、から構成され、前
記モータ141の駆動によりブラケツト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スラストベアリング150
の部分で吸収され、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
うになつている。
The Z-axis direction drive mechanism 140 includes a motor 141 supported by the support frame 115, a bearing 143 rotatably driven by the motor 141 via a timing belt 142, and provided at the upper and lower parts of the support frame 115, respectively. 144
a feed screw shaft 145 having a relatively large screw pitch of, for example, 4 mm or more, whose upper and lower ends are rotatably supported by screws;
a nut member 146 axially movably supported by the nut member 146;
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. Z the nut member 146 along the guide rail 147
A pair of rollers 148 are guided to move easily in the axial direction but cannot be rotated, a connecting plate 149 is fixed to the nut member 146, and a thrust bearing 150 is provided on the upper and lower surfaces of the protruding end of the connecting plate 149, respectively, and a spherical portion is provided at the tip of the connecting plate 149. a bracket 152 that is connected via a set screw 151 and fixed to the upper end of the Z-axis structure 180; It can be driven in the axial direction. At this time, the influence of bending, eccentricity, etc. of the feed screw shaft 145 is affected by the thrust bearing 150, which is made axially immovable and radially movable relative to the connecting plate 149.
, and only the movement of the nut member 146 in the Z-axis direction is transmitted to the Z-axis structure 180.

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に支持されたピストン1
92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側への荷重の軽減が図ら
れている。また、筐体181の図中背面側には、
スケール185が固定されるとともに、前記支持
フレーム115にはこのスケール185の目盛を
読取る検出器186が設けられ、これらのスケー
ル185と検出器186により、Z軸構造物18
0のZ軸方向の移動量が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.
The piston 1 is housed in the cylinder 191 and supported by the support frame 115.
92, and 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, and the Z-axis structure 180 The load on the feed screw shaft 145 side due to its own weight is reduced. In addition, on the back side of the housing 181 in the figure,
A scale 185 is fixed, and a detector 186 for reading the scale of this scale 185 is provided on the support frame 115. These scales 185 and detector 186 allow the Z-axis structure 18 to be
The amount of movement of 0 in the Z-axis direction is detected.

前記Z軸構造物180は、第5図に示されるよ
うに、前記四角筒からなるZ軸部材としての中空
の筐体181を備え、この筐体181内には、上
部にエアバランス機構190が設けられるととも
に、下部にZスピンドル220が固定されてい
る。このZスピンドル220はプローブ取付部と
してのテーパ状の孔219を有するとともに、内
部にプローブ支持手段としての下部が中空のボー
ルホルダ226を軸方向移動可能に収納してい
る。このボールホルダ226は、その下端部に半
径方向移動可能かつ落下防止された複数のボール
225を備えるとともに、駆動棒としてのピスト
ンロツド232により上下動されるようになつて
いる。このピストンロツド232は多段にピスト
ンロツド233を備え、これらのピストン233
は仕切壁234有する押出し手段としてのアクチ
エータ235内に収納されて直列な多段の受圧面
を有するようにされている。また、ピストンロツ
ド232は、引込み手段としての皿ばね228に
より常時上方、即ち、ボールホルダ226を常時
小径のガイド孔221内に引込む方向に付勢され
ている。このボールホルダ226のガイド孔22
1内への引込み時には、このガイド孔221の作
用によりボール225がボールホルダ226の内
方に突出され、このボール225によりプローブ
ホルダ250の上端のプルスタツド251を係止
できるようになつている。一方、アクチエータ2
35の作動により、ピストンロツド232が皿ば
ね228に抗して下方に押圧されたときは、ボー
ルホルダ226が小径のガイド孔221内から押
出され、プローブホルダ250のチヤツクを解除
できるようになつている。また、このピストンロ
ツド232の動きは、ドツグ236及び一対の検
出器237からなる軸方向位置検出手段238に
より検出されるようになつている。
As shown in FIG. 5, the Z-axis structure 180 includes a hollow casing 181 as a Z-axis member made of the square cylinder, and inside this casing 181, an air balance mechanism 190 is disposed at the top. At the same time, a Z spindle 220 is fixed to the lower part. This Z spindle 220 has a tapered hole 219 as a probe attachment part, and houses therein a ball holder 226 with a hollow bottom serving as a probe support means so as to be movable in the axial direction. This ball holder 226 has a plurality of balls 225 movable in the radial direction and prevented from falling at its lower end, and is moved up and down by a piston rod 232 as a drive rod. This piston rod 232 is equipped with piston rods 233 in multiple stages, and these pistons 233
is housed in an actuator 235 as an extrusion means having a partition wall 234, and has a multi-stage pressure receiving surface in series. Further, the piston rod 232 is always urged upward by a disc spring 228 as a retracting means, that is, in a direction in which the ball holder 226 is constantly retracted into the small diameter guide hole 221. Guide hole 22 of this ball holder 226
When the probe holder 250 is retracted into the probe 1, the ball 225 is projected inward of the ball holder 226 by the action of the guide hole 221, so that the ball 225 can lock the pull stud 251 at the upper end of the probe holder 250. On the other hand, actuator 2
35, when the piston rod 232 is pressed downward against the disc spring 228, the ball holder 226 is pushed out from the small diameter guide hole 221, and the chuck of the probe holder 250 can be released. . Further, the movement of the piston rod 232 is detected by an axial position detecting means 238 consisting of a dog 236 and a pair of detectors 237.

前記Zピストンロツド220は、その下面にプ
ローブホルダ250の位置決め用突部239を有
するとともに、電気接点としての固定ピン243
を有し、この固定ピン243によりプローブホル
ダ250ひいてはこのホルダ250に取付けられ
るタツチ信号プローブ270或いは280(第
6,7図参照)と電気的導通がとれるようになつ
ている。
The Z piston rod 220 has a protrusion 239 for positioning the probe holder 250 on its lower surface, and a fixing pin 243 as an electrical contact.
The fixing pin 243 enables electrical continuity with the probe holder 250 and the touch signal probe 270 or 280 (see FIGS. 6 and 7) attached to the holder 250.

なお、前記押出し手段としてのアクチエータ2
35、引込み手段としての皿ばね228およびプ
ローブ支持手段としてのボールホルダ226によ
りプローブ着脱機構200が構成され、このプロ
ーブ着脱機構200により、プローブ取付部とし
てのZスピンドル220の孔219にタツチ信号
プローブ270,280のプローブホルダ250
が着脱されるようになつている。
Note that the actuator 2 as the extrusion means
35, a probe attachment/detachment mechanism 200 is constituted by a disc spring 228 as a retracting means and a ball holder 226 as a probe support means, and the touch signal probe 270 is inserted into the hole 219 of the Z spindle 220 as a probe attachment part by this probe attachment/detachment mechanism 200. , 280 probe holder 250
It is now possible to put on and take off.

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 screw 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が設けられてい
る。また、フランジ部252の下面には、ピン孔
258および係合溝269が形成れている。
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.
A contact pin 266 that comes into contact with the contact pin 266 is provided. Further, a pin hole 258 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図な
いし第11図に示されるように、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291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
切欠部292を有する複数の保持板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2
68および係合溝269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、前記保持板293の切欠部292の両
脇位置に設けられ前記プローブホルダ250のフ
ランジ部252の下面を支持する絶縁材からなる
一対のフランジ置き台296と、この一対のフラ
ンジ置き台296の切欠部内に位置されるととも
に前記プローブホルダ250の載置の有無を検出
するリードスイツチ等からなる検出器297と、
前記保持板293の下面において切欠部292の
両側に夫々固定されたブラケツト298に一端を
回動自在に支持されるとともに他端をブラケツト
298に設けられた揺動規制ピン299により所
定角度揺動可能にされその内側面を夫々切欠部2
92の内方に突出された挟持体300と、この挟
持体300と前記ブラケツト298との間に介装
され前記挟持体300を切欠部292の内方に向
つて突出するよう付勢する板ばね301とから構
成され、このプローブストツカ290の保持板2
93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。この際、各プローブ
ホルダ250は、板ばね301により付勢された
挟持体300の作用により保持板293から落下
するのを防止されている。
In FIGS. 1 and 2, the table 5
0, a probe stocker 290 is provided. As shown in FIGS. 8 to 11, the probe stocker 290 includes a holding stand 291 fixed to one end, that is, the rear end side of the table 50, and a holding stand 291 fixed to the upper part of this holding stand 291, as well as the table 50. A plurality of holding plates 293 each having a notch 292 opened toward the other end side, that is, the front end side;
The probe holder 250 is protruded from both sides of the probe holder 250.
Pin hole 2 formed on the lower surface of the flange portion 252 of
A pin 294 and a pin 295 that can be engaged with the pin hole 268 and the engagement groove 269 and constitute a probe attitude maintaining means together with the pin hole 268 and the engagement groove 269, and a pin 294 and a pin 295 that are engageable with the pin hole 268 and the engagement groove 269 and constitute a probe attitude maintaining means, A pair of flange holders 296 made of an insulating material are provided to support the lower surface of the flange portion 252 of the probe holder 250, and a pair of flange holders 296 are located within the cutout portions of the pair of flange holders 296 to support the lower surface of the flange portion 252 of the probe holder 250. A detector 297 consisting of a reed switch or the like that detects the presence or absence,
One end is rotatably supported by brackets 298 fixed to both sides of the notch 292 on the lower surface of the holding plate 293, and the other end is swingable at a predetermined angle by a swing regulating pin 299 provided on the bracket 298. cut out part 2 on the inner surface of each
92; a leaf spring interposed between the clamping body 300 and the bracket 298 and urging the clamping body 300 to protrude inward of the notch 292; 301, and the holding plate 2 of this probe stocker 290
The probe holders 250 are placed on the probes 93 with their positions adjusted. At this time, each probe holder 250 is prevented from falling from the holding plate 293 by the action of the clamping body 300 urged by the leaf spring 301.

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態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2
00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:
A control device that has a computer system with an internal arithmetic function storage mechanism and controls the movement of each part according to a predetermined program, 320 is an object to be measured placed on a table 50, and 26 is a Y A bellows cover that protects the axial drive mechanism 60 from dust; reference numeral 27 is a side cover. Further, the probe attachment/detachment mechanism 2
00 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が駆動されてカツプリング63、送りねじ
軸64等を介してテーブル50が第1図中左前方
に移動され、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 to the left in FIG. The probe stocker 290 is moved forward so that it is located just below the Z-axis structure 180. On the other hand, along with driving the Y-axis direction drive mechanism 60, the motor 122 of the X-axis direction drive mechanism 120 is driven,
The slider 110 is moved in the X-axis direction, and the Z-axis structure 180 is moved 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
収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、駆動棒とし
てのピストンロツド232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 housed in the hole 219. At this time, as shown in FIG. 5, the actuator 235 is actuated and pushes down the piston rod 232 as a drive rod against the disk spring 228, so 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の作用によりピストンロツド2
32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257へ挿入され、更にプローブ着脱機構
200の固定ピン243がプローブホルダ250
の接点ピン266に接触され電気的な導通がなさ
れる。
Next, when the actuator 235 is deactivated, the piston rod 2 is moved by the action of the disc spring 228.
32 is raised, the pull stud 251 is retracted by the ball holder 226, the tapered surface 253 of the probe holder 250 is engaged with the hole 219, and the protrusion 239 formed at the lower end of the probe attachment/detachment mechanism 200 is inserted into the probe. The probe is inserted into the engagement recess 257 of the holder 250, and the fixing pin 243 of the probe attachment/detachment mechanism 200 is inserted into the probe holder 250.
The contact pin 266 is contacted to establish electrical continuity.

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1
20およびZ軸方向駆動機構140を制御装置3
10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310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320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29
2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
してピストンロツド232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180を上
昇させればよい。
After adjusting the attachment of the probe holder 250 to the probe attachment/detachment mechanism 200 in this way,
The Y-axis direction drive mechanism 60 and the X-axis direction drive mechanism 1
20 and the Z-axis direction drive mechanism 140 are controlled by the control device 3.
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 X, Y,
The position in the Z-axis direction is stored in the control device 310, and the points of contact with the object to be measured 320 by the probe 281 are sequentially measured to complete the measurement of the object to be measured 320. 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. This can be done by attaching a predetermined mounted probe holder 250 to the Z-axis structure 180. 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 Z-axis structure 180 at position 2, the actuator 235 is activated to lower the piston rod 232 against the disc spring 228, releasing the pull stud 251 from the ball holder 226, and moving the pull stud 251 into the open state. It is only necessary to raise the Z-axis structure 180 as it is.

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.

すなわち、本実施例は、テーブル50を可動と
したから、重量の大きい支柱90等を動かす必要
がなく、その駆動機構すなわちY軸方向駆動機構
60を小さな動力としてよく、かつ、慣性も小さ
くなるからテーブル50の停止位置も正確にでき
る。また、テーブル50は基台10上に設けられ
たX軸方向移動規制部材11およびZ軸方向移動
規制部材12の夫々の平行二面により案内される
から、従来のV字型の案内溝と異なり、二方向と
も夫々独立して調整することができ、テーブル5
0の案内精度を高めることができる。また、X軸
方向移動規制部材11は曲がり矯正手段40によ
り平行案内面18の真直度を調整できるから、こ
の点からも案内精度を向上させることができる。
また、前記X軸方向移動規制部材11およびZ軸
方向移動規制部材12は基台10と別体に形成さ
れているため、その案内面を加工するにあたり、
比較的簡単にかつ精度良く加工することができ
る。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の自動取替の機能を簡易に
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29
0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なうことができ、タツチ信
号プローブ270,280を取換えながらの作業
を極めて迅数に行なえる。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、石様部材からなる基台
10および梁100と支柱90との接続構造は、
孔22,101に挿入された締付金具23,10
2に貫孔24,103を貫通して挿入されるボル
ト25,104で行なうようにしたから、簡単な
構成で確実な固定を得ることができる。また、Z
軸構造物180内には、エアバランス機構190
が設けられているから、Z軸構造物180の駆動
操作力を極めて小さくでき、このZ軸構造物18
0を駆動するモータ141を小型化でき、ひいて
はスライダ110の小型化および軽量化を図るこ
とができる。また、Z軸方向駆動機構140の送
りねじ軸145の偏心等による影響を連結板14
9とスラストベアリング150との作用により吸
収することができ、測定精度への悪影響を与える
ことを防止できる。また、Z軸構造物180の駆
動の高速化を図るため、送りねじ軸145のリー
ドは例えば4mm以上とされているが、このように
大きなリードをとつた場合、前記エアバランス機
構190のエアバランス用の空気がなんらかの原
因で喪失された場合、Z軸構造物180の自重に
よりナツト部材146側から送りねじ軸145が
回転されてZ軸構造物180が自然落下する恐れ
があるが、本実施例ではロツク装置160を設け
て圧縮空気の喪失時は、送りねじ軸145の上端
をロツク装置160により強力にロツクするよう
にしたから、エアー喪失時に送りねじ軸145が
逆回転されることが有効に防止され、Z軸構造物
180の落下による各部の破損を防止することが
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ピス
トンロツド232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239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294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、プローブストツカ290には
一対の挟持体300からなる挟持手段が設けられ
ているから、テーブル50の移動等による慣性力
によつてプローブホルダ250がプローブストツ
カ290から落下してしまうということがなく、
不測の事故を未然に防ぐことができる。また、プ
ローブストツカ290には検出器297が設けら
れているから、プローブホルダ250が載置され
ているか否かが、直ちに判別でき、従つて、使用
済みのプローブホルダ250を戻す際に空いてい
る切欠部292を容易に検出できる。更に、基台
10および梁100は石様部材で構成されている
から、経時変化による精度低下を有効に防止でき
る。また、基台10とX軸方向移動規制部材11
あるいはZ軸方向移動規制部材12との接触構造
は、基台10に設けられた盲穴13内に接着固定
された固定金具14にX軸方向移動規制部材11
あるいはZ軸方向規制部材12を貫通したボルト
16で固定するようにしたから、その固定を簡易
かつ確実に行なうことができる。また、圧縮空気
が喪失された場合のZ軸構造物180の落下防止
構造は、Z軸構造物180そのものを停止するの
ではなく、送りねじ軸145停止するようにした
から、軽い力でロツクを行なうことができ、ロツ
ク装置160の構造を簡易にすることができる。
That is, in this embodiment, since the table 50 is movable, there is no need to move the heavy support column 90, etc., and the drive mechanism, that is, the Y-axis direction drive mechanism 60, can use a small amount of power, and the inertia is also small. The stopping position of the table 50 can also be made accurately. Further, since the table 50 is guided by two parallel surfaces of the X-axis direction movement regulating member 11 and the Z-axis direction movement regulating member 12 provided on the base 10, unlike the conventional V-shaped guide groove, , can be adjusted independently in both directions, and table 5
0 guidance accuracy can be improved. Moreover, since the straightness of the parallel guide surface 18 of the X-axis direction movement regulating member 11 can be adjusted by the bend correction means 40, the guide accuracy can be improved from this point as well.
Furthermore, since the X-axis direction movement regulating member 11 and the Z-axis direction movement regulating member 12 are formed separately from the base 10, when machining their guide surfaces,
It can be processed relatively easily and with high precision. 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. It is possible to easily achieve the function of replacement. In addition, a plurality of types of touch signal probes 270 and 280 may be attached to the probe holder 250 in advance and the probe stocker 29
0, the touch signal probes 270, 280 can be replaced in about the same time as the touch signal probes 270, 280 measuring one point. Work while replacing 280 can be done extremely quickly. At this time, each time the touch signal probes 270, 280 are replaced, the origin may be checked by bringing the touch signal probes 270, 280 into contact with the origin position (not shown). , measurement accuracy can be further improved. In addition, the connection structure between the base 10 and the beam 100 and the support 90 made of stone-like members is as follows.
Tightening fittings 23, 10 inserted into holes 22, 101
Since this is done using the bolts 25, 104 which are inserted through the through holes 24, 103 in 2, reliable fixing can be achieved with a simple structure. Also, Z
Inside the shaft structure 180, an air balance mechanism 190 is provided.
is provided, the drive operation force for the Z-axis structure 180 can be extremely small, and this Z-axis structure 18
The motor 141 that drives the slider 110 can be made smaller, and the slider 110 can be made smaller and lighter. In addition, the influence of eccentricity of the feed screw shaft 145 of the Z-axis direction drive mechanism 140 is
9 and the thrust bearing 150, and can prevent an adverse effect on measurement accuracy. Furthermore, in order to speed up the drive of the Z-axis structure 180, the lead of the feed screw shaft 145 is set to be 4 mm or more, for example. However, when such a large lead is taken, the air balance of the air balance mechanism 190 If the air for use is lost for some reason, the feed screw shaft 145 may be rotated from the nut member 146 side due to the weight of the Z-axis structure 180, and the Z-axis structure 180 may fall naturally. Now, since the locking device 160 is provided to strongly lock the upper end of the feed screw shaft 145 when compressed air is lost, the feed screw shaft 145 can be effectively rotated in the opposite direction when air is lost. Therefore, damage to various parts due to falling of the Z-axis structure 180 can be prevented. Furthermore, since the driving source for the piston rod 232 in the probe attachment/detaching mechanism 200 is an actuator 235 having a plurality of pressure receiving surfaces, the probe holder 250 can be moved using relatively low pressure compressed air installed in a general factory. Even if the Belleville spring 228 holding the probe has a strong spring force, the piston rod 232 can be driven by sufficiently overcoming the spring force of the Belleville spring 228, and the probe holder 250 can be reliably attached. . Further, since the Z spindle 220 and the probe holder 250 are positioned by the protrusion 239 and the engagement recess 257, the mounting position relative to the Z spindle 220 can be set accurately.
Further, when installing the probe holder 250 in the probe stocker 290, the position is determined by the pin hole 268, the engagement groove 269, and the pins 294 and 295, so that the installation position can be accurately performed. Further, since the probe stocker 290 is provided with a clamping means consisting of a pair of clamping bodies 300, the probe holder 250 will not fall from the probe stocker 290 due to inertia caused by the movement of the table 50 or the like. There is no
Unexpected accidents can be prevented. Further, since the probe stocker 290 is provided with a detector 297, it can be immediately determined whether or not the probe holder 250 is placed. It is possible to easily detect the notch 292 that exists. Furthermore, since the base 10 and the beam 100 are made of stone-like members, it is possible to effectively prevent a decrease in accuracy due to changes over time. In addition, the base 10 and the X-axis direction movement regulating member 11
Alternatively, the contact structure with the Z-axis direction movement regulating member 12 is such that the X-axis direction movement regulating member 11 is attached to a fixing metal fitting 14 adhesively fixed in a blind hole 13 provided in the base 10.
Alternatively, since it is fixed with the bolt 16 passing through the Z-axis direction regulating member 12, the fixing can be performed simply and reliably. In addition, the structure to prevent the Z-axis structure 180 from falling when compressed air is lost does not stop the Z-axis structure 180 itself, but stops the feed screw shaft 145, so it can be locked with a light force. The structure of the locking device 160 can be simplified.

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、一旦引込み完了後は、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。また、プローブス
トツカ290の保持板293は、前記実施例のよ
うに複数に分割されたものに限らず、一枚に構成
してもよく、この場合は切欠部292は一枚の保
持板293に複数形成されることとなる。更に、
プローブ着脱機構200は、Z軸構造体180内
に設けるものに限らず、その外部に設けるもので
あつてもよく、かつ、その構造も前記実施例の構
造に限定されない。また、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スピンドル
220は水平に配置されることとなる。更に、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. Further, the holding plate 293 of the probe stocker 290 is not limited to being divided into a plurality of parts as in the above embodiment, but may be configured as a single piece. More than one will be formed. Furthermore,
The probe attaching/detaching mechanism 200 is not limited to being provided within the Z-axis structure 180, but may be provided outside thereof, and its structure is not limited to the structure of the above embodiment. Further, among the three orthogonal axes X, Y, and Z, the Z axis does not necessarily have to be vertical, and the X axis may be vertical. In this case, the Z 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 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、駆動部分の構造
の小型、簡易化ができるとともに、より自動化の
進んだ自動三次元測定機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, the structure of the driving portion can be made smaller and simpler, and an automatic three-dimensional measuring machine with further automation can be provided.

【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
図はY軸方向駆動機構の拡大断面図、第4図はス
ライダの一部を切欠いた拡大図、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断面図、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図は第8図の要部の一部を切欠いた拡大
平面図、第10図はその一部を切欠いた拡大正面
図、第11図は第10図を下方から見た拡大断面
図である。 10……基台、11……第1の案内部材、12
……第2の案内部材、18,20……平行案内
面、51,53,54……エアベアリング、60
……Y軸方向駆動機構、100……梁、110…
…スライダ、120……X軸方向駆動機構、14
0……Z軸方向駆動機構、180……Z軸構造
物、200……プローブ着脱機構、219……プ
ローブ取付部としての孔、220……スピンド
ル、226……ボールホルダ、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 partially cutaway front view, and Fig. 3 is a partially cutaway front view.
The figure is an enlarged cross-sectional view of the Y-axis direction drive mechanism, Figure 4 is an enlarged view with a part of the slider cut away, Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the probe attaching/detaching mechanism, and Figure 6 is a partially cut-out view of the probe holder. 7 is a plan view of FIG. 6, FIG. 8 is an enlarged plan view of the probe stocker, FIG. 9 is an enlarged plan view of the main part of FIG. 8 with some parts cut away, and FIG. 10 11 is an enlarged front view with a portion thereof cut away, and FIG. 11 is an enlarged sectional view of FIG. 10 viewed from below. 10... Base, 11... First guide member, 12
... Second guide member, 18, 20 ... Parallel guide surface, 51, 53, 54 ... Air bearing, 60
... Y-axis direction drive mechanism, 100 ... Beam, 110 ...
...Slider, 120...X-axis direction drive mechanism, 14
0... Z-axis direction drive mechanism, 180... Z-axis structure, 200... Probe attaching/detaching mechanism, 219... Hole as a probe attachment part, 220... Spindle, 226... Ball holder, 250... Probe holder , 270, 280... touch signal probe, 271, 281... probe, 290... probe stocker, 310... control device, 320...
Object to be measured.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 Y軸を水平方向の軸とした互いに直交する
X,Y,Z三軸のうちX及びZ軸方向の動きを規
制する案内面を有する基台と、この基台の案内面
を利用したエアベアリングを介してX及びZ軸方
向の変位が不能とされるとともに基台の中心にY
軸方向に沿つて設けられた駆動送りねじ軸に螺合
されY軸方向に自動送り可能に基台に保持された
テーブルと、前記基台のX軸方向の両側に立設さ
れた一対の支柱と、この一対の支柱間に横架され
た梁部材と、この梁部材上をX軸方向に自動送り
可能に取付けられたスライダと、先端にタツチ信
号プロープを取付可能にされるとともにZ軸方向
に自動送り可能にスライダに支持されたZスピン
ドルと、前記テーブルの送り方向の一端部に取付
部軸線をZ軸方向に合せて保持された複数のタツ
チ信号プローブと、前記Zスピンドル内に納めら
れるとともに前記テーブルに保持されたタツチ信
号プローブをZスピンドルのプローブ取付部に引
込み可能かつ、この取付部に取付けられたタツチ
信号プローブをテーブル側に押出し可能にするプ
ローブ着脱機構と、前記テーブルとZスピンドル
とを駆動制御して選択されたタツチ信号プローブ
の取付部軸線とZスピンドルの軸線とを一致させ
るとともにプローブ着脱装置を作動させる制御装
置とを具備したことを特徴とする自動三次元測定
機。
1. A base with a guide surface that regulates movement in the X and Z axes of the three mutually orthogonal X, Y, and Z axes with the Y axis as the horizontal axis, and an air system that uses the guide surface of this base. Displacement in the X and Z axis directions is impossible via bearings, and the Y axis is located at the center of the base.
A table that is screwed onto a drive feed screw shaft provided along the axial direction and held on a base so as to be able to automatically feed in the Y-axis direction, and a pair of supports that are erected on both sides of the base in the X-axis direction. A beam member is horizontally suspended between the pair of supports, a slider is attached to the beam member so that it can be automatically moved in the X-axis direction, and a touch signal probe can be attached to the tip, and a Z spindle supported by a slider so as to be automatically fed; a plurality of touch signal probes held at one end of the table in the feeding direction with their mounting axes aligned with the Z axis direction; and a plurality of touch signal probes housed in the Z spindle. and a probe attachment/detachment mechanism capable of retracting the touch signal probe held on the table into the probe attachment part of the Z spindle and pushing out the touch signal probe attached to the attachment part toward the table; and the table and the Z spindle. An automatic three-dimensional measuring machine characterized by comprising: a control device that drives and controls a selected touch signal probe to align the mounting axis of the selected touch signal probe with the Z spindle axis, and operates a probe attaching/detaching device.
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