JPH0339609B2 - - Google Patents
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- JPH0339609B2 JPH0339609B2 JP60055087A JP5508785A JPH0339609B2 JP H0339609 B2 JPH0339609 B2 JP H0339609B2 JP 60055087 A JP60055087 A JP 60055087A JP 5508785 A JP5508785 A JP 5508785A JP H0339609 B2 JPH0339609 B2 JP H0339609B2
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- JP
- Japan
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- probe
- measured
- measuring machine
- stocker
- measuring
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- Expired - Lifetime
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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
- G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は三次元測定機に関し、特にプローブが
交換される三次元測定機に係り、使用プローブ数
の削減、測定作業の迅速化に利用できるものであ
る。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a coordinate measuring machine, and particularly to a coordinate measuring machine in which probes are replaced, and can be used to reduce the number of probes used and speed up measurement work. It is something.
載物台に載置した測定対象物と測定機本体に支
持されたプローブとを三次元方向に相対移動さ
せ、測定対象物の測定面とプローブの測定子との
相対移動変位量を検出し、この検出変位量をデー
タ処理装置で所定処理して測定対象物の寸法等を
計測する三次元測定機が知られ、複雑形状の物品
の寸法、形状等を高精度且つ迅速に計測できるこ
とから広く利用されている。
The object to be measured placed on the stage and the probe supported by the measuring machine body are moved relative to each other in a three-dimensional direction, and the amount of relative movement displacement between the measurement surface of the object to be measured and the contact point of the probe is detected, Three-dimensional measuring machines that process this detected displacement amount in a predetermined manner using a data processing device to measure the dimensions of the object to be measured are well-known, and are widely used because they can quickly and accurately measure the dimensions and shapes of objects with complex shapes. has been done.
ところで、この測定機には、測定対象物とプロ
ーブとの相対移動を手動によつて行うタイプと、
モータ等の駆動により自動的に行うタイプとがあ
り、自動型の場合、測定作業の迅速化と無人化を
図るためには測定対象物の測定箇所の形状に応じ
た測定子を有するプローブを自動交換するように
しなければならない。プローブを自動交換できる
従来の一般的な三次元測定機は、前記測定機本
体、多くの三次元測定機にあつてはプローブを鉛
直方向に移動させるためのスピンドルの先端に複
数個のプローブを装着し、この状態において測定
箇所に応じた測定子を選択するようにしていた。 By the way, this measuring machine has two types: a type in which the relative movement between the object to be measured and the probe is manually performed;
There is a type that does this automatically by driving a motor, etc. In the case of the automatic type, in order to speed up the measurement work and make it unmanned, it is necessary to automatically attach a probe with a measuring point that corresponds to the shape of the measuring point of the object to be measured. must be replaced. Conventional general coordinate measuring machines that can automatically exchange probes have multiple probes attached to the measuring machine body, or in the case of many coordinate measuring machines, to the tip of a spindle that moves the probes in the vertical direction. However, in this state, the probe was selected according to the measurement location.
従つて従来の三次元測定機には次のような問題
点があり、自動型三次元測定機の飛躍的普及拡大
を妨げていた。 Therefore, conventional three-dimensional measuring machines have the following problems, which have hindered the rapid spread and expansion of automatic three-dimensional measuring machines.
複数のプローブを測定機本体に装着すると、
荷重が大きくなるため測定機全体の構造を強靭
としなければならない。 When multiple probes are attached to the measuring device,
Since the load is large, the structure of the entire measuring machine must be strong.
他のプローブの測定子を変えることは計測工
程の間に、即ち測定対象物をセツトした状態で
行わなければならず、特にこれは測定箇所が変
わる毎に必要となるため測定作業が長時間化
し、自動型三次元測定機のメリツトが削減され
る。 Changing the measuring point of another probe must be done during the measurement process, that is, after the object to be measured has been set, and this is especially necessary every time the measurement point changes, which lengthens the measurement work. , the advantages of automatic three-dimensional measuring machines are reduced.
測定子の姿勢変更用の駆動源によつては測定
機に熱的変形や錆等を発生させる不都合が生じ
る。 Depending on the drive source for changing the orientation of the probe, there may be problems such as thermal deformation, rust, etc. in the measuring device.
取り分け、例えば穴の真円度を計測する場合
のように同種形状の異径穴を測定する場合、径
が変わる毎にそれに応じた測定子のプローブを
設けなければならないため、前記の問題がこ
こでも生ずるとともに、装着できるプローブの
数が制限されることから測定可能な測定対象物
も制限され、三次元測定機の利用可能範囲が限
られたものとなつてしまう。 In particular, when measuring holes of the same shape with different diameters, such as when measuring the roundness of a hole, the above problem arises because each time the diameter changes, a probe with a corresponding measuring point must be provided. However, since the number of probes that can be attached is limited, the objects that can be measured are also limited, and the usable range of the three-dimensional measuring machine is limited.
本発明は以上の如き従来の問題点を解決すべく
なされたもので、本発明の目的は、測定子の位置
を計測する穴径に応じて調整できるようにし、こ
れにより1つのプローブで計測できる穴径等の範
囲を拡大し、プローブ数の削減を実現でき、また
測定子の位置変更を計測工程中に行えるようにし
て測定作業時間の短縮を図ることができるように
した三次元測定機を提供するところにある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to enable adjustment of the position of the probe according to the diameter of the hole to be measured, thereby enabling measurement with one probe. A three-dimensional measuring machine that can expand the range of hole diameters, reduce the number of probes, and change the position of the probe during the measurement process to shorten measurement work time. It's there to provide.
このため本発明は、測定子の位置を変更する位
置変更機構をプローブ側に設け、この位置変更機
構を作動する駆動手段をプローブストツカに設
け、測定機が計測動作中に次計測工程用の測定子
をこの次の計測工程に即応した位置に変更調整す
るようにしたものである。
For this reason, the present invention provides a position change mechanism for changing the position of the measuring point on the probe side, and provides a drive means for operating this position change mechanism on the probe stocker, so that the measuring device can change the position for the next measurement process while the measuring device is in measurement operation. The measuring element is changed and adjusted to a position corresponding to the next measurement process.
具体的には、載物台に載置された測定対象物と
測定機本体に支持されたプローブとを三次元的に
相対移動させ、前記測定対象物の測定面と前記プ
ローブの測定子との相対移動変位量を検出し、こ
の検出変位量をデータ処理装置で所定処理して前
記測定対象物の寸法等を計測する三次元測定機に
おいて、前記載物台に設けられてプローブを支持
するプローブストツカと、前記測定機本体および
載物台の少なくとも一方に設けられて前記プロー
ブと測定対象物とを相対的に回転させる回転手段
と、前記測定子をプローブ本体に対して前記回転
軸線に直交する方向に移動させてその位置を変更
する位置変更機構と、前記プローブストツカに取
付けられるとともに、ストツカに支持されている
プローブの位置変更機構に連結されてこの位置変
更機構を作動する駆動手段と、前記プローブスト
ツカに支持されたプローブを測定機本体に装着す
るプローブ着脱装置とを備えたことを特徴とす
る。 Specifically, the object to be measured placed on the stage and the probe supported by the main body of the measuring machine are moved relative to each other in three dimensions, and the measurement surface of the object to be measured and the contact point of the probe are moved relative to each other in three dimensions. In a three-dimensional measuring machine that detects a relative displacement amount and processes the detected displacement amount in a predetermined manner with a data processing device to measure dimensions of the object to be measured, a probe is provided on the object table and supports the probe. a stocker; a rotating means provided on at least one of the measuring machine body and the stage to rotate the probe and the object to be measured relative to each other; and a rotating means for rotating the probe and the measuring object relative to each other; a position changing mechanism that changes the position of the probe by moving it in a direction to move the probe; and a driving means that is attached to the probe stocker and connected to the probe position changing mechanism supported by the stocker to operate the position changing mechanism. and a probe attachment/detachment device for attaching the probe supported by the probe stocker to the measuring instrument main body.
第1図は本実施例にかかる三次元測定機の全体
斜視図である。基台1の上部には左右2個の起壁
部材2の間に位置して載物台3が配置され、上面
に測定対象物4が載置されるこの載物台3は基台
1に対しY軸方向へ移動自在になつている。
FIG. 1 is an overall perspective view of the coordinate measuring machine according to this embodiment. At the top of the base 1, a workpiece stand 3 is arranged between the two left and right raised wall members 2, and the workpiece stand 3, on which the object to be measured 4 is placed, On the other hand, it is movable in the Y-axis direction.
基台1に固定された左右2本の支柱5の上部に
は梁部材6が横断架設され、この梁部材6にはス
ライダ7がX軸方向へ摺動自在に取付けられてい
る。スライダー7と一体化されているスピンドル
ケース8には四角柱状のスピンドル9が垂直方向
即ちZ軸方向に移動自在に設けられ、スピンドル
9の下端にプローブ10が連結支持される。以上
の支柱5、梁部材6、スライダ7、スピンドル9
等により測定機本体11が構成され、この測定機
本体11にプローブ10が取付けられている。 A beam member 6 is installed across the upper portions of the two left and right columns 5 fixed to the base 1, and a slider 7 is attached to the beam member 6 so as to be slidable in the X-axis direction. A spindle case 8 integrated with the slider 7 is provided with a quadrangular columnar spindle 9 movable in the vertical direction, that is, in the Z-axis direction, and a probe 10 is connected and supported at the lower end of the spindle 9. The above pillars 5, beam members 6, sliders 7, spindles 9
A measuring machine main body 11 is constructed by the above, and a probe 10 is attached to this measuring machine main body 11.
前記基台1に対する載物台3のY軸方向移動は
蛇腹カバー12の内部に配置されているモータや
ボールねじ等による駆動装置によつて自動的に行
われ、スライダ7のX軸方向移動及びスピンドル
9のZ軸方向移動も梁部材6、スピンドルケース
8に組込まれている駆動装置によつて行われる。
これらの駆動装置等によつて前記測定対象物4と
プローブ10とに三次元の移動変位を生じさせる
移動機構が構成され、載物台3はこの移動機構の
Y軸方向における可動側部材となつており、測定
機本体11は静止側部材となつている。また、ス
ライダ7、スピンドル9はX軸方向、Z軸方向の
可動側部材で、梁部材6、スピンドルケース8は
静止側部材になつている。 Movement of the workpiece table 3 in the Y-axis direction with respect to the base 1 is automatically performed by a drive device such as a motor or a ball screw disposed inside the bellows cover 12, and movement of the slider 7 in the X-axis direction and Movement of the spindle 9 in the Z-axis direction is also performed by a drive device incorporated in the beam member 6 and the spindle case 8.
These driving devices and the like constitute a moving mechanism that causes a three-dimensional movement displacement of the measurement object 4 and the probe 10, and the stage 3 serves as a movable member of this moving mechanism in the Y-axis direction. The measuring instrument main body 11 is a stationary member. Further, the slider 7 and the spindle 9 are movable side members in the X-axis direction and the Z-axis direction, and the beam member 6 and the spindle case 8 are stationary side members.
載物台3の後端部にはプローブストツカ13が
取付けられている。第3図はこのプローブストツ
カ13を示す。プローブストツカ13は載物台3
の上面に固定された底部13Aと、底部13Aか
ら垂直に起立した脚部13Bと、脚部13Bに載
物台3の上面から間隔を開けて水平に設けられた
頂部13Cとからなり、側面コ字型になつてい
る。 A probe stocker 13 is attached to the rear end of the stage 3. FIG. 3 shows this probe stocker 13. The probe stocker 13 is the stage 3
It consists of a bottom part 13A fixed to the top surface, a leg part 13B standing vertically from the bottom part 13A, and a top part 13C provided horizontally on the leg part 13B with an interval from the top surface of the stage 3. It is shaped like a letter.
頂部13Cには前方へ開口した平面U字状の溝
14が形成され、この溝14に前記プローブ10
が挿入係合されてプローブストツカ13に支持さ
れるようになつている。この溝14はプローブス
トツカ13に複数個のプローブ10を支持できる
ように複数個形成されている。 A planar U-shaped groove 14 that opens forward is formed in the top portion 13C, and the probe 10 is inserted into this groove 14.
are inserted into the probe stocker 13 and supported by the probe stocker 13. A plurality of grooves 14 are formed in the probe stocker 13 so that a plurality of probes 10 can be supported.
プローブ10はプローブ本体15と、測定子の
位置変更機構16と、検出ユニツト17と、測定
子18とを備えて構成され、第3図で示されたこ
のプローブ10は内径または外径の真円度または
円筒度の測定用プローブであるため、測定対象物
4の測定面に当接する測定子18は検出ユニツト
17に測定面からの反力により姿勢変化可能、具
体的には傾動可能に且つこの反力が除かれたとき
に原姿勢に復帰可能に支持されているとともに、
検出ユニツト17は測定子18が傾動したときこ
の傾動量に応じたアナログ信号を連続的に出力す
る検出部を含んで構成されている。このようにプ
ローブ10は測定子18の傾動量、或いは測定対
象物4に当接した瞬間とその後の傾動量を捉える
機能を有している測定信号発生器になつている。 The probe 10 includes a probe body 15, a probe position changing mechanism 16, a detection unit 17, and a probe 18. The probe 10 shown in FIG. Since this is a probe for measuring degree or cylindricity, the measuring stylus 18 that comes into contact with the measuring surface of the object to be measured 4 can change its posture by the reaction force from the measuring surface on the detection unit 17, specifically, can tilt and tilt. It is supported so that it can return to its original position when the reaction force is removed, and
The detection unit 17 includes a detection section that continuously outputs an analog signal corresponding to the amount of tilting of the probe 18 when the probe 18 tilts. In this way, the probe 10 serves as a measurement signal generator that has the function of capturing the amount of tilting of the probe 18, or the amount of tilting at the moment of contact with the object to be measured 4 and thereafter.
前記プローブ本体15は前記測定機本体11を
構成するスピンドル9にプローブ10を取付ける
ためのシヤンク部15Aと、このシヤンク部15
Aの下部に設けられたテーパー突部15B及びフ
ランジ部15Cとを有し、フランジ部15Cが前
記溝14の周辺に係止される。プローブ本体15
の下面には水平方向への長さを有する支持部材1
9が取付けられ、この支持部材19の両端部に設
けられた軸受部材20でボールねじであるねじ軸
21が回転自在に支持される。水平方向を軸線方
向とするこのねじ軸21に螺合するナツト部材2
2は保持部材23の内部に保持され、この保持部
材23に前記検出ユニツト17が連結支持され
る。保持部材23の上面は支持部材19の下面に
摺動自在に接触して保持部材23の回転が阻止さ
れ、ねじ軸21が回転するとねじ軸21のねじ送
り作用により保持部材23は水平方向に移動し、
測定子18の位置が変更される。以上の支持部材
19、ねじ軸21、ナツト部材22等で前記測定
子の位置変更機構16が構成される。 The probe body 15 includes a shank portion 15A for attaching the probe 10 to the spindle 9 constituting the measuring machine body 11, and this shank portion 15.
It has a tapered protrusion 15B and a flange part 15C provided at the lower part of A, and the flange part 15C is locked around the groove 14. Probe body 15
A supporting member 1 having a horizontal length is provided on the lower surface of the
9 is attached, and a screw shaft 21, which is a ball screw, is rotatably supported by bearing members 20 provided at both ends of this support member 19. A nut member 2 is screwed onto this screw shaft 21 whose axial direction is the horizontal direction.
2 is held inside a holding member 23, and the detection unit 17 is connected and supported by this holding member 23. The upper surface of the holding member 23 slidably contacts the lower surface of the supporting member 19 to prevent rotation of the holding member 23, and when the screw shaft 21 rotates, the holding member 23 moves in the horizontal direction due to the screw feeding action of the screw shaft 21. death,
The position of the probe 18 is changed. The above-mentioned support member 19, screw shaft 21, nut member 22, etc. constitute the measuring element position changing mechanism 16.
ねじ軸21の一端部は一方の軸受部材20から
突出し、この突出した端部に第1クラツチ部材2
4が取付けられる。プローブ10をプローブスト
ツカ13に支持させた際、この第1クラツチ部材
24は前記脚部13Bに形成された孔25を貫通
し、プローブストツカ13の後方へ突出する。 One end of the screw shaft 21 projects from one of the bearing members 20, and the first clutch member 2 is attached to this projecting end.
4 is installed. When the probe 10 is supported by the probe stocker 13, the first clutch member 24 passes through the hole 25 formed in the leg portion 13B and projects to the rear of the probe stocker 13.
プローブストツカ13にはブラケツト26を介
してモーター27が取付けられ、プローブストツ
カ13側に配置されたこのモーター27の出力軸
には前記第1クラツチ部材24と対をなす第2ク
ラツチ部材28が設けられる。これらの第1クラ
ツチ部材24及び第2クラツチ部材28で断接自
在な電磁クラツチ29が構成される。またモータ
ー27は前記位置変更機構16を作動させるため
の駆動手段30を構成し、これらの位置変更機構
16及び駆動手段30により測定子の位置調整装
置が構成される。モーター27にはロータリーエ
ンコーダ31が連結され、このロータリーエンコ
ーダ31によりモーター27の回転量即ち電磁ク
ラツチ29が接続したときのねじ軸21の回転量
が検出される。 A motor 27 is attached to the probe stocker 13 via a bracket 26, and a second clutch member 28, which is paired with the first clutch member 24, is attached to the output shaft of the motor 27, which is disposed on the probe stocker 13 side. provided. The first clutch member 24 and the second clutch member 28 constitute an electromagnetic clutch 29 which can be freely connected and disconnected. Further, the motor 27 constitutes a driving means 30 for operating the position changing mechanism 16, and the position changing mechanism 16 and the driving means 30 constitute a position adjustment device for the measuring stylus. A rotary encoder 31 is connected to the motor 27, and the rotary encoder 31 detects the amount of rotation of the motor 27, that is, the amount of rotation of the screw shaft 21 when the electromagnetic clutch 29 is connected.
第2図は第1図で示された前記スピンドル9の
内部構造を示す。スピンドル9の内部には中空の
中心軸32が上下2個の軸受ブツシユ33で垂直
軸回りに回転自在に支持されて収納されている。
中心軸32の下端にはプローブ10の前記テーパ
ー突部15Bと対応した形状のテーパー孔34が
形成され、このテーパー孔34の上部には大径孔
35を介してプローブ保持部材としてのボールホ
ルダー36を上下摺動自在に収納する収納孔37
が設けられている。ボールホルダー36は駆動棒
38の下端に結合され、この駆動棒38はばね3
9で常時上方へ付勢されている。 FIG. 2 shows the internal structure of the spindle 9 shown in FIG. Inside the spindle 9, a hollow central shaft 32 is housed and supported by two upper and lower bearing bushes 33 so as to be rotatable around a vertical axis.
A tapered hole 34 having a shape corresponding to the tapered protrusion 15B of the probe 10 is formed at the lower end of the central shaft 32, and a ball holder 36 as a probe holding member is inserted into the upper part of the tapered hole 34 through a large diameter hole 35. A storage hole 37 for storing the
is provided. The ball holder 36 is coupled to the lower end of a drive rod 38, which is connected to the spring 3
9, it is always biased upward.
スピンドル9の内部にはエアーシリンダ40が
ブラケツト41に取付けられて収納され、このエ
アーシリンダ40のピストン40Aのピストンロ
ツド40Bは下方へ延び、前記駆動棒38と接続
されている。この接続はボール42を介して行わ
れ、駆動棒38とピストンロツド40Bとは軸方
向に一体に移動するが駆動棒38はピストンロツ
ド40Bに対し回転できるようになつている。前
記ボールホルダー36の内部には複数のボール4
3が配置され、これらのボール43は軸径方向に
移動自在になつている。以上のボールホルダー3
6、駆動棒38、ばね39、エアーシリンダ4
0、ボール43等によりプローブ着脱装置44が
構成される。 An air cylinder 40 is housed inside the spindle 9, attached to a bracket 41, and a piston rod 40B of a piston 40A of the air cylinder 40 extends downward and is connected to the drive rod 38. This connection is made through a ball 42 so that drive rod 38 and piston rod 40B move together axially, but drive rod 38 is rotatable relative to piston rod 40B. A plurality of balls 4 are placed inside the ball holder 36.
3 are arranged, and these balls 43 are movable in the radial direction of the shaft. More than 3 ball holders
6, drive rod 38, spring 39, air cylinder 4
0, a ball 43, and the like constitute a probe attachment/detachment device 44.
プローブ10はボール43により前記シヤンク
部15Aが押えられてボールホルダー36に保持
されるが、エアーシリンダ40によりピストンロ
ツド40B及び駆動棒38をばね39に抗して押
下げるとボールホルダー36は下降し、ボール4
3はプローブ10の重量及びシヤンク部15Aの
作用により外径方向へ移動せしめられて前記大径
孔35に入り込むため、シヤンク部15Aはボー
ルホルダー36から開放されてプローブ10はス
ピンドル9から取外される。また、ボールホルダ
ー36を下降させた状態でボールホルダー36の
内部にシヤンク部15Aを挿入し、エアーシリン
ダ40のエアー圧力を解除してボールホルダー3
6をばね39の付勢力で上昇させると、ボール4
3は収納孔37の内周壁に押されて内径方向へ移
動するため、第2図に示されている通りボール4
3でシヤンク部15Aが押さえられ、且つテーパ
ー突部15Bがテーパー孔34に位置決め密着し
てプローブ10はボールホルダー36で保持され
る。このとき、中心軸32の下端に結合された底
部材45の突起46はプローブ10の前記フラン
ジ部15Cに形成されている穴に係合し、プロー
ブ10の回転方向の位置決めがなされる。 The probe 10 is held by the ball holder 36 with the shank portion 15A pressed by the ball 43, but when the piston rod 40B and the drive rod 38 are pushed down by the air cylinder 40 against the spring 39, the ball holder 36 is lowered. ball 4
3 is moved in the outer diameter direction by the weight of the probe 10 and the action of the shank portion 15A and enters the large diameter hole 35, so the shank portion 15A is released from the ball holder 36 and the probe 10 is removed from the spindle 9. Ru. Further, with the ball holder 36 lowered, the shank portion 15A is inserted into the inside of the ball holder 36, the air pressure of the air cylinder 40 is released, and the ball holder 36 is
When ball 4 is raised by the biasing force of spring 39, ball 4
Since the ball 3 is pushed by the inner peripheral wall of the storage hole 37 and moves in the radial direction, the ball 4
3, the shank portion 15A is pressed, and the tapered protrusion 15B is positioned and tightly contacted with the tapered hole 34, so that the probe 10 is held by the ball holder 36. At this time, the protrusion 46 of the bottom member 45 coupled to the lower end of the central shaft 32 engages with the hole formed in the flange portion 15C of the probe 10, and the probe 10 is positioned in the rotational direction.
前記スピンドル9の内部にはブラケツト47に
よりモーター48が下向きに取付けられ、このモ
ーター48の出力軸48Aに小径歯車49が設け
られている。前記中心軸32の上端部にはこの小
径歯車49と噛合する大径歯車50が設けられ、
モーター48の回転駆動力は小径歯車49、大径
歯車50を介して減速されながら中心軸32に伝
達される。これらのモーター48、小径歯車4
9、大径歯車50等により真円度測定等の場合に
プローブ10を回転させる回転手段としての回転
装置51が構成される。 A motor 48 is mounted inside the spindle 9 with a bracket 47 facing downward, and an output shaft 48A of the motor 48 is provided with a small diameter gear 49. A large diameter gear 50 that meshes with the small diameter gear 49 is provided at the upper end of the central shaft 32,
The rotational driving force of the motor 48 is transmitted to the central shaft 32 via a small diameter gear 49 and a large diameter gear 50 while being decelerated. These motors 48, small diameter gears 4
9. The large-diameter gear 50 and the like constitute a rotating device 51 as a rotating means for rotating the probe 10 in the case of roundness measurement, etc.
第1図において、コンピユータで制御される前
記移動機構により前記載物台3に取付けられた測
定対象物4と測定機本体11のスピンドル9に装
着されたプローブ10とが三次元的に移動変位せ
しめられる。コンピユータのプログラムによる次
の計測工程が第3図で示された真円度等の測定用
プローブ10を用いて行う場合には、前の計測工
程を行つているときに前記測定子位置調整装置に
より測定子18の位置を所定のものに変更調整し
ておく。 In FIG. 1, the object to be measured 4 attached to the object table 3 and the probe 10 attached to the spindle 9 of the measuring machine main body 11 are moved and displaced three-dimensionally by the moving mechanism controlled by a computer. It will be done. When the next measurement process according to a computer program is performed using the probe 10 for measuring roundness, etc. shown in FIG. The position of the probe 18 is changed and adjusted to a predetermined position.
即ち第3図において、次の計測工程が真円度等
の測定であるとの信号が三次元測定機の制御装置
から出力されると、前記電磁クラツチ29が接続
され駆動手段30としてのモーター27が回転駆
動する。これにより前記位置変更機構16が作動
せしめられ、回転する前記ねじ軸21のねじ送り
作用により検出ユニツト17、測定子18がプロ
ーブ本体15の径方向に直線的に移動せしめられ
る。この移動量は前記ロータリーエンコーダ31
で検出され、測定子18等の直線移動量が真円度
等が測定される測定対象物4の穴の口径等に適合
したものになると、前記制御装置からの信号によ
りモーター27の回転駆動は停止し、且つ電磁ク
ラツチ29の接続状態は断たれる。 That is, in FIG. 3, when a signal indicating that the next measurement step is to measure roundness, etc. is output from the control device of the coordinate measuring machine, the electromagnetic clutch 29 is connected and the motor 27 as the drive means 30 is connected. drives the rotation. As a result, the position changing mechanism 16 is actuated, and the detection unit 17 and the probe 18 are linearly moved in the radial direction of the probe body 15 by the screw feeding action of the rotating screw shaft 21. This amount of movement is determined by the rotary encoder 31
When the amount of linear movement of the contact point 18 etc. matches the diameter of the hole in the object 4 to be measured for roundness etc., the rotational drive of the motor 27 is stopped by a signal from the control device. The motor stops and the electromagnetic clutch 29 is disconnected.
このように測定子18の位置は測定対象物4の
穴の口径等に適合したものに変更されるため、ス
ピンドル9に装着されるプローブの数を複数とし
て穴の口径等に応じ測定子を選択するということ
は不要になる。また測定子18はプローブ10が
プローブストツカ13に待機している間に位置変
更され、測定子18の位置変更工程は前の計測工
程が行われている間に実施されてこれらの工程を
並行して同時に行えるため測定作業時間を短縮化
できる。 In this way, the position of the probe 18 is changed to match the diameter of the hole in the object to be measured 4, so the number of probes attached to the spindle 9 is multiple and the probe is selected according to the diameter of the hole. It becomes unnecessary to do so. Further, the position of the measuring head 18 is changed while the probe 10 is waiting in the probe stocker 13, and the position changing process of the measuring head 18 is carried out while the previous measurement process is being performed, so that these processes are performed in parallel. and can be performed simultaneously, reducing measurement work time.
前の計測工程が終了すると前記載物台3がY軸
方向へ移動してスピンドル9の下方位置まで前記
プローブストツカ13が移動せしめられる。また
前記スライダ7がX軸方向へ移動してスピンドル
9も下降し、第2図で示されたエアーシリンダ4
0にエアー圧力が供給されることによる前記プロ
ーブ着脱装置44の作動でプローブ10がスピン
ドル9から取外されてプローブストツカ13の位
置でけられた所定位置に収納支持される。この後
スピンドル9は上昇し、またスライダ7はX軸方
向へ移動し、スピンドル9の位置が測定子18の
位置変更が終了している前記真円度等の測定用プ
ローブ10の真上に達すると、スピンドル9は下
降してプローブ着脱装置44によりこのプローブ
10がスピンドル9に装着支持される。 When the previous measurement step is completed, the document table 3 is moved in the Y-axis direction, and the probe stocker 13 is moved to a position below the spindle 9. Furthermore, the slider 7 moves in the X-axis direction and the spindle 9 also descends, causing the air cylinder 4 shown in FIG.
The probe 10 is removed from the spindle 9 by actuation of the probe attachment/detachment device 44 by supplying air pressure to the probe stocker 13, and is housed and supported at a predetermined position at the probe stocker 13. After this, the spindle 9 rises, and the slider 7 moves in the X-axis direction, and the position of the spindle 9 reaches directly above the probe 10 for measuring roundness, etc., where the change in the position of the measuring stylus 18 has been completed. Then, the spindle 9 is lowered and the probe 10 is mounted and supported on the spindle 9 by the probe mounting/detaching device 44.
次いで前記移動機構の作動により真円度等が測
定される測定対象物4の穴等の中心軸線とスピン
ドル9の中心軸線とが一致するまでプローブ10
は移動変位し、測定子18が測定対象物4の測定
面に接触した後に前記回転装置51が駆動され
る。この結果、プローブ10は垂直なスピンドル
9の軸線を中心に回転し、測定子18の傾動量に
応じてアナログ信号を出力する前記検出ユニツト
17により真円度等が計測される。 Next, by operating the moving mechanism, the probe 10 is moved until the center axis of the hole, etc. of the object 4 to be measured, whose roundness etc. are to be measured, coincides with the center axis of the spindle 9.
is moved and displaced, and after the measuring stylus 18 comes into contact with the measuring surface of the measuring object 4, the rotating device 51 is driven. As a result, the probe 10 rotates around the axis of the vertical spindle 9, and the roundness and the like are measured by the detection unit 17 which outputs an analog signal in accordance with the amount of tilt of the probe 18.
なお、この真円度等の測定はスピンドル9の内
部に回転装置51を設けず載物台3に測定対象物
4を載せるターンテーブルを設けることにより行
つてもよい。 Note that the measurement of roundness and the like may be performed by not providing the rotating device 51 inside the spindle 9 but by providing a turntable on which the object to be measured 4 is placed on the stage 3.
真円度等の測定が終了すると、プローブ10は
プローブストツカ13の対応位置づけられた所定
位置に前記移動機構の作動により収納支持され
る。 When the measurement of roundness, etc. is completed, the probe 10 is stored and supported at a corresponding predetermined position of the probe stocker 13 by the operation of the moving mechanism.
以上において、三次元測定機のスピンドル9に
真円度等の測定用プローブ10を装着できるよう
にすると、三次元測定機は従来の真円度等測定機
と同じ機能を有するとともに、複数の座標位置を
検出してこれを演算処理し真円度等を測定する方
式に比べ、測定時間を大幅に短縮でき、かつ連続
したアナログ信号を得られるという利点がある。 In the above, if the probe 10 for measuring roundness, etc. can be attached to the spindle 9 of the coordinate measuring machine, the coordinate measuring machine has the same functions as the conventional measuring machine for roundness, etc., and can also handle multiple coordinates. Compared to a method that detects the position and processes it to measure roundness, etc., this method has the advantage of significantly shortening the measurement time and obtaining a continuous analog signal.
また、真円度等の測定用プローブ10には長さ
の長い前記ねじ軸21を取付けることができ、測
定子18に大きな直線移動量を与えることができ
るため、径が小さな穴等から径が大きな穴等まで
1つのプローブ10で真円度等を測定でき、プロ
ーブ10の適用範囲が拡大される。このため、三
次元測定機で測定可能な測定対象物4の範囲が拡
大されるとともに、前述の通りスピンドル9に装
着するプローブの数を複数とすることは不要にな
り、スピンドル9に作用するプローブの重量の減
少により三次元測定機の構造の強度を高める必要
性をなくすことができる。 In addition, the long screw shaft 21 can be attached to the probe 10 for measuring roundness, etc., and a large linear movement amount can be given to the probe 18. The circularity etc. of even large holes can be measured with one probe 10, and the scope of application of the probe 10 is expanded. Therefore, the range of the object 4 to be measured that can be measured by the coordinate measuring machine is expanded, and it is no longer necessary to attach a plurality of probes to the spindle 9 as described above, and the probes acting on the spindle 9 The reduction in weight eliminates the need to increase the strength of the structure of the coordinate measuring machine.
更に、プローブ10の前記位置変更機構16を
作動させる前記駆動手段30は前記プローブスト
ツカ13に取付けられ、プローブ10には設けら
れていないため、その分スピンドル9に作用する
プローブ10の重量を減少させることができると
ともに前記位置変更機構16を大型化できるよう
になり、この点においても測定子18の位置変更
可能範囲を拡大してプローブ10の適用範囲を広
げることができる。またプローブ10による測定
作業が行われているときはプローブ10と駆動手
段30とは分離した状態になつているため、駆動
手段30の発熱等の悪影響が測定作業中のプロー
ブ10に及ぶのを防止できる。 Further, since the driving means 30 for operating the position changing mechanism 16 of the probe 10 is attached to the probe stocker 13 and is not provided on the probe 10, the weight of the probe 10 acting on the spindle 9 is reduced accordingly. In addition, the size of the position changing mechanism 16 can be increased, and in this respect as well, the range in which the position of the probe 18 can be changed can be expanded, and the range of application of the probe 10 can be expanded. Furthermore, when the probe 10 is performing measurement work, the probe 10 and the driving means 30 are separated, so that adverse effects such as heat generation from the driving means 30 are prevented from reaching the probe 10 during the measurement work. can.
以上に加えて、前記プローブストツカ13は載
物台3に設けられ、且つプローブ着脱装置44は
測定機本体11の構成部材であるスピンドル9に
設けられているため、プローブ10の交換作業を
前記移動機構の三次元作動を利用して行えるよう
になり、また、プローブ着脱装置44はスピンド
ルの内部に設けられているため、デツドスペース
を有効に利用してプローブ着脱装置44の配置を
行え、省スペース化を実現できる。 In addition to the above, since the probe stocker 13 is provided on the stage 3 and the probe attachment/detachment device 44 is provided on the spindle 9, which is a component of the measuring machine main body 11, the replacement work of the probe 10 can be performed as described above. This can be done by using the three-dimensional operation of the moving mechanism, and since the probe attachment/detachment device 44 is provided inside the spindle, the probe attachment/detachment device 44 can be placed effectively using dead space, saving space. can be realized.
前記プローブストツカ13に収納支持されるプ
ローブは測定子の位置が変更されるものとされな
いものの両方であつてもよい。またプローブ着脱
装置44の構造は本実施例に限定されず、任意な
ものでよい。 The probe stored and supported in the probe stocker 13 may be one in which the position of the probe is not changed, or one in which the probe position is not changed. Further, the structure of the probe attaching/detaching device 44 is not limited to this embodiment, and may be any arbitrary structure.
本実施例におけるプローブは真円度等の測定用
のものであつたため、前記検出ユニツトは連続し
たアナログ信号を出力する検出部を有するもので
あつたが、この検出ユニツトは測定子が測定対象
物に接触し姿勢変化が生じたときにタツチ信号を
出力する検出部を含むものであつてもよい。即
ち、プローブは三次元測定機に取付けられる例え
ば光学的スケールによる変位検出器により測定対
象物の座標位置や長さ寸法等を測定するためのタ
ツチ信号プローブであつてもよく、要すれば測定
子が測定対象物に接触して姿勢変化が生じたとき
に出力信号を発生する検出部を含んで形成される
検出ユニツトを備えた測定信号発生器であればよ
い。また前記位置変更機構16を構成する前記保
持部材23に検出ユニツト17を固定的に取付け
るのではなく、着脱自在に取付ける構造とするこ
とにより、アナログ信号発生用の検出ユニツトと
タツチ信号発生用の検出ユニツトとを交換できる
ようにしてもよい。 Since the probe in this example was for measuring roundness, etc., the detection unit had a detection section that outputs a continuous analog signal. The sensor may include a detection unit that outputs a touch signal when a change in posture occurs due to contact with the object. That is, the probe may be a touch signal probe for measuring the coordinate position, length, etc. of the object to be measured using a displacement detector using an optical scale, for example, which is attached to a coordinate measuring machine, and if necessary, a measuring point. Any measurement signal generator may be used as long as the measurement signal generator includes a detection unit that includes a detection section that generates an output signal when a change in attitude occurs due to contact with the measurement target. In addition, the detection unit 17 is not fixedly attached to the holding member 23 constituting the position change mechanism 16, but is detachably attached, so that the detection unit for analog signal generation and the detection for touch signal generation can be combined. It may also be possible to make the unit interchangeable.
更に本発明はプローブを自動交換するタイプの
三次元測定機のみならず手動で交換するタイプの
三次元測定機にも適用でき、また三次元測定機は
本実施例のように自動送り型に限らず手動送り型
であつてもよい。 Furthermore, the present invention can be applied not only to a type of coordinate measuring machine in which the probe is automatically replaced, but also to a type in which the probe is replaced manually. It may also be a manual feed type.
更にまた本発明は測定対象物に対しプローブが
移動する三次元測定機、プローブに対し測定対象
物が移動する三次元測定機、及びこれらの両方が
移動する三次元測定機に適用でき、要すれば載物
台に載置された測定物と測定機本体に支持された
プローブとが移動機構により相対移動するもので
あればよい。 Furthermore, the present invention can be applied to a three-dimensional measuring machine in which a probe moves relative to an object to be measured, a three-dimensional measuring machine in which an object to be measured moves relative to a probe, and a three-dimensional measuring machine in which both of these move. For example, it is sufficient that the object to be measured placed on the stage and the probe supported by the measuring machine body are moved relative to each other by a moving mechanism.
本発明によれば、測定子の位置を変更調整でき
るようにしたため、1つのプローブで測定できる
穴の径等の範囲が拡大しプローブの適用範囲の拡
大により必要とされるプローブの数の減少を達成
でき、また、測定子の位置変更を計測工程中に行
えるため測定作業時間の短縮を実現できるように
なる。
According to the present invention, since the position of the probe can be changed and adjusted, the range of hole diameters etc. that can be measured with one probe is expanded, and the number of probes required is reduced by expanding the applicable range of the probe. In addition, since the position of the probe can be changed during the measurement process, it is possible to shorten the measurement work time.
特に本発明によれば、プローブストツカを載物
台に設け、且つプローブ着脱装置を測定機本体に
設けたため、移動機構の作動を利用してプローブ
交換を行えるようになり、従つて構造の簡単化を
達成でき、更にはプローブ着脱装置をスペースの
有効利用によつて配置することが可能になる。 In particular, according to the present invention, since the probe stocker is provided on the stage and the probe attachment/detachment device is provided on the measuring machine main body, the probe can be replaced using the operation of the moving mechanism, and the structure is therefore simplified. Furthermore, it becomes possible to arrange the probe attachment/detachment device by making effective use of space.
第1図は三次元測定機の全体斜視図、第2図は
第1図で示されたスピンドルの内部構造を示す断
面図、第3図はプローブストツカ周辺の構造を示
す一部断面側面図である。
3…載物台、4…測定対象物、9…スピンド
ル、10…プローブ、11…測定機本体、13…
プローブストツカ、15…プローブ本体、16…
位置変更機構、18…測定子、29…電磁クラツ
チ、30…駆動手段、44…プローブ着脱装置、
51…回転手段である回転装置。
Figure 1 is an overall perspective view of the coordinate measuring machine, Figure 2 is a sectional view showing the internal structure of the spindle shown in Figure 1, and Figure 3 is a partially sectional side view showing the structure around the probe stocker. It is. 3... Stage, 4... Measurement object, 9... Spindle, 10... Probe, 11... Measuring machine main body, 13...
Probe stocker, 15... Probe body, 16...
Position change mechanism, 18... Measuring head, 29... Electromagnetic clutch, 30... Driving means, 44... Probe attachment/detachment device,
51...Rotating device which is a rotating means.
Claims (1)
に支持されたプローブとを三次元的に相対移動さ
せ、前記測定対象物の測定面と前記プローブの測
定子との相対移動変位量を検出し、この検出変位
量をデータ処理装置で所定処理して前記測定対象
物の寸法等を計測する三次元測定機において、 前記載物台に設けられてプローブを支持するプ
ローブストツカと、 前記測定機本体および載物台の少なくとも一方
に設けられて前記プローブと測定対象物とを相対
的に回転させる回転手段と、 前記測定子をプローブ本体に対して前記回転軸
線に直交する方向に移動させてその位置を変更す
る位置変更機構と、 前記プローブストツカに取付けられるととも
に、ストツカに支持されているプローブの位置変
更機構に連結されてこの位置変更機構を作動する
駆動手段と、 前記プローブストツカに支持されたプローブを
測定機本体に装着するプローブ着脱装置とを備え
たことを特徴とする三次元測定機。[Scope of Claims] 1. An object to be measured placed on a stage and a probe supported by a measuring machine body are moved relative to each other in three dimensions, so that the measurement surface of the object to be measured and the probe of the probe are moved relative to each other in three dimensions. In a three-dimensional measuring machine that detects the amount of displacement relative to the object and processes the detected amount of displacement in a predetermined manner with a data processing device to measure dimensions, etc. of the object to be measured, a probe is provided on the object table and supports the probe. a probe stocker that rotates the probe and the object to be measured relative to each other, which is provided on at least one of the measuring machine body and the stage; and a rotating means that rotates the probe and the object to be measured relatively; a position change mechanism that changes the position of the probe by moving it in a direction perpendicular to the probe position change mechanism; and a drive that is attached to the probe stocker and connected to the probe position change mechanism supported by the stocker and that operates the position change mechanism. A three-dimensional measuring machine, comprising: means; and a probe attaching/detaching device for attaching the probe supported by the probe stocker to a measuring machine main body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5508785A JPS61213624A (en) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | Three-dimensional measuring machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5508785A JPS61213624A (en) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | Three-dimensional measuring machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61213624A JPS61213624A (en) | 1986-09-22 |
| JPH0339609B2 true JPH0339609B2 (en) | 1991-06-14 |
Family
ID=12988940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5508785A Granted JPS61213624A (en) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | Three-dimensional measuring machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61213624A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0539450Y2 (en) * | 1987-02-19 | 1993-10-06 | ||
| JPH0539451Y2 (en) * | 1987-02-19 | 1993-10-06 | ||
| CN105953757B (en) * | 2016-05-31 | 2017-11-03 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | A kind of measurement machine clamp for measure batch |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56104210A (en) * | 1980-01-25 | 1981-08-19 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Shape instrumentation apparatus of linear body |
| JPS5868608A (en) * | 1981-10-20 | 1983-04-23 | Toyoda Mach Works Ltd | Device for measuring hole diameter |
| JPS60224005A (en) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Three-dimensional automatic measuring machine |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP5508785A patent/JPS61213624A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61213624A (en) | 1986-09-22 |
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