JPH0354763B2 - - Google Patents

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係り、特に基台と
支柱および／または支柱と梁との結合構造の改良
に関する。

［背景技術］ 従来、基台上に載置された被測定物にタツチ信
号プローブを三次元的に接触させ、このプローブ
の動きから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。このような測定機では、基台
に支柱を走行可能に設けたり、或いは、走行不能
に固定し、この支柱にタツチ信号プローブを保持
するスライダを案内するための梁を横架した構造
とされている。

この場合、基台および梁は、タツチ信号プロー
ブを所定精度で直線状に移動させる基準面となる
ため、熱的変形が少なく、打痕が残らず、不錆性
である点から、天然石材やセラミツクスを採用す
るのが得策である。一方、支柱は、その強度およ
び靭性を確保し、かつ、軽量化を図る点から、一
般には鋼材とするのが望ましい。

しかし、このような材質の組合せは、両者の結
合手段が技術的に困難であることから、採用が見
送られることが多い。これは、このような材質の
組合せにおける従来の結合手段が、石材等に穿孔
し、この孔内に埋込みナツト等を固定し、このナ
ツトと支柱とをボルト締する構造であつたから、
石材等の加工が高価となるばかりでなく、機械的
強度に不安があつたためである。更に説明する
と、ラフな孔加工をすると埋込みナツトと孔との
隙間が大きくなり、接着剤の介在量が多量になつ
て接着剤部分から被断する可能性があり、一方、
隙間を小さくするために孔加工を精密にすること
は加工性の悪い石では加工コストがかさむからで
ある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、三次元測定機における基台と
支柱および／または支柱と梁との結合にあたり、
安価で機械的強度の大きい構造を提供するにあ
る。

［発明の構成］ 本発明は、基台および／または梁を天然石材、
セラミツクス等の石様部材で形成するとともに、
支柱を金属材で形成し、前記石様部材からなる基
台および／または梁の支柱側端面近傍に、支柱側
端面に貫通するとともに内部に金属製の締付金具
を収納できる空洞部を設け、この空洞部内に収納
された締付金具と支柱とを前記空洞部に貫通する
貫通孔を介してボルト等の適宜な手段で連結し、
これらの締付金具およびボルトにより基台およ
び／または梁と支柱とを固定するようにし、これ
により従来の孔明け後の接着等の作業性の悪さを
解消して価格の低下を図るとともに、軸方向への
締付けによる接着部からのはがれによる強度的不
安をなくし、前記目的を達成しようとするもので
ある。

［実施例の説明］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

全体構成を示す第１図および第２図において、
天然石材、セラミツクス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上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１
０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の案内部材の基台１０への固定構造は、第３図
に示されるように、基台１０に設けられた盲孔１
３内に接着固定された固定金具１４のねじ孔１５
に第１の案内部材１１あるいは第２の案内部材を
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
および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。

前記水平出し治具３０は、第４図に示されるよ
うに、側面略凹字状に形成されたベース３１と、
このベース３１内に摺動自在に収納され上面に傾
斜面３２を形成された摺動片３３と、前記ベース
３１の立上り部に進退可能にねじ込まれ前記摺動
片３３をベース３１の底面に沿つて進退させるボ
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３２に係合する傾斜面３５を有しか
つ前記基台１０の下面に当接された当接片３６と
から構成され、前記ボルト３４をまわすことによ
り両傾斜面３２，３５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。

前記第１の案内部材１１の両側位置には、複数
対例えば３対以上、実際には16ないし32対程度の
曲がり矯正手段４０が配置され、第１の案内部材
１１の真直度が出せるようになつている。この曲
がり矯正手段４０は、第５図に示されるように、
基台１０の上面に形成された溝１７の側面に接着
固定されるとともにこの固定面とは反対側の面に
傾斜面４１を有する固定片４２と、この固定片４
２の傾斜面４１に係合される傾斜面４３を有する
とともにこの傾斜面４３とは反対側において第１
の案内部材１１のＸ軸方向移動規制用平行案内面
１８に当接される垂直面４４を有する可動片４５
と、前記基台１０に形成された盲孔１９内に接着
固定されるとともに中心にねじ孔４６を有する固
定金具４７と、前記可動片４５を貫通して固定金
具４７のねじ孔にねじ込まれるボルト４８とから
構成され、ボルト４８のねじ込み量を調整するこ
とにより、傾斜面４１と傾斜面４３との係合位置
を変化させて垂直面４４により平行案内面１８を
押圧して第１の案内部材１１の真直度を矯正でき
るようになつている。

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
向される比較的大型のエアベアリング５３が設け
られ、更に、平行案内面２０の下側の案内面２０
に対向されるエアベアリング５４がブラケツト５
５を介して取付けられ、これらの各エアベアリン
グ５１，５３，５４によりテーブル５０は基台１
０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。

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６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６
４に移動可能に螺合されるとともにブラケツト６
５を介してテーブル５０に固定されたナツト部材
６６と、から構成され、モータ６２の駆動により
テーブル５０を駆動でき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。

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。

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金属製の締付金具２３
に貫孔２４を貫通してねじ込まれるボルト２５に
より行われている。これらの支柱９０は夫々鉄等
の金属から形成されるとともに、これらの支柱９
０の上端間には前記基台１０と同様な石様部材か
らなる梁１００が横架固定されている。この梁１
００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１
０３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。

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、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。

前記梁１００の後方には、第２図に示されるよ
うに、スライダ１１０をＺ軸方向に駆動するため
のＸ軸方向駆動機構１２０が設けられている。こ
のＸ軸方向駆動機構１２０は、一方の支柱９０上
に支持されたモータ１２２、このモータ１２２に
より回転駆動されるボールねじ軸からなる送りね
じ軸１２４、この送りねじ軸１２４に軸方向移動
可能に螺合されるとともにスライダ１１０に軸方
向移動不可能かつ半径方向移動容易に連結された
ナツト部材１２９等から構成され、前記モータ１
２２を回転させることによりスライダ１１０をＸ
軸方向に駆動でき、このスライダ１１０の移動量
は前記スケール１０６とこのスケール１０６に対
向してスライダ１１０に設けられた光学式等の検
知器（図示せず）により計測されるようになつて
いる。また、ナツト部材１２９の回り止めをスラ
イダ１１０でなく被移動部材側構造である梁１０
０で支持することにより、スライダ１１０に加わ
る回転方向の力をなくし、スライダ１１０に支持
される測定子部の測定精度への影響をなくすよう
になつている。

前記スライダ１１０は、梁１００にエアベアリ
ングを介して支持されるともに、内部にＺ軸構造
物１８０を備えている。このＺ軸構造物１８０は
スライダ１１０にエアベアリングを介して上下方
向即ちＺ軸方向移動自在に設けられるとともに、
図示しない送りねじ軸、モータ等からなるＺ軸方
向駆動機構によりＺ軸方向に自動送りされるよう
になつている。また、Ｚ軸構造物１８０は、回転
可能なＺスピンドル２２０を備え、このＺスピン
ドル２２０の下端に設けられたプローブ取付用孔
にはプローブホルダ２５０を介して測定子２８１
を有するタツチ信号プローブ２８０が取付けられ
ている。

前記テーブル５０上には、その一端側即ち第１
図中右奥側にプローブストツカ２９０が設けられ
ている。このプローブストツカ２９０は、保持台
２９１を介してテーブル５０と所定間隔をおいて
取付けられた保持板２９３（第２図参照）を備
え、この保持板２９３にはテーブル５０の他端側
即ち第１図中、左手前側に向つて開口された多数
Ｕ字状の切欠部２９２が設けられ、これらの切欠
部２９２には所定のタツチ信号プローブ２８０を
有するプローブホルダ２５０が、所定の取付姿勢
で載置支持されている。

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。

次に、本実施例の作用につき説明する。

テーブル５０をＹ軸方向駆動機構６０により駆
動し、Ｚスピンドル２２０の下方にプローブスト
ツカ２９０を位置させ、この状態でスライダ１１
０およびＺ軸構造物１８０をＸおよびＺ軸方向に
移動させてＺスピンドル２２０の下端にプローブ
ストツカ２９０上の所定のプローブホルダ２５０
を挿入固着する。このプローブホルダ２５０のＺ
スピンドル２２０への取付けは、Ｚスピンドル２
２０内に設けられた図示しないプローブ着脱機構
により行われる。

ついで、テーブル５０を後退させれば、プロー
ブホルダ２５０がプローブストツカ２９０から外
れ、タツチ信号プローブ２８０による測定が可能
な状態となる。この状態で、Ｚ軸構造物１８０ス
ライダ１１０およびテーブル５０を制御装置３１
０からのの指令によりＺ，Ｘ，Ｙ軸方向に移動さ
せながらタツチ信号プローブ２８０の測定子２８
１を被測定物３２０の被測定個所に順次当接させ
て被測定物３２０の形状測定を行い、制御装置３
１０の表示部３１１に表示させ、かつ、プリント
アウトさせる。

上述のような本実施例によれば石様部材からな
る基台１０および梁１００と金属からなる支柱９
０とを結合するにあたり、石様部材側に設けられ
た孔２２，１０１に締付金具２３，１０２を挿入
するとともに、この締付金具２３，１０２を貫通
孔２４，１０３を介してボルト２５，１０４で連
結固定したから、ラフな精度の孔加工でも十分な
強度、かつ、精度で両部材を固定でき、強度的不
安のない構造を安価に提供できる。また、基台１
０、梁１００および支柱９０の結合を精度よく、
かつ、高い強度で行えることから、三次元測定機
としての精度維持上好適な石と金属との組合せを
用いることができ、測定精度の向上を図ることが
できる。更に、テーブル５０を可動として自動三
次元測定を行えるようにしたから、支柱側即ちタ
ツチ信号プローブ側をＸ、Ｙ、Ｚの三軸方向に動
かして自動測定する従来の構成に比べて移動部の
重量を軽減でき、この点からも精度の向上を図る
ことができ、かつ、テーブル５０の案内を石様部
材からなる第１、第２の案内部材１１，１２で行
うから、更に精度確保ができる。また、基台１０
および梁１００と支柱９０とを結合するボルト２
５，１０４は、孔２２，１０１側ではなく支柱９
０側からねじ込めるので、結合作業を容易に行う
ことができる。

尚、前記実施例においては、自動三次元測定機
として説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、通常の三次元測定機の支柱固定構造
にも適用できるものである。また、締付金具２
３，１０２は前記実施例のように略杵状に限ら
ず、途中にくびれのない単なる棒状としてもよ
く、その形状は限定されないものである。

但し、前記実施例のように略杵状等の途中にく
びれのある形状とすれば、孔２２，１０１の加工
精度が悪くてもくびれ部分が変形して締付金具２
３，１０２が孔２２，１０１内面に密着するの
で、十分な強度、精度で基台１０および梁１００
と支柱９０とを結合できる。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、石様部材製の基
台および／または梁と金属製支柱とを安価で機械
的強度を大きく結合できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜
射図、第２図はその一部を切欠いた正面図、第３
図乃至第５図は第２図の要部を示す拡大図、第６
図はＹ軸方向駆動機構の拡大側面図である。 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、２２，１０１……孔、２３，１０２……締付
金具、２４，１０３……貫孔、２５，１０４……
ボルト、５０……テーブル、６０……Ｙ軸方向駆
動機構、１００……梁、１１０……スライダ、１
２０……Ｘ軸方向駆動機構、１８０……Ｚ軸構造
物、２８０……タツチ信号プローブ、３２０……
被測定物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基台の両側に支柱を立設するとともに、これ
   らの支柱間に横架された梁に摺動自在なスライダ
   を介して測定子を有するＺ軸構造物を軸方向摺動
   自在に支持した三次元測定機において、前記基台
   および／または梁を天然石材、セラミツクス等の
   石様部材で形成するとともに、前記支柱を金属材
   で形成し、前記基台および／または梁の支柱側端
   面近傍に支柱側端面に貫通するとともに内部に金
   属製の締付金具を収納できる空洞部を設け、この
   空洞部内に収納された締付金具に前記空洞部に貫
   通する貫通孔を介して支柱側からボルトを螺合
   し、締付金具と支柱とをボルトで締付けて基台お
   よび／または梁と支柱とを固定したことを特徴と
   する三次元測定機。