JPH048329Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、三次元測定機のＺスピンドル移動装
置に関し、特に、Ｚスピンドルのバランス手段と
駆動手段とを一体的に形成したものである。

〔従来の技術〕

載物台上面と平行なＸビームに移動可能に設け
られたＸスライダとこのＸスライダにＺ軸線方向
に移動可能に装着されたＺスピンドルとを有し、
Ｚスピンドルの先端側に取り付けられた測定子を
移動させつつワークに関与させてワーク寸法等を
測る三次元測定機が知られている。

従来の三次元測定機の一例を第３図、第４図を
もつて説明する。第３図において、測定対象物
（ワーク）を載置する載物台１とＹガイドレール
２および載物台１上面をＹ軸方向に移動可能とさ
れた一対のＹスライダ３Ｒ，３Ｌと両Ｙスライダ
３Ｒ，３Ｌに立設された一対の支柱４Ｒ，４Ｌと
支柱４Ｒ，４Ｌの上端側に渡架されたＸ軸線方向
に伸びるＸビーム５と、このＸビーム５に沿つて
移動可能とされたＸスライダ６とこのＸスライダ
６に取り付けられたＺスピンドル１０をＺ軸線方
向に移動可能に支持するＺコラム９と、Ｚスピン
ドル１０の先端側に支持されたタツチ信号プロー
ブ７（８が測定子である）とＹスライダ３Ｒ，３
Ｌの移動手段、Ｘスライダ６の移動手段およびＺ
スピンドル１０の移動手段とから三次元測定機が
構成されていた。ここに、Ｚスピンドル１０の移
動手段は第４図に示す如くＸスライダ６にＺスピ
ンドル１０を大きなストロークで移動させるに十
分な高さをもつ支持架台２２を立設するとともに
その上端部にプーリ２４を回転可能に取り付け、
プーリ２４に巻回させたひも状部材２９の一端に
スピンドル１０を固定しかつその他端にカウンタ
ウエイト２７を固定した構造とされていた。従つ
て、スピンドル１０を手動で上下動させればカウ
ンタウエイト２７を含み形成されたウエイトバラ
ンス手段の作用によつて弱力で測定子８をＺ軸線
方向に円滑移動させることができた。また、Ｚス
ピンドル１０またはカウンタウエイト２７に直結
されたモータ等を含む駆動手段（図示省略）を連
結させることによつて移動手段を構成しＺスピン
ドル１０を自動的に移動させることもできた。し
かして、かかるＺスピンドル１０の移動手段と前
記ＸスライダおよびＹスライダの各移動手段との
協働により測定子８を三次元方向に移動させつつ
ワーク寸法等を測ることができた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記従来のＺスピンドルの移動手段に
は次のような問題点を有していた。

すなわち、検査ないし生産能率の向上から測定子
８の移動を自動化したいわゆるCNC三次元測定
機が望まれ、半面において多種多様の形態をもつ
ワークにも適応させるべくＺスピンドル１０等を
手動で移動させるいわゆるフローテイング移動も
できることが望まれている。また、測定精度の高
度化が要請されている。従つて、Ｚスピンドル１
０の移動手段には負荷軽減等のために、カウンタ
ウエイト方式やエアシリンダ方式等のバランス手
段と自動駆動するための駆動手段とを併設する必
要がある。しかし、両手段を別個独立に設けると
構造が複雑となり経済面で不利となるばかりかＸ
ビーム５等に加わる荷重が増大するので測定精度
上も好ましくない。一方、第４図に示したプーリ
２４にモータを連結させて両手段を一体的に構成
することも考えられるが、この場合には、前述の
通りプーリ２４の設置位置が高所であるために駆
動手段の重心が高くなり、Ｘスライダ６やＹスラ
イダ３Ｒ，３Ｌを自動移動させたときにＸスライ
ダ６、支柱４Ｒ，４Ｌ等に過大なモーメントが加
わり測定子８の３軸線方向の案内精度が低下する
という問題を生じた。また、駆動手段、支持架台
２２等との固有振動数の関係からＸおよびＹ軸線
方向の高速移動ができないという問題も誘発し
た。

さらに、Ｚスピンドル１０にボールネジを利用
した駆動手段を連結させる構成の場合にはフロー
テイング移動への切換機構が複雑となり、経済
面、重量面で不利を招いた。かくして、高精度、
軽量化、経済性、高速化等の要求を全て満足する
ことのできるバランス手段と駆動手段とを併設し
たＺスピンドル１０の移動装置の開発が強く望ま
れていた。

本考案は、かかる事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは構造簡単で自動、手動の
切換が容易かつ高精度測定を保障することのでき
る三次元測定機のＺスピンドル移動装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、載物台上面と平行なＸビームに移動
可能に設けられたＸスライダとこのＸスライダに
Ｚ軸線方向に移動可能に装着されたＺスピンドル
とを有し、Ｚスピンドルの先端側に取り付けられ
た測定子を移動させつつワークに関与させてワー
ク寸法等を測る三次元測定機において、 前記Ｘスライダに支持架台を立設するとともに
この支持架台の上端部に第１のプーリと第２のプ
ーリとを回転自在に取り付け、回転駆動手段に連
結された駆動プーリを第１および第２のプーリの
下方側において支持架台またはＸスライダに回転
可能に取り付け、ひも状部材を第１のプーリ、駆
動プーリおよび第２のプーリの順序に渡設すると
ともにその一端に前記スピンドルを固定しかつそ
の他端にカウンタウエイトを固定し、該回転駆動
手段を作動させることにより前記スピンドルをＺ
軸線方向に移動させるように構成し前記目的を達
成する。

〔作用〕

上記構成による本考案では、各プーリ間に渡設
されたひも状部材を回転駆動手段に連結された駆
動プーリを回転させることによつて移動させれば
ＺスピンドルをＺ軸線方向に迅速かつ円滑に移動
することができる。

〔実施例〕

本考案に係る三次元測定機のＺスピンドル移動
装置の好適な実施例を第１図および第２図に基づ
いて詳細に説明する。

なお、三次元測定機は前出第３図に示したもの
と同一につきその説明を省略する。

この実施例のＺスピンドル移動装置は、バラン
ス手段２０と回転駆動手段３０とを備えＺスピン
ドル１０をＺコラム９に対してＺ軸線方向（第１
図で上下方向）に自動的に往復移動するものと構
成されている。

Ｚスピンドル１０は、Ｘスライダ６と一体的な
支持部材１３に係止されたエアベアリング１２に
よつて摺動自在に支持されている。Ｘスライダ６
も図示しないエアベアリングを介しＸビーム５に
摺動自在に支持されている。Ｚスピンドル１０の
先端側には測定子８を有するタツチ信号プローブ
７が固定されている。

バランス手段２０は、Ｚスピンドル１０の駆動
負荷を軽減するためのもので、ウエイトバランス
方式として形成されている。第１図において、Ｘ
スライダ６には支持架台２２が立設され、この支
持架台２２は測定子８（Ｚスピンドル１０）のＺ
軸線方向の大きな移動ストロークを確保するため
に十分な高さとされている。支持架台２２の上端
部に固定されたブラケツト２３ｕには、軸線が平
行な第１のプーリ２４と第２のプーリ２５とが回
転自在に装着されている。また、支持架台２２の
下端部に取り付けられたブラケツト２３ｄには第
３のプーリ２６が前記両プーリ２４，２５の軸線
と平行な軸線を持つものとして回転自在に取り付
けられている。第３のプーリ２６は両プーリ２
４，２５よりも図で下方側に配設することが重要
である。この意味において第３のプーリ２６はＸ
スライダ６に回転自在に支持させてもよい。これ
らプーリ２４，２５，２６には、ひも状部材であ
るベルト２９が図示の如く渡設され、その一端に
はＺスピンドル１０が固定されるとともに、その
他端にはＺスピンドル１０（タツチ信号プローブ
７を含む）の重量と等しい重量のカウンタウエイ
ト２７が固定されている。カウンタウエイト２７
は支持架台２２と一体的に形成された案内枠２８
に振れ止め案内されている。従つて、Ｚスピンド
ル１０を下方側に引き降ろすと第１のプーリ２
４、第２のプーリ２５は時計回転方向に第３のプ
ーリ２６は反時計回転方向に回転し、カウンタウ
エイト２７を持ち上げる。ここに、Ｚスピンドル
１０はエアベアリング１２で低摩擦抵抗案内され
かつカウンタウエイト２７によつてウエイトバラ
ンスされているので軽微な力でＺスピンドル１０
を移動させることができる。Ｚスピンドル１０に
移動力を加えない常態においてはＺスピンドル１
０は静止したままである。ただし、測定便宜のた
めカウンタウエイト２７に対しＺスピンドル１０
（タツチ信号プローブ７を取り付けた状態）の重
量をやや重くしておいてもよい。

次に、回転駆動手段３０は、前記第３のプーリ
２６と兼用する駆動プーリをモータ３３で回転駆
動するものである。モータ３３はＸスライダ６に
固定された保持板３２に取り付けられ、駆動プー
リ（第３のプーリ２６）と軸３６およびクラツチ
３４を介し連結されている。従つて、クラツチ３
４を作動させるとモータ３３で駆動プーリ２６を
回転させることができ、不作動とすると駆動プー
リ（第３のプーリ２６）はブラケツト２３ｄに回
転自在となる。すなわち、Ｚスピンドル１０のフ
ローテイング移動が可能となる。ここにバランス
手段２０と回転駆動手段３０は構成要素を共用し
一体的に構成されていることが理解される。

なお、Ｚスピンドル１０、バランス手段２０お
よび回転駆動手段３０をカバー１４で密閉外装し
てＺコラム９が形成されている。

次に作用を説明する。

（フローテイング移動） 回転駆動手段３０を形成するクラツチ３４を不
作動としておく。すると第３のプーリ２６はブラ
ケツト２３ｄに回転自在となるので、Ｚスピンド
ル１０またはタツチ信号プローブ７を把持して移
動力を加えればバランス手段２０の作用により軽
微、円滑にＺスピンドル１０をＺ軸線方向に移動
させることができる。

（自動移動） クラツチ３４を作動させモータ３３と駆動プー
リ（第３のプーリ２６）とを機械的に連結させて
おく。ここで、図示省略のコントローラからの自
動的な指令信号あるいは遠隔スイツチを操作して
モータ３３を回転させるとバランス手段２０と協
働の下に回転駆動手段３０でＺスピンドル１０を
Ｚ軸線方向に自動移動させることができる。

なお、Ｘスライダ６、Ｙスライダ３Ｒ，３Ｌの
当該軸線方向への移動と測定子８とワークとの関
与による測定工程については従来の場合と変わり
はないので説明を省略する。

しかして、この実施例によれば、バランス手段
２０と回転駆動手段３０とが併設されているので
微力で円滑にＺスピンドル１０をＺ軸線方向に自
動的に移動させることができる。

また、回転駆動手段３０はクラツチ３４を含み
形成されているので自動運転とフローテイング運
転とを迅速かつ正確に切り替えることができる。

特に、バランス手段２０と回転駆動手段３０と
に共用される第１および第２のプーリ２４，２５
に対し、駆動プーリを兼ねる第３のプーリ２６が
それらの下方側に設けられているので支持架台２
２の高さを大きくして測定子８（Ｚスピンドル１
０）の移動ストロークを非常に大きく選定するこ
とができる。また、Ｘスライダ６、Ｙスライダ３
Ｒ，３Ｌの駆動時にも振動問題を生じさせずかつ
支柱４Ｒ，４Ｌ等に過大なモーメントを加えるこ
ともないので高精度測定を保障することができ
る。

さらに、両手段２０，３０は各構成要素をほと
んど共用化して形成されているので構造簡単で経
済的に有利である。全体重量も小さいのでＸビー
ム５に加わる荷重が軽減され、三次元測定機全体
としての経済的、精度的効果を助長する。

さらに、駆動プーリ２６とベルト２９とは、Ｚ
スピンドル１０、カウンタウエイト２７の重量に
より押圧密接されているので、格別の加圧手段を
設けることなく正確な移動を達成することができ
る。一方、Ｚスピンドル１０あるいはカウンタウ
エイト２７側が過負荷となつても駆動プーリ２６
とベルト２９との間にすべりが生じるので回転駆
動手段３０等にダメージを引起こさせることがな
い。

なお、以上の実施例では、バランス手段２０は
ウエイトバランス方式とされていたが、エアシリ
ンダによるバランス方式としてもよく、また、回
転駆動手段３０はモータ駆動方式としたが、エア
モータ等他の駆動方式としてもよい。

同様に、ひも状部材はベルト２９に限らずロー
プやチエーン等であつてもよい。三次元測定機の
型式も不問である。

〔考案の効果〕

本考案は、バランス手段と回転駆動手段とを構
成要素を共用化して一体化形成するとともに駆動
手段を低位置に配設した構成であるから、構造簡
単かつ経済的であり、Ｚスピンドルの円滑移動と
ともに高精度測定を保障できるという優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る三次元測定機のＺスピン
ドル移動装置の一実施例を示す要部の側断面図、
第２図は同じく回転駆動手段の正面図、第３図は
従来の三次元測定機の外観斜視図および第４図は
従来のバランス手段の構成図である。 １……載物台、５……Ｘビーム、６……Ｘスラ
イダ、８……測定子、１０……Ｚスピンドル、２
０……バランス手段、２２……支持架台、２４…
…第１のプーリ、２５……第２のプーリ、２６…
…駆動プーリを兼ねる第３のプーリ、２７……カ
ウンタウエイト、２９……ひも状部材であるベル
ト、３０……回転駆動手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 載物台上面と平行なＸビームに移動可能に設け
   られたＸスライダとこのＸスライダにＺ軸線方向
   に移動可能に装着されたＺスピンドルとを有し、
   Ｚスピンドルの先端側に取り付けられた測定子を
   移動させつつワークに関与させてワーク寸法等を
   測る三次元測定機において、 前記Ｘスライダに支持架台を立設するとともに
   この支持架台の上端部に第１のプーリと第２のプ
   ーリとを回転自在に取り付け、回転駆動手段に連
   結された駆動プーリを第１および第２のプーリの
   下方側において支持架台またはＸスライダに回転
   可能に取り付け、ひも状部材を第１のプーリ、駆
   動プーリおよび第２のプーリの順序に渡設すると
   ともにその一端に前記Ｚスピンドルを固定しかつ
   その他端にカウンタウエイトを固定し、該回転駆
   動手段を作動させることにより前記Ｚスピンドル
   をＺ軸線方向に移動させるように構成したことを
   特徴とした三次元測定機のＺスピンドル移動装
   置。