JPH0548087Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は被測定物の形状等を計測する二次元或
いは三次元の多次元測定機に係り、特に被測定物
を載置する載置盤に対する測定子支持体の相対移
動案内を改良した多次元測定機に関し、載置盤の
被測定物載置用上面の有効面積を拡大する等に利
用できるものである。

［背景技術とその問題点］ 被測定物の表面に当接される測定子を有し、移
動機構に保持されたこの測定子と載置盤に載置さ
れた被測定物とを相対移動させることにより、こ
の相対移動変位量から被測定物の形状等を計測す
るようにした多次元測定機が知られており、測定
精度の高精度化、測定作業効率の向上等の利点を
有するため各種産業分野において広く使用されて
いる。

第７図はエアーベアリングを使用した従来の多
次元測定機を示し、この多次元測定機は載置盤を
固定状態とし測定子を移動させるタイプの三次元
測定機である。基台５１に載置盤５２が置かれ、
この載置盤５２に測定子支持体５３が載せられて
いる。測定子支持体５３は測定子５４をＸ軸方
向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させる移動機構を
構成するものであり、載置盤５２の上面にＹ軸方
向に配置固定された案内レール部材５５に沿つて
測定子支持体５３は移動自在になつている。測定
子支持体５３を構成する左右の支柱５６，５７の
上部にはＸ軸方向に横行部材５８が横断架設さ
れ、この横行部材５８にスライダ５９が摺動自在
に設けられ、スライダ５９にＺ軸方向即ち垂直方
向に移動自在に取付けられたスピンドル６０の下
端に測定子５４が設けられている。

測定子支持体５３はエアーベアリングにより載
置盤５２に対しＹ軸方向へ移動自在とされ、この
Ｙ軸方向への移動は案内レール部材５５に取付け
られた検出器６１で検出され、スライダ５９のＸ
軸方向への移動は横行部材５８に取付けられた検
出器６２で検出され、スピンドル６０のＺ軸方向
への移動はスライダ５９に取付けられた検出器６
３で検出される。以上の三次元移動を載置盤５２
の上面に載置された被測定物の表面に測定子５４
を接触させて行うことにより、この被測定物の形
状等が三次元測定される。

以上の従来技術においては、被測定物載置のた
めに高精度に仕上げ加工して基準面としている載
置盤５２の上面にＹ軸方向の基準面としての案内
レール部材５５を取付けているため、仕上げ加工
を高度に行わなければならない基準面を別個に設
けているという問題点があつた。また載置盤５２
の上面に案内レール部材５５を取付けるに際して
載置盤５２に対する案内レール部材５５の平行
度、垂直度等を確保しなければならないという問
題点もあり、三次元測定機の組立て、調整作業に
多くの手間と時間がかかり、経済的にも問題があ
つた。

更に、載置盤５２の上面に上方へ突出する案内
レール部材５５が取付けられるため、被測定物載
置のために利用できる載置盤５２の上面の有効面
積はこの案内レール部材５５及び案内レール部材
５５にまたがる支柱５７のために狭くなり、従つ
て測定作業を行える被測定物の大きさが制限さ
れ、また案内レール部材５５のために三次元測定
機の高さ寸法が大きくなつてしまう問題があつ
た。また載置盤５２の上面に被測定物を載置する
際、案内レール部材５５がこの載置作業の障害と
なり、被測定物の向きを変更してから載置盤５２
に載置しなければならない場合があつた。

以上に加えて、三次元測定機を案内レール部材
５５の配置側から操作することが困難で、操作位
置に制限が生じることの問題もあり、更に案内レ
ール部材５５にはＹ軸方向の変位量を検出する検
出器６１のスケール部材が取付けられ、このスケ
ール部材が被測定物載置作業の際に破損したり汚
れたりする等の危険性があつた。また、門型の前
記測定子支持体５３は載置盤５２に単に載置され
ているにすぎないため、測定子支持体５３に横方
向からの外力が加わると測定子支持体５３が転倒
する虞れもあつた。

［考案の目的］ 本考案は以上の如き従来の問題点に鑑みなされ
たもので、特に、２個の部材に精密加工により別
個の基準面を形成してこれらの部材を組合せても
高精度を確保することは困難であること、及びい
ずれにしても載置盤は被測定物載置のために高度
に仕上げ加工しなければならないことに鑑みなさ
れたものである。

本考案の目的は、載置盤自体を測定子支持体の
移動案内基準とすることにより載置盤の上面に案
内レール部材を設けることを不要とし、これによ
り組立て、調整等の作業性の改善を図り、また載
置盤の上面の有効面積の拡大、被測定物載置作業
の容易化、測定機取扱操作性の向上等を実現する
ことができ、更に前記測定子支持体として測定子
を保持した移動機構の各脚部に載置盤の側面と対
向するエアーベアリングを設けること等により、
測定子支持体に横方向からの外力に対する抵抗が
生じて測定子支持体が転倒する虞れのない多次元
測定機を提供するところにある。

［問題点を解決するための手段および作用］ このため本考案の構成は、載置盤に載置された
被測定物と移動機構に保持された測定子とを相対
移動させ、この相対移動変位量から被測定物の形
状等を計測する多次元測定機において、前記載置
盤を上面が水平となつた縦断面矩形とするととも
に、この載置盤を支持部材により基台に間隔を開
けて載せ、前記移動機構を、前記載置盤を左右か
ら挟む一対の脚部と、これらの脚部の上に垂直に
立つ支柱と、これらの支柱を前記載置盤の上方で
水平に連結し前記測定子の左右移動を案内する横
行部材とを含んで構成し、前記各脚部に前記載置
盤の前記上面及び鉛直側面と対向するエアーベア
リングを設けてこれらの脚部を載置盤に対し相対
移動自在とし、且つ前記各脚部を前記載置盤の下
面側を横断する連結部材により連結したことを特
徴とし、前記載置盤を移動案内基準部材として前
記移動機構の移動を行わせるようにしている。

［実施例］ 第１図は本実施例にかかわる多次元測定機の正
面図で、第２図はその側面図である。この多次元
測定機は三次元測定機である。測定子支持体１は
測定子２をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動
させる移動機構を構成するもので、その内側に載
置盤３が配置される。この載置盤３は石材から形
成された石定盤であり、第２図に示す通り長手方
向両側に支持部材４が取付けられている。この支
持部材４により載置盤３は基台５の上部に間隔を
開けて載せられている。

移動機構を構成する測定子支持体１は、第１図
の通り、載置盤３を左右から挟む一対の脚部８，
９と、これらの脚部８，９の上に垂直に立つ支柱
６，７と、これらの支柱６，７を載置盤３の上方
で水平のＸ軸方向（左右方向）に連結する横行部
材１０とを含んで構成されており、脚部８，９は
載置盤３と基台５との間の空間を挿通する連結部
材１１により連結されている。従つて測定子支持
体１は連結部材１１を含めると載置盤３を囲む正
面形状略四角枠状となつている。本実施例では前
記横行部材１０は石材により形成されており、こ
の横行部材１０にスライダ１２が摺動自在に取付
けられ、スライダ１２と一体化されているケース
１３の内部にスピンドル１４がＺ軸方向即ち上下
方向に移動自在に収納され、このスピンドル１４
の下端に前記測定子２が取付けられる。

載置盤３に対し脚部８，９が移動することによ
り測定子２はＹ軸方向へ移動し、スライダ１２が
横行部材１０に沿つて移動することにより測定子
２はＸ軸方向に移動し、スピンドル１４が上下方
向に移動することにより測定子２はＺ軸方向に移
動する。

載置盤３の第１図中右側側面３Ａには載置盤３
の長手方向に延びる突起部材１５が設けられ、こ
の突起部材１５に第２図の通りメインスケール１
６が取付けられている。メインスケール１６は第
３図で示されている通り前記脚部９に取付けられ
たスケール体１７と共に光学式検出器を構成する
ものであり、スケール体１７の内部にはメインス
ケール１６と対応するインデツクススケールや発
光素子、受光素子等が収納されており、脚部９が
第３図中左右方向に移動すると、発光素子から出
た光がメインスケール１６、インデツクススケー
ルのために光学波形となつて受光素子で受光さ
れ、これが電気信号に変換されて脚部９のＹ軸方
向移動量、即ち前記測定子２のＹ軸方向変位量が
計測されるようになつている。

第５図の通り前記横行部材１０には突起部材１
８が取付けられ、この突起部材１８に取付けられ
たメインスケール１９と前記スライダ１２に設け
られたスケール体２０とで前述と同様な構造のＸ
軸方向検出器が構成され、横行部材１０に沿つた
スライダ１２の移動による測定子２のＸ軸線方向
変位量はこの検出器によつて計測される。また第
６図の通り前記スピンドル１４の側面にはメイン
スケール２１が取付けられている。スライダ１２
と一体化されているケース１３の内部にはブロツ
ク２２が収納固定され、このブロツク２２にスケ
ール体２３が設けられている。前記メインスケー
ル２１はこのスケール体２３と共に前述と同様な
構造のＺ軸方向検出器を構成し、スピンドル１４
の上下移動により測定子２のＺ軸方向変位量がこ
の検出器によつて検出される。

なおスピンドル１４にはローラ２４，２５で案
内されて走行するワイヤー２６の一端が連結さ
れ、ワイヤー２６の他端にはバランスウエイト２
７が設けられ、スピンドル１４の重量はこのバラ
ンスウエイト２７で支持されている。また前記ブ
ロツク２２の上下には２個のローラ群２８，２９
が設けられ、これらのローラ群２８，２９の回転
案内作用によりスピンドル１４は上下に移動する
ようになつている。

また第３図で示されたスケール体１７は測定誤
差を解消するためにメインスケール１６に対する
傾き姿勢を調整できるようになつている。これを
具体的に説明する。前記脚部９にはブラケツト３
０が固定され、このブラケツト３０にスケール体
１７が図示しない締付けボルトで締付け固定され
ている。ブラケツト３０には２本のねじ３１，３
２が螺入せしめられ、これらのねじ３１，３２は
スケール体１７の２個の側部１７Ａ，１７Ｂの段
部に当接せしめられている。締付けボルトを緩
め、ねじ３１，３２を回転操作して進退せしめる
とスケール体１７は第３図の紙面表裏方向を通る
軸線を中心に回動し、メインスケール１６に対す
る姿勢角度が調整される。このような調整機構は
第５図、第６図でしめされたＸ軸方向検出用、Ｚ
軸方向検出用の各スケール体２０，２３にも設け
られている。

前記測定子２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの
方向への移動は前記測定子支持体１等を押し操作
することにより行われるが、第３図の通り前記脚
部９にはＹ軸方向への微動を行わせるための微動
機構３３が設けられている。この微動機構３３は
第３図、第４図の通り、脚部９に定位置で回転可
能に取付けられた微動つまみ３４と、微動つまみ
３４のねじ杆３４Ａを中心に揺動自在になつてい
るクランパ部材３５と、第４図の通り略コの字形
のクランパ部材３５の一方の端部にねじ杆３６
ATが螺入しているクランプつまみ３６とから構
成されている。クランプつまみ３６を回転せしめ
てねじ杆３６Ａの下端とクランパ部材３５の他方
の端部とで前記突起部材１５を挟着クランプする
ことにより、クランパ部材３５は前記載置盤３と
一体化される。この状態で微動つまみ３４を回転
操作すると、ねじ杆３４Ａとこのねじ杆３４Ａが
螺入しているクランパ部材３５との間で送り作用
が生じ、この結果脚部９廷いては前記測定子支持
体１が載置盤３に対しＹ軸方向へ微動移動せしめ
られる。

第５図、第６図に示されている通り、以上と同
様な微動つまみ３７，４０、クランプつまみ３
８，４１等からなるＸ軸方向、Ｚ軸方向の微動機
構３９，４２が前記スライダ１２、ケース１３に
設けられている。

前記石定盤としての載置盤３の第４図中左右の
側面３Ａ，３Ｂおよび上面３Ｃは高精度に仕上げ
加工され、それぞれの平面精度が確保されている
とともに、上面３Ｃは水平とされ且つ側面３Ａ，
３Ｂは鉛直面とされ、上面３Ｃに対する側面３
Ａ，３Ｂの直角度は高度に確保されている。本実
施例では載置盤３の上面３Ｃには上面３Ｃに載置
される被測定物を固定するために利用するねじ穴
４３が形成されている。また第１図の通り前記左
右の支柱６，７の間には連結部材４４が架渡され
てこれらの支柱６，７を連結し、これにより前記
測定子支持体１の強度が向上せしめられ、測定子
支持体１の変形に基づく測定誤差の発生が防止さ
れている。

第４図の通り前記左右の脚部８，９は正面形状
倒立Ｌ字型に形成され、これらの脚部８，９は載
置盤３の上面３Ｃ及び側面３Ａ，３Ｂと対面する
上部８Ａ，９Ａ及び側部８Ｂ，９Ｂからなつてい
る。

脚部８，９の上部８Ａ，９Ａの内部には上部エ
アーベアリング４５が配置されている。これらの
上部エアーベアリング４５は押えねじ４６の先端
半球部で押さえられながら載置盤３の上面３Ｃに
対向している。また脚部８，９の側部８Ｂ，９Ｂ
の内部には側部エアーベアリング４７が配置さ
れ、これらの側部エアーベアリング４７も押えね
じ４８の先端半球部で押さえられながら載置盤３
の側面３Ａ，３Ｂに対向している。以上の上部エ
アーベアリング４５、側部エアーベアリング４７
はそれぞれの脚部８，９の載置盤３長手方向両側
に２個配置されている。

上部エアーベアリング４５、側部エアーベアリ
ング４７からエアーが噴出することにより測定子
支持体１は載置盤３に対し摺動自在となり、Ｙ軸
方向への移動がなされる。このとき、この三次元
測定機においては測定子支持体１のＹ軸方向への
移動は載置盤３の側面３Ａ，３Ｂを案内面として
行われる。即ち載置盤３自体を案内部材として測
定子支持体１の移動がなされるのである。載置盤
３の側面３Ａ，３Ｂの鉛直度等を高度に維持して
平面加工することは上面３Ｃを被測定物載置用に
精密加工することから比較的容易である。従つて
第７図の従来技術のように載置盤の上面に案内レ
ール部材を平行度等を確保して取付ける等の面倒
な作業を省略できる。

なお、上部エアーベアリング４５、側部エアー
ベアリング４７からエアーが噴出した際、脚部
８，９は側部エアーベアリング４７のエアー噴出
反力により第１図、第４図中左右外方へ広がろう
とするが、前述の通り脚部８，９は連結部材１１
で連結されているためこの広がりは防止される。

前述の通りこの三次元測定機においては載置盤
３の上面３Ｃには案内レール部材は設けられてい
ないため、この上面３Ｃの全面を被測定物の載置
面として使用することができるようになる。即
ち、この三次元測定機においては載置盤３の上面
３Ｃの有効面積は拡大され、大きな被測定物をも
載置できるようになる。また、載置盤３の上面３
Ｃに被測定物を載置する際、この上面３Ｃには案
内レール部材等の被測定物搬入作業の障害になる
ものはないため、被測定物の向きを変える等は不
要で被測定物をそのまま載置盤３の上面３Ｃに載
置することができ、被測定物の搬入、搬出作業が
容易になる。更に載置盤３の上面３Ｃに上方へ突
出する案内レール部材が存在しないため、この分
だけ前記測定子支持体１の高さを低くでき、従つ
て三次元測定機の高さ寸法を低く抑えることがで
きるようになる。

また案内レール部材を廃止したことにより、第
１図、第４図中載置盤３の左右側方のいずれも開
放された状態となるため、三次元測定機の操作を
正面からは勿論のこと左右側方のいずれからもで
きるようになり、操作性が改善される。更に、本
実施例ではＹ軸方向検出器を構成する前記メイン
スケール１６を載置盤３の側面３Ａに設けたた
め、載置盤３の上面３Ｃに被測定物を搬入、搬出
する際にこのメインスケール１６が汚れたり、破
損したりする危険性が減少し、検出器の安全性を
確保できる。

以上に加えてこの三次元測定機においては、前
記測定子支持体１の脚部８，９には載置盤３の上
面３Ｃ及び側面３Ａ，３Ｂと対向する上部エアー
ベアリング４５、側部エアーベアリング４７が設
けられ、脚部８，９は載置盤３を上部と側部から
抱え込む構造となつているため、測定子支持体１
に横方向外力が作用しても、この外力を脚部８，
９の側部８Ｂ，９Ｂが有効に支持し、測定子支持
体１の転倒を防止する。

以上の本実施例にかかわる測定機に使用された
検出器は光学式エンコーダによるものであつた
が、この検出器は任意なタイプ、例えば磁気的な
ものであつてもよい。また本実施例の多次元測定
機は三次元測定機であつたが、本考案は載置盤の
上面と平行な面を測定子が二次元移動する二次元
測定機にも適用できる。更に本実施例にかかわる
測定機は載置盤を固定とし、測定子をこの載置盤
に対し移動させるタイプであつたが、本考案は測
定子に対し載置盤を移動させるタイプの測定機に
も適用でき、要すれば載置盤に載置された被測定
物と測定子とを相対移動させるものであればよ
い。

［考案の効果］ 本考案によれば、載置盤の上面に測定子支持体
の移動案内基準としての案内レール部材を設け
ず、載置盤自体を測定子支持体の案内基準とした
ため、多次元測定機の組立て調整等の作業性が改
善され、また載置盤の上面の有効面積が拡大して
大きな被測定物を載置できるようになり、更に被
測定物の載置作業が容易になるとともに、測定機
取扱い操作性の向上を実現することができる。更
に本考案によれば、測定子支持体として測定子を
保持した移動機構の各脚部に載置盤の側面と対向
するエアーベアリングが設けられているため、測
定子支持体に横方向外力が作用しても測定子支持
体にこの外力に対する抵抗が生じて測定子支持体
の転倒を防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多次元測定機である三次元測定機の正
面図、第２図は第１図の側面図、第３図は第２図
の一部断面拡大図、第４図は第３図の一部断面正
面図、第５図は第１図の一部断面拡大図、第６図
は第５図の断面側面図、第７図は従来例を示す斜
視図である。 １……移動機構としての測定子支持体、２……
測定子、３……載置盤、４……支持部材、５……
基台、８，９……脚部、１１……連結部材、４５
……上部エアーベアリング、４７……側部エアー
ベアリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 載置盤に載置された被測定物と移動機構に保持
   された測定子とを相対移動させ、この相対移動変
   位量から被測定物の形状等を計測する多次元測定
   機において、前記載置盤を上面が水平となつた縦
   断面矩形とするとともに、この載置盤を支持部材
   により基台に間隔を開けて載せ、前記移動機構
   を、前記載置盤を左右から挟む一対の脚部と、こ
   れらの脚部の上に垂直に立つ支柱と、これらの支
   柱を前記載置盤の上方で水平に連結し前記測定子
   の左右移動を案内する横行部材とを含んで構成
   し、前記各脚部に前記載置盤の前記上面及び鉛直
   側面と対向するエアーベアリングを設けてこれら
   の脚部を載置盤に対し相対移動自在とし、且つ前
   記各脚部を前記載置盤の下面側を横断する連結部
   材により連結したことを特徴とする多次元測定
   機。