JPH083410B2 - Three-dimensional coordinate measuring machine - Google Patents

Three-dimensional coordinate measuring machine

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Publication number
JPH083410B2
JPH083410B2 JP60194623A JP19462385A JPH083410B2 JP H083410 B2 JPH083410 B2 JP H083410B2 JP 60194623 A JP60194623 A JP 60194623A JP 19462385 A JP19462385 A JP 19462385A JP H083410 B2 JPH083410 B2 JP H083410B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
light
movement stage
probe
reflecting
Prior art date
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Application number
JP60194623A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6254114A (en
Inventor
徹志 野本
憲治 三輪
房生 清水
伸宏 品田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPS6254114A publication Critical patent/JPS6254114A/en
Publication of JPH083410B2 publication Critical patent/JPH083410B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、試料の形状を三次元的に測定する三次元座
標測定機に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a three-dimensional coordinate measuring machine for three-dimensionally measuring the shape of a sample.

(発明の背景) 従来の三次元座標測定機は、試料の測定点を特定する
プローブのフィーラー球が、その移動量を計測する基準
スケールから大きく離れた構造であるため、プローブ移
動による姿勢変化に起因するアッベ誤差を避けられず、
測定精度の低下を引き起こしている。測定精度を向上さ
せるためには、プローブ移動の基準となるガイド部材の
精度を良くすることが必要で、大巾なコストアップにな
るという欠点があった。
(Background of the Invention) In the conventional three-dimensional coordinate measuring machine, the feeler sphere of the probe that specifies the measurement point of the sample has a structure that is far away from the reference scale for measuring the amount of movement of the probe. Inevitable Abbe error caused by
This causes a decrease in measurement accuracy. In order to improve the measurement accuracy, it is necessary to improve the accuracy of the guide member that serves as a reference for moving the probe, which has a drawback that the cost is greatly increased.

(発明の目的) 本発明はこのような欠点を解決し、高精度な計測が可
能な三次元座標測定機を得ることを目的とする。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to solve such a drawback and to obtain a three-dimensional coordinate measuring machine capable of highly accurate measurement.

(発明の概要) 本願第1発明の項に記載の発明は、基板(10a)と前
記基板上をY軸に沿って移動する中板(10b)(1)と
前記中板上をX軸に沿って移動する上板(10c)とを有
する十字動ステージ(10)と、前記十字動ステージをZ
軸に沿って移動可能に載置する基台(11)と、被測定物
を検知するプローブ(13)とを備えた三次元座標測定機
において、光源(1)と、前記X軸及びY軸にそれぞれ
直交する反射面を有し前記十字動ステージの上板に固定
された第1及び第2の反射鏡(5、50)と、前記Z軸に
直交する反射面を有し前記十字動ステージの基板の底面
に固定された第3の反射鏡(500)と、前記光源からの
光を前記X軸、Y軸及びZ軸とそれぞれ平行な3光束に
分割し該分割された3光束を前記第1、第2及び第3の
反射鏡にそれぞれ垂直に入射させる光学部材(2〜4、
8、9、40、400)とを含む光波干渉測長計を具備し、
前記プローブが前記基台に対して固定的に設け、前記分
割された3光束の延長線が前記プローブのフィーラー球
の中心で交差するように前記光学部材を配設したもので
ある。
(Summary of the Invention) The invention described in the section of the first invention of the present application provides a substrate (10a), an intermediate plate (10b) (1) that moves along the Y-axis on the substrate, and an X-axis on the intermediate plate. A cross movement stage (10) having an upper plate (10c) that moves along the cross movement stage and the cross movement stage (Z).
A three-dimensional coordinate measuring machine comprising a base (11) movably mounted along an axis and a probe (13) for detecting an object to be measured, comprising a light source (1), the X-axis and the Y-axis. First and second reflecting mirrors (5, 50) fixed to the upper plate of the cross movement stage and having reflection surfaces orthogonal to each other, and the cross movement stage having reflection surfaces orthogonal to the Z axis A third reflecting mirror (500) fixed to the bottom surface of the substrate, and the light from the light source is divided into three light beams parallel to the X-axis, Y-axis, and Z-axis, and the divided three light beams are Optical members (2-4, which make the first, second, and third reflecting mirrors vertically incident respectively)
8, 9, 40, 400) and a lightwave interferometer
The probe is fixedly provided on the base, and the optical member is arranged such that extension lines of the divided three light beams intersect at the center of a feeler sphere of the probe.

本願第2発明の項に記載の発明は、基板(10a)と前
記基板上をY軸に沿って移動する中板(10b)と前記中
板上をX軸に沿って移動する上板(10c)と前記上板に
対してZ軸に沿って移動可能に設けられたワーク載置板
(10d)とを有する十字動ステージ(10)と、被測定物
を検知するプローブ(13)とを備えた三次元座標測定機
において、光源(1)と、前記X軸及びY軸にそれぞれ
直交する反射面を有し前記十字動ステージの上板に固定
された第1及び第2の反射鏡(5、50)と、前記Z軸に
直交する反射面を有し前記ワーク載置台の底面に固定さ
れた第3の反射鏡(500)と、前記光源からの光を前記
X軸、Y軸及びZ軸とそれぞれ平行な3光束に分割し該
分割された3光束を前記第1及び第2の反射鏡、及び前
記基板、中板及び上板に形成された貫通孔を通して前記
第3の反射鏡にそれぞれ垂直に入射させる光学部材(2
〜4、8、9、40、400)とを含む光波干渉測長計を具
備し、前記プローブを前記基板に対して固定的に設け、
前記分割された3光束の延長線が前記プローブのフィー
ラー球の中心で交差するように前記光学部材を配設した
ものである。
The invention described in the second invention of the present application provides a substrate (10a), an intermediate plate (10b) that moves on the substrate along the Y axis, and an upper plate (10c that moves on the intermediate plate along the X axis. ) And a workpiece placing plate (10d) movably provided along the Z-axis with respect to the upper plate, and a probe (13) for detecting an object to be measured. In the three-dimensional coordinate measuring machine, a light source (1) and first and second reflecting mirrors (5) having reflecting surfaces orthogonal to the X axis and the Y axis and fixed to the upper plate of the cross movement stage. , 50), a third reflecting mirror (500) having a reflecting surface orthogonal to the Z-axis and fixed to the bottom surface of the work mounting table, and the light from the light source to the X-axis, Y-axis and Z-axis. The light flux is divided into three light fluxes each parallel to the axis, and the divided three light fluxes are formed on the first and second reflecting mirrors, the substrate, the middle plate and the upper plate. The third optical member to be incident perpendicularly, respectively to the reflecting mirror through the through-hole (2
〜4,8,9,40,400), and the probe is fixedly provided to the substrate,
The optical member is arranged so that extension lines of the divided three light beams intersect at the center of the feeler sphere of the probe.

(実施例) 第1図ないし第4図は本発明の第一実施例であって、
第1図は平面図、第2図は第1図のA−A′矢視断面
図、第3図は第1図のB−B′矢視断面図、第4図は第
1図のC−C′矢視断面図である。
(Embodiment) FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
1 is a plan view, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1, and FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the arrow C ′.

レーザ光源1からX軸に沿って射出した光は第1のビ
ームスプリッタ2によってX軸に沿った透過光とY軸に
沿った反射光とに分割される。第1のビームスプリッタ
2の透過光は、第2図に示したように、第2のビームス
プリッタ3によってX軸に沿った透過光とZ軸に沿った
反射光とに分割される。第2のビームスプリッタ3の反
射光は第3のビームスプリッタ4によってX軸に沿った
反射光とZ軸に沿った透過光とに分割される。第3のビ
ームスプリッタ4による反射光は十字動ステージ10上に
Y方向へ配置した第1の反射鏡5に垂直に入射する。こ
の入射光は反射鏡5で反射した後、第3のビームスプリ
ッタ4を透過し、検出器6に入射する。一方、第2のビ
ームスプリッタ3を反射し、第3のビームスプリッタ4
を透過した光は、コーナーキューブ7に入射した後反射
して第3のビームスプリッタ4に入り、そこでの反射光
は検出器6に入射する。その結果、第1の反射鏡5から
の反射光とコーナーキューブ7からの反射光との干渉縞
の移動を検出器6にて検出することができ、干渉縞の移
動から第1の反射鏡5のX方向移動量を測定することが
できる。
The light emitted from the laser light source 1 along the X axis is split by the first beam splitter 2 into transmitted light along the X axis and reflected light along the Y axis. The transmitted light of the first beam splitter 2 is split into transmitted light along the X axis and reflected light along the Z axis by the second beam splitter 3, as shown in FIG. The reflected light of the second beam splitter 3 is split by the third beam splitter 4 into reflected light along the X axis and transmitted light along the Z axis. The light reflected by the third beam splitter 4 is vertically incident on the first reflecting mirror 5 arranged on the cross movement stage 10 in the Y direction. This incident light is reflected by the reflecting mirror 5, then passes through the third beam splitter 4, and enters the detector 6. On the other hand, the second beam splitter 3 is reflected and the third beam splitter 4
After passing through the corner cube 7, the light is reflected and then enters the third beam splitter 4, and the reflected light there enters the detector 6. As a result, the movement of the interference fringe between the reflected light from the first reflecting mirror 5 and the reflected light from the corner cube 7 can be detected by the detector 6, and the movement of the interference fringe causes the first reflecting mirror 5 to move. Can be measured in the X direction.

すなわち、レーザ光源1、第1のビームスプリッタ
2、第2のビームスプリッタ3、第3のビームスプリッ
タ4、第1の反射鏡5、検出器6、コーナーキューブ7
によって、いわゆるX方向移動量を測定するための光波
干渉測長計が構成されている。
That is, the laser light source 1, the first beam splitter 2, the second beam splitter 3, the third beam splitter 4, the first reflecting mirror 5, the detector 6, the corner cube 7
The light wave interferometer length measuring device for measuring the so-called X-direction movement amount is constituted by.

一方、第1のビームスプリッタ2でY軸に沿った方向
へ反射された光は、第1図に示したように、平面反射鏡
8でX軸に沿った方向へ反射された後、第4図に示した
如く平面反射鏡9へ入射し、Z軸に沿った方向へ反射さ
れる。この反射光は、第4のビームスプリッタ40へ入射
し、Y軸に沿った反射光とZ軸に沿った透過光とに分割
される。第4のビームスプリッタ40の反射光は十字動ス
テージ10上にX方向へ配置した第2の反射鏡50に垂直に
入射する。この入射光は反射鏡50で反射した後、第4の
ビームスプリッタ40を透過し、検出器60に入射する。一
方、第1のビームスプリッタ2で反射し、第4のビーム
スプリッタ40を透過した光は、コーナーキューブ70に入
射した後反射して第4のビームスプリッタ40に入り、そ
こでの反射光は検出器60に入射する。その結果、第2の
反射鏡50からの反射光とコーナーキューブ70からの反射
光との干渉縞の移動を検出器60にて検出することがで
き、干渉縞の移動から第2の反射鏡50のY方向移動量を
測定することができる。
On the other hand, the light reflected by the first beam splitter 2 in the direction along the Y-axis is reflected by the plane reflecting mirror 8 in the direction along the X-axis and then is reflected by the fourth beam splitter 4 as shown in FIG. As shown in the figure, the light enters the plane reflecting mirror 9 and is reflected in the direction along the Z axis. This reflected light enters the fourth beam splitter 40 and is split into reflected light along the Y axis and transmitted light along the Z axis. The reflected light of the fourth beam splitter 40 is vertically incident on the second reflecting mirror 50 arranged on the cross movement stage 10 in the X direction. This incident light is reflected by the reflecting mirror 50, then passes through the fourth beam splitter 40, and enters the detector 60. On the other hand, the light reflected by the first beam splitter 2 and transmitted through the fourth beam splitter 40 enters the corner cube 70, is then reflected and enters the fourth beam splitter 40, and the reflected light there is a detector. Incident on 60. As a result, the movement of the interference fringe between the reflected light from the second reflecting mirror 50 and the reflected light from the corner cube 70 can be detected by the detector 60, and the movement of the interference fringe causes the second reflecting mirror 50 to move. The amount of movement in the Y direction can be measured.

すなわち、レーザ光源1、第1のビームスプリッタ
2、第4のビームスプリッタ40、第2の反射鏡50、検出
器60、コーナーキューブ70によって、いわゆるY方向移
動量を測定するための光波干渉測長計が構成されてい
る。
That is, the laser light source 1, the first beam splitter 2, the fourth beam splitter 40, the second reflecting mirror 50, the detector 60, and the corner cube 70 are used to measure a so-called Y-direction movement amount. Is configured.

そして、第1図に示したように、第3のビームスプリ
ッタ4を反射して第1の反射鏡5へ向かう光の光軸の延
長線と、第4のビームスプリッタ40を反射して第2の反
射鏡50へ向かう光の光軸の延長線とは、十字動ステージ
10上方の一点Pで交差するように各光学部材が配置され
ている。
Then, as shown in FIG. 1, the extension line of the optical axis of the light reflected by the third beam splitter 4 toward the first reflecting mirror 5 and the second line by reflecting the fourth beam splitter 40. The extension line of the optical axis of the light that goes to the reflecting mirror 50 of the
10 Each optical member is arranged so as to intersect at one point P above.

また、第2のビームスプリッタ3を透過した光はビー
ムスプリッタ400に入射してZ軸に沿った反射光と、X
軸に沿った透過光とに分割される。第5のビームスプリ
ッタ400を反射した光はZ軸方向へ移動自在に配設され
た十字動ステージ10の下面に固設した第3の反射鏡500
に垂直に入射し、その反射光は第5のビームスプリッタ
400を透過し検出器600に入射する。一方、第2のビーム
スプリッタ3を透過し第5のビームスプリッタ400を透
過した光は、コーナーキューブ700に入射した後反射し
て第5のビームスプリッタ400に入り、そこでの反射光
は検出器600に入射する。その結果、第3の反射鏡500か
らの反射光とコーナーキューブ700からの反射光との干
渉縞の移動を検出器600にて検出することができ、干渉
縞の移動から第3の反射鏡500のZ方向の移動量を測定
することができる。
Further, the light transmitted through the second beam splitter 3 enters the beam splitter 400 and is reflected by the Z axis along with the reflected light.
And the transmitted light along the axis. The light reflected by the fifth beam splitter 400 is a third reflecting mirror 500 fixedly mounted on the lower surface of the cross movement stage 10 movably arranged in the Z-axis direction.
Incident on the fifth beam splitter.
It passes through 400 and enters the detector 600. On the other hand, the light that has passed through the second beam splitter 3 and the fifth beam splitter 400 enters the corner cube 700 and then is reflected and enters the fifth beam splitter 400, and the reflected light there is detected by the detector 600. Incident on. As a result, the movement of the interference fringe between the reflected light from the third reflecting mirror 500 and the reflected light from the corner cube 700 can be detected by the detector 600, and the movement of the interference fringe causes the third reflecting mirror 500 to move. Can be measured in the Z direction.

そして、第2図、第3図に示したように、第5のビー
ムスプリッタ400を反射して第3の反射鏡500へ向かう光
の光軸の延長線は上述の一点Pで交差するように各光学
部材が配置されている。
Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the extension line of the optical axis of the light reflected by the fifth beam splitter 400 and directed to the third reflecting mirror 500 intersects at the above-mentioned point P. Each optical member is arranged.

そしてまた同上の如く、レーザ光源1、第1のビーム
スプリッタ2、第2のビームスプリッタ3、第5のビー
ムスプリッタ400、第3の反射鏡500、検出器600、コー
ナーキューブ700によって、いわゆるZ方向移動量を測
定するための光波干渉測長計が構成されている。
Then, as described above, the laser light source 1, the first beam splitter 2, the second beam splitter 3, the fifth beam splitter 400, the third reflecting mirror 500, the detector 600, and the corner cube 700 allow the so-called Z direction. An optical wave interferometer for measuring the amount of movement is configured.

十字動ステージ10は周知の構造のものであって、基板
10aと、基盤10a上をY軸に沿って移動する中板10bと、
中板10b上をX軸に沿って移動する上板10cとを有する。
そして、十字動ステージ10は周知の構造によって基台11
に対しZ軸に沿って移動するようになっている。本例の
場合には、第2図、第3図に示したように、基台11の中
央部付近に開口が形成され、第5のビームスプリッタ40
0を反射した光がこの開口を通して十字動ステージ10の
基板10a下面に固設した第3の反射鏡500に入射するよう
に構成されている。
The cross movement stage 10 has a well-known structure
10a, an intermediate plate 10b that moves on the base 10a along the Y axis,
It has an upper plate 10c which moves on the middle plate 10b along the X axis.
The cross movement stage 10 has a base 11 having a well-known structure.
On the other hand, it moves along the Z axis. In the case of this example, as shown in FIGS. 2 and 3, an opening is formed near the central portion of the base 11, and the fifth beam splitter 40
The light reflected from 0 is configured to enter the third reflecting mirror 500 fixedly provided on the lower surface of the substrate 10a of the cross movement stage 10 through this opening.

十字動ステージ10の上板10cの上方の一点Pにフィー
ラー球12の中心点がほぼ一致するようにタッチトリガー
プローブ13が配設されており、このプローブ13はフィー
ラー球12の中心が一点Pに常に一致しているように、十
字動ステージ10の移動に対して固定側、すなわち基台11
側にある。
A touch trigger probe 13 is arranged so that the center point of the feeler ball 12 substantially coincides with a point P above the upper plate 10c of the cross movement stage 10. This probe 13 has the center of the feeler ball 12 at a point P. As always, the fixed side, namely the base 11
On the side.

このような構造であるから、十字動ステージ10の上板
10c上に被測定物(円筒)14を載置し、その内径を測定
しようとする場合には、十字動ステージ10をX軸、Y
軸、Z軸方向へ移動して円筒14の内部にフィーラー球12
を入れた後、十字動ステージ10をX軸方向もしくはY軸
方向へ移動すればよい。すなわち、第2図において十字
動ステージ10の上板10cをX軸、Y軸方向へ移動し、内
周の異なる3点にフィーラー球12を当接させて、タッチ
トリガープローブ13から得られたタッチ信号に同期させ
て検出器6、60、600の値(カウンタの計数値)を取り
込めば、当接した3点の座標を求めることができ(この
際、フィーラー球12の直径分の補正はしてあるものとす
る。)、内周の直径を演算することができる。
Due to this structure, the upper plate of the cross movement stage 10
When the object to be measured (cylindrical) 14 is placed on 10c and the inner diameter thereof is to be measured, the cross movement stage 10 is set to the X-axis, Y-axis.
The feeler sphere 12 moves inside the cylinder 14 by moving in the axial and Z-axis directions.
After inserting, the cross movement stage 10 may be moved in the X-axis direction or the Y-axis direction. That is, in FIG. 2, the upper plate 10c of the cross movement stage 10 is moved in the X-axis and Y-axis directions, the feeler balls 12 are brought into contact with three points having different inner circumferences, and the touch obtained from the touch trigger probe 13 is obtained. If the values of the detectors 6, 60, 600 (counter values of the counters) are loaded in synchronism with the signal, the coordinates of the three contact points can be obtained (at this time, the diameter of the feeler ball 12 is not corrected). The diameter of the inner circumference can be calculated.

このようにして、フィーラー球12の径を無視又は補正
することによりフィーラー球12の中心、すなわち点Pの
座標値を測定することができる。3組の干渉測長計の光
軸の延長線は測長線として、フィーラー球12の中心Pに
おいて直交しているので、X軸、Y軸、Z軸とも常にア
ッベの原理を満足した高精度な計測が可能であり、十字
動ステージ10の上下動機構や十字動ステージ10の移動精
度が多少悪くても、測定精度への影響はほとんどない、
という利点がある。なお、直交の精度としては要求され
る誤差範囲内にあるように定められる。
In this way, the center of the feeler sphere 12, that is, the coordinate value of the point P can be measured by ignoring or correcting the diameter of the feeler sphere 12. The extension lines of the optical axes of the three sets of interferometers are orthogonal to each other at the center P of the feeler sphere 12 as a length measurement line, so that X-axis, Y-axis, and Z-axis always satisfy the Abbe principle for high-precision measurement. The vertical movement mechanism of the cross movement stage 10 and the movement accuracy of the cross movement stage 10 are slightly inferior to the measurement accuracy.
There is an advantage. The orthogonal accuracy is determined to be within the required error range.

以上の実施例は測長装置として光波干渉測長計を用い
たが、測長装置としては他の構造のもの、例えば第5図
ないし第6図の第2実施例に示した如きピノール型測長
器を用いることができる。
In the above embodiment, the light wave interferometer was used as the length measuring device. However, the length measuring device has another structure, for example, the pinole type length measuring device as shown in the second embodiment of FIGS. 5 to 6. Can be used.

第5図は平面図、第6図は第5図のA−A′矢視断面
図、第7図は第5図のB−B′矢視断面図である。
5 is a plan view, FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 5, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.

第5図において、ピノール型測長器15のスピンドル軸
15aの先端は、Y軸方向に延びた基準部材16の側面に当
接している。ピノール型測長器15のスピンドル軸15aは
ケースに内蔵された不図示のばねによって常にケースか
ら突出する方向へ付勢されており、軸15aにその中心軸
と目盛面とが一致するように固定されたスケールの目盛
を例えば光電的に読み取ることによって、スピンドル軸
15aの進退の量を測定することができる。スピンドル軸1
5aは常にケースから突出する方向へ付勢されているか
ら、十字動ステージの上板10cがX軸方向へ移動して
も、常にその先端は基準部材16に当接している。ピノー
ル型測長器15はX軸方向の移動量を測定するためのもの
であって、Y軸方向の移動量を測定するためにピノール
型測長器17が、そしてZ軸方向の移動量を測定するため
にピノール型測長器19が設けられている。ピノール型測
長器17もスピンドル軸17aを有しており、その先端がX
軸方向に延びた基準部材18の側面に当接し、ピノール型
測長器19のスピンドル軸19aもその先端が、十字動ステ
ージ10の中央部にZ軸方向へ形成した貫通孔を通して、
上板10c上にZ方向移動自在に設けられたワーク載置台1
0dの底面に固設した基準部材21に当接している。
In Fig. 5, the spindle shaft of the pinole type length measuring device 15
The tip of 15a is in contact with the side surface of the reference member 16 extending in the Y-axis direction. The spindle shaft 15a of the pinole type length measuring device 15 is constantly urged in a direction projecting from the case by a spring (not shown) built in the case, and is fixed to the shaft 15a so that its central axis and the scale surface are aligned with each other. By reading the scale on the scale, for example photoelectrically, the spindle axis
The amount of retreat of 15a can be measured. Spindle axis 1
Since 5a is always biased in a direction projecting from the case, even if the upper plate 10c of the cross movement stage moves in the X-axis direction, its tip always contacts the reference member 16. The pinole type length measuring device 15 is for measuring the moving amount in the X axis direction, and the pinol type measuring device 17 is for measuring the moving amount in the Y axis direction, and the moving amount in the Z axis direction. A pinole type length measuring device 19 is provided for measurement. The pinole type length measuring device 17 also has a spindle shaft 17a, and its tip is X-shaped.
The tip end of the spindle shaft 19a of the pinole type length measuring device 19 is in contact with the side surface of the reference member 18 extending in the axial direction, and a through hole formed in the central portion of the cross movement stage 10 in the Z-axis direction,
Work rest 1 provided on the upper plate 10c so as to be movable in the Z direction
It is in contact with a reference member 21 fixed to the bottom surface of 0d.

そして、スピンドル軸15a、17a、19aの中心軸の延長
線は測長線として、ワーク載置台10dの上方の一点Pで
直交し、そこにはフィーラー球12の中心に一致するよう
にタッチトリガプローブ13が基板10aに固定して設けら
れている。
The extension line of the central axis of the spindle shafts 15a, 17a, 19a is a length measurement line, which is orthogonal to a point P above the work placement table 10d, and the touch trigger probe 13 is aligned there with the center of the feeler ball 12. Are fixedly provided on the substrate 10a.

なお当然のことではあるが、ピノール型測長器19がY
軸方向へ移動する中板10b、中板10b上をZ軸方向へ移動
する上板10cの中央部分を貫通しているから、十字動ス
テージ10の中央部にZ軸方向へ形成した貫通孔は、中板
10b、上板10cの十分な移動を許容する大きさに定められ
ている。
Of course, the pinole type length measuring device 19
Since the central plate 10b that moves in the axial direction and the upper plate 10c that moves in the Z-axis direction pass through the central part of the intermediate plate 10b, the through hole formed in the central part of the cross movement stage 10 in the Z-axis direction is , Middle plate
The size is set to allow sufficient movement of the upper plate 10b and the upper plate 10c.

このような構造の第2実施例によれば、基準部材16、
18はZ軸に沿った方向へは移動しないので、X軸又はY
軸に沿った方向への移動量をカバーする大きさで済み、
製作が容易である。
According to the second embodiment having such a structure, the reference member 16,
Since 18 does not move in the direction along the Z axis, the X axis or Y
The size is enough to cover the movement in the direction along the axis,
Easy to make.

また、基準部材16、18の高さを低く押えることができ
るので、基準部材16、18の先端が高さの低い測定物の測
定点の上方に大きく突き出し、測定点の確認に支障をき
たす、というような問題もない。
Also, since the height of the reference members 16 and 18 can be held low, the tips of the reference members 16 and 18 greatly protrude above the measurement point of the low-height measurement object, which hinders the confirmation of the measurement point. There is no such problem.

第2実施例のその他の構造は第1実施例と同様であ
り、その動作も同様に行なうことができる。
The other structure of the second embodiment is similar to that of the first embodiment, and the operation can be performed in the same manner.

なお、第2実施例のステージ構造を第1実施例のステ
ージと置き換えれば、第1の反射鏡5、第2の反射鏡50
の大きさを第2実施例における基準部材16、18と同様に
小さくすることができ製作が容易となるばかりでなく、
高さを低くできるので測定点の確認も容易に行なえるよ
うになる。
If the stage structure of the second embodiment is replaced with the stage of the first embodiment, the first reflecting mirror 5 and the second reflecting mirror 50
The size of can be made small like the reference members 16 and 18 in the second embodiment, and not only the manufacture is easy, but
Since the height can be lowered, the measurement points can be easily confirmed.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、3軸方向共常にアッベ
の原理を満足した状態で計測されるので、高精度の測定
ができるという利点があるのみならず十字動ステージや
上下動装置の移動精度をラフにでき、これらの部分を安
価に構成できるという効果がある。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, since measurement is always performed in a state in which the Abbe's principle is satisfied in all three axial directions, there is an advantage that high-accuracy measurement can be performed, and a cross stage or There is an effect that the movement accuracy of the vertical movement device can be made rough and these portions can be configured at low cost.

また、X、Y、Z軸方向の光軸が移動しないことを利
用してX、Y、Z軸方向の干渉測長計の光源を共用する
ため、測定機全体の構造を簡単化、小型化できるという
効果がある。
Moreover, since the light source of the interferometer is shared in the X, Y, and Z axis directions by utilizing the fact that the optical axes in the X, Y, and Z axis directions do not move, the structure of the entire measuring machine can be simplified and downsized. There is an effect.

更に、本願第2発明においては、第1、第2の反射鏡
の大きさを小さくすることができ、制作が容易となるの
で安価に制作できる利点がある。
Further, in the second invention of the present application, the sizes of the first and second reflecting mirrors can be reduced, and the production is facilitated, so that there is an advantage that the production can be performed at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1実施例の平面図、第2図は第1図
のA−A′矢視断面図、第3図は第1図のB−B′矢視
断面図、第4図は第1図のC−C′矢視断面図、第5図
は本発明の第2実施例の平面図、第6図は第5図のA−
A′矢視断面図、第7図は第5図のB−B′矢視断面図
である。 (主要部分の符号の説明) 1……レーザ光源 2……第1のビームスプリッタ 3……第2のビームスプリッタ 4……第3のビームスプリッタ 5……第1の反射鏡 50……第2の反射鏡 500……第3の反射鏡 6、60、600……検出器 7、70、700……コーナーキューブ P……測長線の交差点 10……十字動ステージ 12……フィーラー球 13……タッチトリガプローブ 15、17、19……ピノール型測長器 16、18、21……基準部材。
1 is a plan view of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB' in FIG. 4 is a sectional view taken along the line CC 'in FIG. 1, FIG. 5 is a plan view of the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is A- in FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along the line BB 'in FIG. (Description of symbols of main parts) 1 ... Laser light source 2 ... First beam splitter 3 ... Second beam splitter 4 ... Third beam splitter 5 ... First reflecting mirror 50 ... Second Reflector 500 …… Third reflector 6,60,600 …… Detector 7,70,700 …… Corner cube P …… Measuring line intersection 10 …… Crossing stage 12 …… Feeler sphere 13 …… Touch trigger probe 15,17,19 …… Pinol type length measuring device 16,18,21 …… Reference member.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品田 伸宏 神奈川県横浜市戸塚区長尾台町471番地 日本光学工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 実開 昭60−35210(JP,U) 特公 昭51−20908(JP,B1) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Nobuhiro Shinada Nobuhiro Shinada 471 Nagaodai-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nippon Optical Industry Co., Ltd. Yokohama Works (56) Bibliography 60-35210 (JP, U) Public Sho 51-20908 (JP, B1)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板と前記基板上をY軸に沿って移動する
中板と前記中板上をX軸に沿って移動する上板とを有す
る十字動ステージと、前記十字動ステージをZ軸に沿っ
て移動可能に載置する基台と、被測定物を検知するプロ
ーブとを備えた三次元座標測定機において、 前記十字動ステージは、光源と、前記X軸及びY軸にそ
れぞれ直交する反射面を有し前記十字動ステージの上板
に固定された第1及び第2の反射鏡と、前記Z軸に直交
する反射面を有し前記十字動ステージの基板の底面に固
定された第3の反射鏡と、前記光源からの光を前記X
軸、Y軸及びZ軸とそれぞれ平行な3光束に分割し該分
割された3光束を前記第1、第2及び第3の反射鏡にそ
れぞれ垂直に入射させる光学部材とを含む光波干渉測長
計を具備し、前記プローブが前記基台に対して固定的に
設けられ、前記分割された3光束の延長線が前記プロー
ブのフィーラー球の中心で交差するように前記光学部材
を配設されたことを特徴とする三次元座標測定機。
1. A cross movement stage having a substrate, an intermediate plate that moves on the substrate along the Y axis, and an upper plate that moves on the intermediate plate along the X axis, and the cross movement stage includes the Z axis. In a three-dimensional coordinate measuring machine equipped with a base movably mounted along the probe and a probe for detecting an object to be measured, the cross movement stage is orthogonal to the light source and the X-axis and the Y-axis, respectively. First and second reflecting mirrors having a reflecting surface and fixed to the upper plate of the cross movement stage, and a first and second reflecting mirror having a reflecting surface orthogonal to the Z axis and fixed to the bottom surface of the substrate of the cross movement stage. The reflecting mirror of No. 3 and the light from the light source
An optical wave interferometer with an optical member that splits into three light fluxes parallel to the axis, the Y-axis and the Z-axis, and makes the split light fluxes vertically enter the first, second and third reflecting mirrors, respectively. The probe is fixedly provided to the base, and the optical member is arranged such that extension lines of the divided three light beams intersect at the center of a feeler sphere of the probe. 3D coordinate measuring machine characterized by.
【請求項2】基板と前記基板上をY軸に沿って移動する
中板と前記中板上をX軸に沿って移動する上板と前記上
板に対してZ軸に沿って移動可能に設けられたワーク載
置台とを有する十字動ステージと、被測定物を検知する
プローブとを備えた三次元座標測定機において、 前記十字動ステージは、光源と、前記X軸及びY軸にそ
れぞれ直交する反射面を有し前記十字動ステージの上板
に固定された第1及び第2の反射鏡と、前記Z軸に直交
する反射面を有し前記ワーク載置台の底面に固定された
第3の反射鏡と、前記光源からの光を前記X軸、Y軸及
びZ軸とそれぞれ平行な3光束に分割し該分割された3
光束を前記第1及び第2の反射鏡、及び前記基板、中板
及び上板に形成された貫通孔を通して前記第3の反射鏡
にそれぞれ垂直に入射させる光学部材とを含む光波干渉
測長計を具備し、前記プローブが前記基板に対して固定
的に設けられ、前記分割された3光束の延長線が前記プ
ローブのフィーラー球の中心で交差するように前記光学
部材を配設されたことを特徴とする三次元座標測定機。
2. A substrate, an intermediate plate that moves on the substrate along the Y axis, an upper plate that moves on the intermediate plate along the X axis, and a movable plate along the Z axis with respect to the upper plate. In a three-dimensional coordinate measuring machine comprising a cross movement stage having a work mounting table provided and a probe for detecting an object to be measured, the cross movement stage is orthogonal to the light source and the X axis and the Y axis. First and second reflecting mirrors having reflecting surfaces fixed to the upper plate of the cross movement stage, and third reflecting mirrors having reflecting surfaces orthogonal to the Z axis and fixed to the bottom surface of the work mounting table. And the light from the light source is divided into three luminous fluxes parallel to the X-axis, Y-axis and Z-axis, respectively.
An optical interferometer length measuring instrument comprising: the first and second reflecting mirrors; and an optical member for vertically entering the third reflecting mirror through through holes formed in the substrate, the middle plate and the upper plate. The probe is fixedly provided on the substrate, and the optical member is arranged so that extension lines of the divided three light beams intersect at a center of a feeler sphere of the probe. 3D coordinate measuring machine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US8794610B2 (en) * 2011-09-20 2014-08-05 Mitutoyo Corporation Two-dimension precision transfer equipment, three-dimension precision transfer equipment, and coordinate measuring machine
JP7072990B2 (en) * 2018-06-22 2022-05-23 株式会社ミツトヨ Measuring device and measuring method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5120908A (en) * 1974-08-13 1976-02-19 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Hatsuhoshitsuseramitsukuno seizohoho
JPS6035210U (en) * 1983-08-18 1985-03-11 株式会社ニコン Touch sensor

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