JPS60224007A

JPS60224007A - 自動三次元測定機

Info

Publication number: JPS60224007A
Application number: JP7975384A
Authority: JP
Inventors: Koji Hayashi; 孝二林; Susumu Yoshioka; 晋吉岡; Kenji Ono; 憲次小野
Original assignee: Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1984-04-20
Publication date: 1985-11-08
Also published as: JPH032404B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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関する。

［背景技術］従来、タッチ信号プローブを三次元的に移動させて被測
定物の形状を測定する三次元測定機が知られている。こ
のような三次元測定機は、一般的には、基台に支柱を前
後方向すなわちＹ軸方向移動自在に設けるとともに、こ
の支柱の上端間に横架された梁上にスライダを左右方向
すなわちＸ軸方向に移動自在に設け、このスライダに垂
直方向すなわちＺ軸方向にＺスピンドルを移動自在に設
けている。これらの基台に対する支柱、支柱に対するス
ライダ、スライダに対するＺスピンドルは、この順序で
順次組み上げていく積重ね構造とされている。

従って、基台からＺスピンドルに至るまで順次強靭構造
としなければ精度的保証が困難となっている。これは、
各軸を自動駆動型とするいわゆる自動三次元測定機では
、高重量負荷による駆動源の大馬力化、高イナーシャの
ための制御系の高級化あるいは高速送りの困難化などの
欠点要因となり、かつ、全体構造が大型化するため経済
的にも不利であるという欠点がある。

また、自動三次元測定機といっても、従来はター２チ信
号プローブは人手により交換しており、より完全な自動
化の行なえる自動三次元測定機が望まれている。

［発明の目的］本発明の目的は、送り機構を簡易化でき、全体構造を小
型化できるとともに、より自動化を進めた自動三次元測
定機を提供するにある。

［発明の構成］本発明は、基台に対しテーブルを可動型とする一方、大
型支柱は基台に固定し、かつ、自動化の実効を期してタ
ッチ信号プローブの自動着脱を行えるプローブ着脱機構
を設けるとともに、可動テーブル上にプローブを複数保
持し、テーブル送りおよびプローブ着ｌｌ１ｉ！機構を
制御する制御装置を設けるという構成とし、これにより
、可動部の小型化に伴ない送り構造を小型化するととも
に、プローブの着脱は被測定物の移動に必要なテーブル
等の駆動機構を利用することによってプローブ着脱機構
には特別の送りのための機械、制御回路等を必要としな
いようにし、更に、前記プローブ着脱機構、制御装置等
によってより一層の自動化を可能にして種術的、経済的
価値を大きなものとしたものである。

［実施例］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
、セラミック等の６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ｌＯの上面中央には基台１０と同様の６
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ｌｌ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６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１２の基台１０
への固定構造は、基台１０に設けられた盲孔１３内に接
着固定された固定金具１４のねじ孔に第１の案内部材１
１あるいは第２の案内部材１２を貫通してポルト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、従って、これらのｘ、ｙ、ｚ軸はＸ
、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、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の底面に沿って進退させるポルト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の傾斜面に係合する傾斜面
を有しかつ前記基台ｌＯの下面に当接された当接片３６
とから構成され、前記ポルト３４をまわすことにより両
傾斜面の作用によって設置床ｌ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
になっている。

前記第１の案内部材１１の両側位置には、前記水平出し
冶具３０と同様に傾斜面を利用した複数対例えば３対以
上、実際には１６ないし３２対程度の曲がり矯正手段４
０が配置され、第１の案内部材１１の両側に形成された
Ｘ軸方向移動規制用平行案内面１８の真直度が出せるよ
うになっている。

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に対抗さ
れるエアベアリング５１がブラケット５２を介して取付
けられるとともに、前記第２の案内部材の上下のＸ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
対抗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に対抗され
るエアベアリング５４がブラケット５５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１０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Ｘ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っている。

また、基台ｌＯとテーブル５０との間には、テーブル５
０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３図に示さ
れるように、基台１０にブラケット６１を介して固定さ
れたモータ６２と、このモータ６２の出力軸にカップリ
ング６３を介して連結されたポールねじ軸からなる送り
ねじ軸６４と、この送りねじ軸６４に移動可能に螺合さ
れるとともにブラケット６５を介してテーブル５０に固
定されたナツト部材６６と、前記送りねじ軸６４に取付
けられた回転円盤およびこの回転円盤の回転を停止させ
る制動部とからなり送りねじ軸６４の回転を停止するた
めの電磁ブレーキ６７と、前記ブラケット６１に設けら
れ送りねじ軸６４の一端側を支持する軸受６８と、前記
第１の案内部材１１に設けられた溝２１内に固定され送
りねじ軸６４の他端側を支持する軸受６９と、前記ブラ
ケット６１の下面に設けられモータ６２等に所定の電気
信号を与える電子回路部７０とから構成されている。

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のブラケット５２
側に設けられた検出部７７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ｌｌ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ッチ８２からなるゼロ
セット手段８０により設定されるようになっている。さ
らに、テーブル５０の移動範囲の規制は、基台１０上に
設けられたドック８５およびテーブル５０側に設けられ
た図示しないリミットスイッチにより行われるようにな
っている。

第２図において、前記基台１０の両側面には夫々支柱９
０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の両側面に沿ってＹ軸方向に夫々
複数箇所設けられた孔２２内に挿入された略杵状の締付
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９０の上端間
には前記基台１０と同様な６様部材からなる非移動体側
構造体としての梁１００が横架固定されている。この梁
Ｚｏｏ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１０
０側に設けられた孔１０ｆ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１０
０側に設けられた貫孔１０３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、このスライダ１１０は、モータ
１２２、送りねじ軸１２４、ナツト部材１２９等からな
るＸ軸方向駆動機構１２０によりＸ軸方向に自動送りさ
れ、かつ、梁ｌＯＯ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。

前記スライダ１１０は、第４図に示されるように、前記
梁ｌＯＯを囲むように設けられるとともに梁１００の四
角の各面に対向して夫々エアベアリング１１１を有する
Ｘ軸方向案内用軸受箱１１２と、このＸ軸方向案内用軸
受箱１１２の前面に取付けられるとともに内部に平面四
角形状に配置されたエアベアリング１１３を有する上下
一対のＸ軸方向案内用軸受箱１１４と、これらのＸ軸方
向案内用軸受箱１１４内にＺ軸方向移動自在に挿入され
たＺ軸構造物１８０と、前記Ｘ軸方向案内用軸受箱１１
２上に立設された支持フレーム１１５に支持されたＺ軸
方向駆動機構１４０と、前記支持フレーム１１５の上端
部に設けられるとともに前記Ｚ軸方向駆動機構１４０の
自由回転を阻止して前記Ｚ軸構造物１８０の落下を防止
するロック装置１６０とを備えている。

前記Ｚ軸方向駆動機構１４０は、前記支持フレーム１１
５に支持されたモータ１４１と、このモータ１４１によ
りタイミングベルト１４２を介して回転駆動されるとと
もに支持フレーム１１５の上下部に夫々設けられた軸受
１４３および１４４によって夫々その上下端部を回転自
在に支持された比較的大きな例えば４ｍｍ以上のねじピ
ッチを有する送りねじ軸１４５と、この送りねじ軸１４
５に軸方向移動可能に支持されたナツト部材１４６と、
このナツト部材１４６に回転自在に支持されるとともに
前記支持フレーム１１５の第４図中手前側の壁面（図示
せず）に取付けられたガイドレール１４７の両側壁を挟
持するように当接されガイドレール１４７に沿ってナツ
ト、部材１４６をＺ軸方向移動容易かつ回動不能に案内
する一対のローラ１４８と、前記ナツト部材１４６に固
定された連結板１４９と、この連結板１４９の突出端上
下面に夫々スラストベアリング１５０および先端に球形
部を有する押しねじ１５１を介して連結されるとともに
前記Ｚ軸構造物１８０の上端部に固定されたブラケッ）
１５２と、から構成され、前記モータ１４１の駆動によ
りブラケット１５２を介してＺ軸構造物１８０をＺ軸方
向に駆動できるようになっている。この際、送りねじ軸
１４５の曲がり、偏心等による影響は、連結板１４９に
対し送りねじ軸１４５の軸方向移動不可能かつ半径方向
移動可能にされたスラストベアリング１５０の部分で吸
収され、Ｚ軸構造物１８０にはナツト部材１４６のＺ軸
方向の動きだけが伝達されるようになっている。

前記Ｚ軸構造物１８０は、四角筒からなりＺ軸部材とし
ての中空の筐体１８１を備えるとともに、この筐体１８
１内にエアバランス機構１９０およびプローブ着脱機構
２００を備えている。このエアバランス機構１９０は、
筐体１８１に固定されるとともに下端を開放されたシリ
ンダ１９１と、このシリンダ１９１内に収納されるとと
もに前記支持フレーム１１５に支持されたピストン１９
２とを備えて構成され、このピストン１９２とシリンダ
１９１の上部との間に圧縮空気を供給することにより、
この圧縮空気の作用でＺ軸構造物１８０の重量を支持し
てＺ軸構造物１８０の自重による送りねじ軸１４５側へ
の荷重の軽減が図られている。また、筐体１８１の図中
背面側には、スケール１８５が固定されるとともに、前
記支持フレーム１１５にはこのスケール１８５の目盛を
読取る検出器１８６が設けられ、これらのスケール１８
５と検出器１８６により、Ｚ軸構造物１８０のＺ軸方向
の移動量が検出されるようになっている。

前記Ｚ軸構造物１８０は、第５図に示されるように、前
記四角筒からなるＺ軸部材としての中空の筐体１８１を
備え、この筐体１８１内には、上部にエアバランス機構
１９０が設けられるとともに、下部にＺスピンドル２２
０が固定されている。このＺスピンドル２２０はプロー
ブ取付部としてのテーパ状の孔２１９を有するとともに
、内部にプローブ支持手段としての下部が中空のポール
ホルダ２２６を軸方向移動可能に収納している。このポ
ールホルダ２２６′は、その下端部に半径方向移動可能
かつ落下防止された複数のポール２２５を備えるととも
に、駆動棒としてのピストンロッド２３２により上下動
されるようになっている。このピストンロッド２３２は
多段にピストン２３３を備え、これらのピストン２３３
は仕切壁２３４を有する押出し手段としてのアクチェー
タ２３５内に収納されて直列な多段の受圧面を有するよ
うにされている。また、ピストンロッド２３２は、引込
み手段としての皿４ｆね２２８により常時上方、即ち、
ポールホルダ２２６を常時小径のガイド孔２２１内に引
込む方向に付勢されている。このポールホルダ２２６の
ガイド孔２２１内への引込み時には、このガイド孔２２
１の作用によりポール２２５がポールホルダ２２６の内
方に突出され、このポール２２５によりプローブホルダ
２５０の上端のプルスタッド２５１を係止できるように
なっている。一方、アクチェータ２３５の作動により、
ピストンロッド２３２が皿ばね２２８に抗して下方に押
圧されたときは、ポールホルダ２２６が小径のガイド孔
２２１内から押出され、プローブホルダ２５０のチャッ
クを解除できるようになっている。また、このピストン
ロッド２３２の動きは、ドッグ２３６及び一対の検出器
２３７からなる軸方向位置検出手段２３８により検出さ
れるようになっている。

前記Ｚスピンドル２２０は、その下面にプローブホルダ
２５０の位置決め用突部２３９を有するとともに、電気
接点としての固定ピン２４３を有し、この固定ピン２４
３によりプローブホルダ２５０ひいてはこのホルダ２５
０に取付けられるタッチ信号プローブ２７０或いは２８
０（第６゜７図参照）と電気的導通がとれるようになっ
ている。

なお、前記押出し手段としてのアクチェータ２３５、引
込み手段としての皿ばね２２８８よびプローブ支持手段
としてのポールホルダ２２６によりプローブ着脱機構２
００が構成され、このプローブ着脱機構２００により、
プローブ取付部としてのＺスピンドル２２０の孔２１９
にタッチ信号プローブ２７０．２８０のプローブホルダ
２５０が着脱されるようになっている。

前記プローブホルダ２５０は、第６図および第７図に示
されるように、上端にプルスタッド２５１を有するとと
もに途中にフランジ部２５２およびテーバ面２５３を有
するホルダ本体２５６を備え、このホルダ本体２５６の
下端部には、下端部に夫々測定子２７１或いは２８１を
有しかつ上部に雄ねじ２７２或いは２８２を有する形状
の異なるタッチ信号プローブ２７０或いは２８０がねじ
込み固定されるようになっている。この際、タッチ信号
プローブ２８０は、前記測定子２８１を有する回動部２
８３を備え、この回動部２８３の部分が雄ねじ２８２を
有する本体２８４に対して回動かつその回動位置で固定
可能になるようにされている。

また、前記プローブホルダ２５０のフランジ部２５２の
上面には、前記Ｚスピンドル２２０の下端部に設けられ
た突部２３９に保合可能にされ突部２３９と共に位置決
め手段を構成する溝状の係合凹部２５７が設けられると
ともに、前記Ｚスピンドル２２０の下端部に設けられた
固定ピン２４３に当接される接点ピン２６６が設けられ
ている。また、フランジ部２５２の下面には、ピン孔２
５８および係合溝２６９が形成されている。

第１図および第２図において、前記テーブル５０上には
、プローブスト−／力２９０が設けられている。このプ
ローブストッカ２９０は、１＠８図ないし第１１図に示
されるように、テーブル５０の一端即ち後端側に固定さ
れた保持台２９１と、この保持台２９１の上部に固定さ
れるとともにテーブル５０の他端側即ち前端側に向って
開口された切欠部２９２を有する複数の保持板２９３と
、こ　□の保持板２９３の上面において前記切欠部２９
２の両側位置に突設され前記プローブホルダ２５０のフ
ランジ部２５２の下面に形成されたピン孔２６８および
係合溝２６９に係合可能にされこれらのピン孔２６８お
よび係合溝２６９と共にプローブ姿勢維持手段を構成す
るピン２９４およびピン２９５と、前記保持板２９３の
切欠部２９２の両脇位置に設けられ前記プローブホルダ
２５０のフランジ部２５２の下面を支持する絶縁材から
なる一対のフランジ置き台２９６と、この一対のフラン
ジ置き台２９６の切欠部内に位置されるとともに前記プ
ローブホルダ２５０の載置の有無を検出するリードスイ
ッチ等からなる検出器２９７と、前記保持板２９３の下
面において切欠部２９２の両側に夫々固定されたブラケ
ット２９８に一端を回動自在に支持されるとともに他端
をブラケット２９８に設けられた揺動規制ピン２９９に
より所定角度揺動可能にされその内側面を夫々切欠部２
９２の内方に突出された挟持体３００と、この挟持体３
００と前記ブラケット２９８との間に介装され前記挟持
体３００を切欠部２９２の内方に向って突出するよう付
勢する板ばね３０１とから構成され、このプローブスト
ッカ２９０の保持板２９３上には前記プローブホルダ２
５０が位置調整されて夫々載置されている。この際、各
プローブホルダ２５０は、板ばね３０１により付勢され
た挟持体３００の作用により保持板２９３から落下する
のを防止されている。

なお、第１図中将号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、Ｃ
ＲＴ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
に従って各部の動きを制御する制御装置、符号３２０は
テーブル５゜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。また、前記プローブ着脱機構２００
とプローブストッカ２９０とにより、プローブ自動着脱
装置が構成されている。

次に、本実施例の作用につき説明する。

テーブル５０上に固定されたプローブストッカ２９０の
保持板２９３上に所定の形状のタッチ信号プローブ２７
０或いは２８０を取付けたプローブホルダ２５０をセッ
トし、かつ、テーブル５゜上に被測定物３２０を載置固
定する。この状態で、制御装置３１０により所定の指令
を与えると　この指令によりＹ軸方向駆動機構６０のモ
ータ６２が駆動されてカップリング６３、送りねじ軸６
４等を介してテーブル５０が第１図中左前方に移動され
、プローブストッカ２９０が丁度Ｚ軸構造物１８０の下
方に位置するようにされる。一方、Ｙ軸方向駆動機構６
０の駆動とともに、Ｘ軸方向駆動機構１２０のモータ１
２２が駆動され、スライダ１１０がＸ軸方向に移動され
てＺ軸構造物１８０がプローブストッカ２９０上に載置
された所定のプローブホルダ２５０の直上位置に移動さ
れて停止される。

この状態で、スライダ１１０内にあるＸ軸方向駆動機構
１４０のモータ１４１が作動されてＺ軸構造物１８０が
下降され、Ｚ軸構造物１８０の内部に収納されたＺスピ
ンドル２２０のプローブ取付部としての孔２１９にプロ
ーブホルダ２５０が収納されるようになる。この際、第
５図において、アクチェータ２３５が作動され、駆動棒
としてのピストンロッド２３２を皿ばね２２８に抗して
押し下げているため、ポールホルダ２２６はガ゛イド孔
２２１から外れポール２２５がフリーの状態にあり、こ
のため、プローブホルダ２５０の上端のプルスタッド２
５１がポールホルダ２２６内に容易に挿入されることな
る。

次いで、アクチェータ２３５の作動を解除すると、皿ば
ね２２８の作用によりピストンロッド２３２が上昇され
るため、ポールホルダ２２６によりプルスタッド２５１
が引込まれ、プローブホルダ２５０のテーパ面２５３が
孔２１９に係合され、かつ、プローブ着脱機構２００の
下端部に形成された突部２３９がプローブホルダ２５０
の係合凹部２５７へ挿入され、更にプローブ着脱機構２
００の固定ピン２４３がプローブホルダ２５０の接点ピ
ン２６６に接触され電気的な導通がなされる。

このようにして、プローブ着脱機構２００へのプローブ
ホルダ２５０の取付けが調整された後、前記Ｙ軸方向駆
動機構６０、Ｘ軸、方向駆動機構１２０およびＸ軸方向
駆動機構１４０を制御装置３１０の指令により駆動し、
Ｚ軸構造物１８０の下端に取付けられたタッチ信号プロ
ーブ２８０の測定子２８１を被測定物３２０の所定位置
に接触させ、その接触時における測定子２８１のＸ、Ｙ
。

Ｚ軸方向の位置を制御装置３１０で記憶し、順次この測
定子２８１による被測定物３２０への接触点の測定を行
って被測定物３２０の計測を終了する。この被測定物３
２０の測定にあたり、タッチ信号プローブ２８０を取換
える必要があるときは、前述と同様にしてＺ軸構造物１
８０をプローブストッカ２９０の上方位置に位置させ、
プローブストッカ２９０上に載置された所定のプローブ
ホルダ２５０をＺ軸構造物１８０に取付けることにより
行うことができる。この際、使用済のプローブホルダ２
５０は、プローブストッカ２９０の切欠部２９２の内、
空いている個所に戻すこととなるが、この戻し作業は、
空いている切欠部２９２の位置にＺ軸構造物１８０を位
置させた後、アクチェータ２３５を作動させ、皿ばね２
２８に抗してピストンロッ・ド２３２を下降させ、ポー
ルホルダ２２６によるプルスタッド２５１の把持を開放
し、この開放状態のままＺ軸構造物１８０を上昇させれ
ばよい。

上述のような本実施例によれば次のような効果がある。

すなわち、本実施例は、テーブル５０を可動としたから
、重量の大きい支柱９０等を動かす必要がなく、その駆
動機構すなわちＹ軸方向駆動機構６０を小さな動力とし
てよく、かつ、慣性も小さくなるからテーブル５０の停
止位置も正確にできる。また、テーブル５０は基台１０
上に設けられたＸ軸方向移動規制部材１１およびＺ軸方
向移動規制部材１２の夫々の平行二面により案内される
から、従来のＶ字型の案内溝と異なり、二方向とも夫々
独立して調整することができ、テーブル５０の案内精度
を高めることができる。また、Ｘ軸方向移動規制部材１
１は曲がり矯正手段４０により平行案内面１８の真直度
を調整できるから、この点からも案内精度を向上させる
ことができる。

また、前記Ｘ軸方向移動規制部材１１およびＺ軸方向移
動規制部材１２は基台１０と別体に形成されているため
、その案内面を加工するにあたり、比較的簡単にかつ精
度良く加工することができる。また、Ｚ軸構造物１８０
内にはプローブ着脱機構２００を設けるとともに、テー
ブル５０上にプローブストッカ２９０を設け、かつ、テ
ーブル５０を移動させる構造としたから、タッチ信号プ
ローブ２７０，２８０の自動取替の機能を簡易に達成す
ることができる。また、複数のタイプのタッチ信号プロ
ーブ２７０．２８０を予じめプローブホルダ２５．０に
取付けてプローブストッカ２９０上に姿勢調整のうえ用
意しであるから、タッチ信号プローブ２７０．２８０の
交換作業はタッチ信号プローブ２７０．２８０による一
点の測定動作と同程度の時間で行なうことができ、タッ
チ信号プローブ２７０．２８０を取換えながらの作業を
極めて迅速に行なえる。この際、タッチ信号プローブ２
７０，２８０の取換え毎に、図示しない原点位置にタッ
チ信号プローブ２７０，２１０を接触させて原点チェッ
クを行なっても良く、このように交換毎に原点チェック
をすれば、より測定精度を向上できる。また、６様部材
からなる基台１０および梁１００と支柱９０との接続構
造は、孔２２．ｌｏｔに挿入された締付金具２３゜１０
２に貫孔２４，１０３を貫通して挿入されるボルト２５
，１０４で行なうようにしたから、簡単な構成で確実な
固定を得ることができる。また、Ｚ軸構造物１８０内に
は、エアバランス機構１９０が設けられているから、Ｚ
軸構造物１８０の駆動操作力を極めて小さくでき、この
Ｚ軸構造物１８０を駆動するモータ１４１を小型化でき
、ひいてはスライダ１１０の小型化および軽量化を図る
ことができる。また、Ｚ軸方向駆動機構１４０の送りね
じ軸１４５の偏心等による影響を連結板１４９とスラス
トベアリング１５０との作用により吸収することができ
、測定精度への悪影響を与えることを防止できる。また
、Ｚ軸構造物１８０の駆動の高速化を図るため、送りね
じ軸１４５のリードは例えば４　ｍ　ｍ以上とされてい
るが、このように大きなリードをとった場合、前記エア
バランス機構１９０のエアバランス用の空気がなんらか
の原因で喪失された場合、Ｚ軸構造物１８０の自重によ
りナツト部材１４６側から送りねじ軸１４５が回転され
てＺ軸構造物１８０が自然落下する恐れがあるが、本実
施例ではロック装置１６０を設けて圧縮空気の喪失時は
、送りねじ軸１４５の上端をロック装置１６０により強
力にロックするようにしたから、エアー喪失時に送りね
じ軸１４５が逆回転されることが有効に防止され、Ｚ軸
構造物１８０の落下による各部の破損を防止することが
できる。また、プローブ着脱機構２００におけるピスト
ンロッド２３２の駆動源は、複数の受圧面を有するアク
チェータ２３５により行なったから、一般の工場に配設
されている比較的低圧の圧縮空気を用いて、プローブホ
ルダ２５０の保持を行なっている皿ばね２２８を強力な
ばね力としても、十分に皿ばね２２８のばね力に打勝っ
てピストンロッド２３２を駆動することができ、プロー
ブホルタ２５０の取付けを確実に行なうことができる。

また、Ｚスピンドル２２０とプローブホルダ２５０とは
、突部２３９と係合凹部２５７とにより位置決めされる
から、Ｚスピンドル２２０に対する取付位置を正確に設
定することができる。また、プローブホルダ２５０のプ
ローブストッカ２９０への設置時には、ピン孔２６８お
よび係合溝２６９とピン２９４および２９５とにより位
置決めされるから、その設置位置を正確に行なうことが
できる。また、プローブストッカ２９０には一対の挟持
体３００からなる挟持手段が設けられているから、テー
ブル５０の移動等による慣性力によってプローブホルダ
２５０がプローブストッカ２９０から落下してしまうと
いうことがなく、不測の事故を未然に防ぐことができる
。また、プローブストッカ２９０には検出器２９７が設
けられているから、プローブホルダ２５０が載置されて
いるか否かが、直ちに判別でき、従って、使用済みのプ
ローブホルダ２５０を戻す際に空いている切欠部２９２
を容易に検出できる。更に、基台１０および梁ｌＯＯは
６様部材で構成されているから、経時変化による精度低
下を有効に防止できる。また、基台ｌＯとＸ軸方向移動
規制部材１１あるいはＸ軸方向移動規制部材１２との接
続構造は、基台ｌＯに設けられた盲穴１３内に接着固定
された固定金具１４にＸ軸方向移動規制部材１１あるい
はＸ軸方向移動規制部材１２を貫通したポル）１６で固
定するようにしたから、その固定を簡易かつ確実に行な
うことができる。また、圧縮空気が喪失された場合のＺ
軸構造物１８０の落下防止構造は、Ｚ軸構造物１８０そ
のものを停止するのではなく、送りねじ軸１４５を停止
するようにしたから、軽い力で口・ンクを行なうことが
でき、ロック装置１６０の構造を簡易にすることができ
る。

なお、本発明の実施にあたり、プローブ着脱機構２００
におけるプルスタッド２５１の支持部即ちボールホルダ
２２６は、前記構造に限らず、電磁石で支持するもの、
コレットチャックで支持するもの等でもよい。また、プ
ローブ着脱機構２００におけるプルスタッド２５１の支
持方法は、前記実施例のように常時挟持しているものに
限らず、一旦引込み完了後は、プローブホルダ２５０の
テーパ面２５３とＺスピンドル２２０のテーパ孔２１９
とで保持するものであってもよい。更に、各Ｙ、Ｘ、Ｚ
軸方向駆動機構６０，１２０゜１４０のモータ６２，１
２２，１４１は、ＡＣ。

ＤＣ，パルス電動機のみならず、エアモータ、油圧モー
タ等も含むものである。また、プローブストッカ２９０
の保持板２９３は、前記実施例のように複数に分割され
たものに限らず、一枚に構成してもよく、この場合は切
欠部２９２は一枚の保持板２９３に複数形成されること
となる。更に、プローブ着脱機構２００は、Ｚ軸構造体
１８０内に設けるものに限らず、その外部に設けるもの
であってもよく、かつ、その構造も前記実施例の構造に
限定されない。また、Ｘ、Ｙ、Ｚ直交三軸のうちＺ軸は
必ずしも鉛直である必要はなく、ｘ軸が鉛直であっても
よく、この場合はＺスピンドル２２０は水平に配置され
ることとなる。更に、本発明におけるタッチ信号プロー
ブとは、タッチ信号プローブ２７０．２８０そのものに
限らず、プローブホルダ２５０に取付けられたものをも
含む概念である。

［発明の効果］上述のように本発明によれば、駆動部分の構造の小型、
簡易化ができるとともに、より自動化の進んだ自動三次
元測定機を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

８１図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図、第
２図はその一部を切欠いた正面図、第３図はＹ軸方向駆
動機構の拡大断面図、第４図はスライダの一部を切欠い
た拡大図、第５図はプローブ着脱機構の拡大断面図、第
６図はプローブホルダの一部を切欠いた拡大断面図、第
７図は第６図の平面図、第８図はプローブストッカの拡
大平面図、第９図は第８図の要部の一部を切欠いた拡大
平面図、第１Ｏ図はその一部を切欠いた拡大正面図、第
１１図は第１０図を下方から見た拡大断面図である。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、５１
゜５３．５４・・・エアベアリング、６０・・・Ｙ軸方
向駆動機構、１００・・・梁、１１０・・・スライダ、
１２０・・・Ｘ軸方向駆動機構、１４０・・・Ｘ軸方向
駆動機構、１８０・・・Ｚ軸構造物、２００・・・プロ
ーブ着脱機構、２１９・・・プローブ取付部としての孔
、２２０・・・スピンドル、２２６・・・ポールホルダ
、２５０・・・プローブホルダ、２７０．２８０・・・
タッチ信号プローブ、２７１，２８１・・・測定子、２
９０・・・プローブストッカ、３１０・・・制御装置、
３２０・・・被測定物。代理人　弁理士　木下　実三（ほか１名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｙ軸を水平方向の軸とした互いに直交するｘ、ｙ
、ｚ三軸のうちＸ及びＸ軸方向の動きを規制する案内面
を有する基台と、この基台の案内面を利用したエアベア
リングを介してＸ及びＸ軸方向の変位が不能とされると
ともに基台の中心にＹ軸方向に沿って設けられた駆動送
りねじ軸に螺合されＹ軸方向に自動送り可能に基台に保
持されたテーブルと、前記基台のＸ軸方向の両側に立設
された一対の支柱と、この一対の支柱間に横架された梁
部材と、この梁部材上をＸ軸方向に自動送り可能に取付
けられたスライダと、先端にタッチ信号プローブを取付
可能にされるとともにＸ軸方向に自動送り可能にスライ
ダに支持されたＺスピンドルと、前記テーブルの送り方
向の一端部に取付部軸線をＸ軸方向に合せて保持された
複数のタッチ信号プローブと、前記Ｚスピンドル内に納
められるとともに前記テーブルに保持されたタッチ信号
プローブをＺスピンドルのプローブ取付部に引込み可能
かつ、この取付部に取付けられたタッチ信号プローブを
テーブル側に押出し可能にするプローブ着脱機構と、前
記テーブルとＺスピンドルとを駆動制御して選択された
タッチ信号プローブの取付部軸線と２スピンドルの軸線
とを一致させるとともにプローブ着脱装置を作動させる
制御装置とを具備したことを特徴とする自動三次元測定
機。