JPS60224016A - 三次元測定機 - Google Patents

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ッチ信号プロー
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、この支柱にタッチ信号プ
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、タッ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
材やセラミッ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、このネットと支柱とをボルト締する構造で
あったから、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ったためである。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って接着剤部分か
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。

［発明の目的コ 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］ 未発明は、基台および／または梁を天然石材、セラミッ
クス等の６様部材で形成するとともに、支柱を金属材で
形成し、前記６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
に締付は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
の締付金具と支柱とにより基台および／または梁を固定
するようにし、これにより従来の孔明は後の接着等の作
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
、セラミックス等の６様部材からなる基台ｌＯは、複数
の水平出し冶具３０を介して設置床ｌ上に水平に設置さ
れる。この基台ｌＯは略凸字状に形成されるとともに、
この凸字状の基台１０の上面中央には基台ｌＯ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し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ｌＯ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１３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図中左右ブｊ
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。

前記水平出し冶具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
ねじ込まれ重犯摺動片３３をベース３１の底面に沿って
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ｌＯ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内傾斜面３２，３
５４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、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
せるようになっている。この曲がり矯正手段４０は、第
５図に示されるように、基台ｌＯ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４２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のねし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っている
。

前記基台ｌＯ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１２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２
０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゜５
４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１０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６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６４に移動可能に螺合されるとともにブラケット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っている。この際、送りねじ軸６
４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の送り槍は、第２図
に示されるように、前記第１の案内部材ｌｌ側に設けら
れたスケール７６およびテーブル５０のブラダｙ　ト５
２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ｌｏの両側面には夫々支柱９
０が固定されている。この支柱９ｏの基台ｌＯ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９ｏの上端間
には前記基台１０と同様な６様部材からなる梁１００が
横架固定されている。この梁１００と支柱９０との固定
構造も、前記支柱９ｏと基台１０との固定構造と同様に
、天然石材等からなる梁ｉ。

Ｏ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１゜２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のねし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１
１０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１
２０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ポールねじ軸か
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１２２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
になっている。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１゜Ｏ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っている。

前記スライダ１１０は、ＪＪ！：ｘｏｏにエアベアリン
グを介して支持されるとともに、内部にＺ軸構造物１８
０を備えている。このＺ軸構造物１８０はスライダ１１
０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っている。また、Ｚ輛構造物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
ッチ信号プローブ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
側にプローブストッカ２９０が設けられている。このプ
ローブストッカ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、左手前側に向って開口され
た多数のＵ字状の切欠部２９２が設けられ、これらの切
欠部２９２には所定のタッチ信号プローブ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図中容号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はサイド力八−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ッカ２９０を位
置させ、この状態でスライダｌｌＯおよびｚ＃Ｉ構造物
１８０１ＸおよびＺ軸方向に移動させてＺスピンドル２
２０の下端にプローブストッカ２９０上の所定のプロー
ブボルダ２５０を挿入固着する。このプローブボルダ２
５０のＺスピンドル２２０への取付けは、Ｚスピンドル
２２０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５ｏを後退させれば、プローブホルダ
２５０がプローブストッカ２９０がら外れ、タッチ信号
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５ｏを制御装置３１Ｏからの指令によりｚ、ｘ、ｙ軸
方向に移動させながらタッチ信号プローブ２８０の測定
子２８１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３１０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６様部材がらなる基台１
０および梁１００と金属からなる支柱９０とを結合する
にあたり、６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ｌＯ１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
側即ちり、子信号プローブ側を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６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。

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１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２３．１０２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。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、６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視図、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、１２０・・・Ｘ軸方
向駆動機構、１８０・・・Ｚ軸構造物、２８０・・・タ
ッチ信号プローブ、３２０・・・被測定物。 代理人　弁理士　木下　実三 （ほか１名） 第ｉ図 第２図 第３図

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ＭＩ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７／または梁を
   天然石材、セラミックス等の６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ｋともに
   内部に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
   る貫通孔を介して連結し、これらの締付金具と支柱とに
   より基台および／または梁を固定することを特徴とする
   三次元測定機。