CN101871759B - 三坐标测量机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种三坐标测量机(1)，其包括三坐标测量机主体(2)和控制装置(3)。三坐标测量机主体(2)包括具有测量触头的探测器(4)和用于驱动探测器(4)的驱动机构(5)。探测器(4)包括用于驱动测量触头的驱动部(43)。控制装置(3)包括第1测量部(321)和第2测量部(322)。第1测量部(321)用于测量受驱动部(43)驱动的测量触头的移动量。第1测量部(322)用于测量探测器(4)的移动量。并且，第2测量部(322)的测量精度低于第1测量部(321)的测量精度。

Description

三坐标测量机
技术领域
本发明涉及一种三坐标测量机。
背景技术
以往，公知一种这样的三坐标测量机，该三坐标测量机包括探测器(probe)和用于支承并驱动该探测器的驱动机构，该探测器具有通过与待测物接触而在一定范围内移动的测量触头，该三坐标测量机基于测量触头的移动量和探测器的移动量测量待测物(例如，文献1：日本特开2008-89578号公报)。
文献1所记载的表面形状测量装置(三坐标测量机)包括驱动机构和具有测量触头的仿形探测器(ProfilingProbe)，在将测量触头按入待测物的状态下获得测量触头的移动量和探测器的移动量，通过将所获得的各移动量合成来测量待测物。
在这样的三坐标测量机中，由于通过利用驱动机构使测量触头移动来测量待测物，因此，需要使用具有比待测物大的测量空间的三坐标测量机进行测量。因此，例如，在测量汽车用的零件等较大的待测物时，需要使用较大的三坐标测量机进行测量。
在此，例如，在利用三坐标测量机测量以规定的间隔连续地形成有多个较小的孔那样的较大的待测物时，必须高精度地测量孔径，但有时可以不高精度地测量各孔之间的间距，即，有时既有必须高精度地测量的较小的区域又有可以不高精度地测量的较大的区域。
但是，在这样的情况下，采用文献1所述的三坐标测量机的问题在于，必须使用测量精度与必须高精度地测量的较小的区域相应的高价的三坐标测量机来进行测量。
另外，较大的三坐标测量机由于其驱动机构也较大，因此，存在难以高速地测量较小的区域这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能适当地测量既存在必须高精度地测量的较小的区域又存在可以不高精度地测量的较大的区域的较大的待测物的便宜的三坐标测量机。
本发明的三坐标测量机包括探测器和用于支承并驱动上述探测器的驱动机构，上述探测器具有能在一定范围内移动的测量触头，该三坐标测量机基于上述测量触头的移动量和上述探测器的移动量测量待测物，其特征在于，上述探测器包括用于驱动上述测量触头的测量触头驱动部，上述三坐标测量机包括用于测量受上述测量触头驱动部驱动的上述测量触头的移动量的第1测量部和用于测量上述探测器的移动量的第2测量部，上述第2测量部的测量精度低于上述第1测量部的测量精度。
采用这样的结构，三坐标测量机能通过利用测量触头驱动部驱动测量触头来测量较小的区域，通过利用驱动机构驱动探测器来测量较大的区域。并且，由于用于测量探测器的移动量的第2测量部的测量精度低于用于测量测量触头的移动量的第1测量部的测量精度，因此，能够合适地测量既存在必须高精度地测量的较小的区域又存在可以不高精度地测量的较大的区域的较大的待测物。并且，由于仅提高第1测量部的测量精度即可，因此能便宜地制造三坐标测量机。
另外，由于测量触头驱动部设于受驱动机构驱动的探测器上，因此，与驱动机构相比，测量触头驱动部较小。因此，能高速地测量较小的区域。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的三坐标测量机的框图。
图2是概略表示上述实施方式的三坐标测量机主体的一部分的示意图。
图3是放大表示上述实施方式的探测器的示意图。
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的一实施方式。
图1是表示本发明的一实施方式的三坐标测量机1的框图。
如图1所示，三坐标测量机1包括三坐标测量机主体2和用于控制三坐标测量机主体2的控制装置3。
图2是概略表示三坐标测量机主体2的一部分的示意图。在图2中，将上方向作为+Z方向、将与该Z轴垂直的两轴分别作为X轴及Y轴进行说明。以下的图中也同样。
如图1及图2所示，三坐标测量机主体2包括探测器4和用于支承并驱动该探测器4的驱动机构5，该探测器4具有用于测量待测物9的球状的测量触头41A。另外，在本实施方式中，作为待测物9，以沿X轴方向以规定的较大的间隔连续地形成有多个较小的孔91、92、93的较大的构件为例进行说明。
图3是放大表示探测器4的示意图。
如图3所示，探测器4包括探针(8tylus)41和用于支承探针41的基端侧的支承机构42，该探针41形成为轴线在Z轴方向的棒状，在顶端侧(图3中的下方侧)具有测量触头41A。
如图1及图3所示，支承机构42以使探针41能在一定范围内沿X、Y、Z轴的各轴方向(图3中箭头方向)移动的方式支承该探针41，支承机构42包括用于在各轴方向上驱动探针41的驱动部43和用于检测探针41在各轴方向上的移动量的探测器传感器44。即，驱动部43通过驱动探针41而起到用于驱动测量触头41A的测量触头驱动部的作用。
如图1及图2所示，驱动机构5使探测器4能沿X轴方向(图2中箭头方向)移动地支承该探测器4，并且沿X轴方向驱动探测器4，驱动机构5包括用于检测探测器4在X轴方向的移动量的刻度传感器(scalesensor)51。
如图1所示，控制装置3包括驱动控制部件31和测量部件32，该驱动控制部件31用于控制探针41和探测器4的驱动；该测量部件32用于基于探测器传感器44和刻度传感器51的检测结果来测量待测物9的表面形状等。
驱动控制部件31基于预先输入的待测物9的轮廓数据对驱动部43和驱动机构5输出用于驱动探针41和探测器4的位置指令值。
测量部件32包括第1测量部321和第2测量部322。
第1测量部321基于探测器传感器44的检测结果来测量受驱动部43驱动的探针41的移动量、即测量触头41A的移动量。
第2测量部322基于刻度传感器51的检测结果来测量受驱动机构5驱动的探测器4的移动量。并且，第2测量部322的测量精度低于第1测量部321的测量精度。
下面，说明利用三坐标测量机1测量待测物9的各孔91～93的直径及各孔91～93之间的间距。
例如，在测量孔92的直径时，在驱动控制部件31的控制下，驱动机构5如图2所示地使探测器4移动到孔92的附近位置，利用第2测量部322测量探测器4的移动量。
在利用第2测量部322测量探测器4的移动量时，在驱动控制部件31的控制下，驱动部43使探针41移动而使测量触头41A抵接孔92的内侧面，利用第1测量部321测量测量触头41A的移动量。
在利用第1测量部321测量测量触头41A的移动量时，测量部件32基于探测器4的移动量和测量触头41A的移动量来测量测量触头41A所抵接的孔92的内侧面的位置。
然后，一边利用驱动部43使测量触头41A沿孔92的内周移动一边利用测量部件32进行测量，从而测量出孔92的中心及直径。
接着，在测量与孔92相邻的孔93的直径时，在驱动控制部件31的控制下，驱动机构5使探测器4移动到孔93的附近位置。然后，测量部件32与孔92同样地测量孔93的中心及直径，基于测量出的孔92、93的中心及直径来测量孔92、93之间的间距。
采用本实施方式的三坐标测量机1，具有如下的效果。
(1)三坐标测量机1通过利用驱动部43驱动测量触头41A来测量孔91～93，通过利用驱动机构5驱动探测器4能测量孔91～93之间的间距。并且，由于用于测量探测器4的移动量的第2测量部322的测量精度低于用于测量测量触头41A的移动量的第1测量部321的测量精度，因此，能合适地测量既存在必须高精度地测量的较小的区域的孔91～93又存在可以不高精度地测量的较大的区域的孔91～93之间的间距的较大的待测物9。
(2)由于仅提高第1测量部321的测量精度即可，因此，能便宜地制造三坐标测量机1。
(3)驱动部43由于设于受驱动机构5驱动的探测器4上，因此，与驱动机构5相比，该驱动部43较小。因此，能高速地测量较小的区域。
实施方式的变形
另外，本发明并不限定于上述实施方式，能达到本发明目的的范围内的变形、改良等也包含于本发明。
例如，在上述实施方式中，驱动机构5沿X轴方向一个轴方向向驱动探测器4，但也可以沿两个轴方向、三个轴方向驱动探测器4。另外，驱动机构也可以使探测器不直线性地移动，例如可以使探测器像机械手臂那样非直线性地移动。总之，驱动机构是用于支承并驱动探测器的机构即可。
在上述实施方式中，三坐标测量机1包括1个探测器4，但也可以包括两个以上探测器。
在上述实施方式中，探测器4被驱动机构5支承为使探针41的轴线位于Z方向的姿势，但探测器也可以被驱动机构支承为任意的姿势。
在上述实施方式中，三坐标测量机1包括通过与待测物9接触来进行测量的接触式的测量触头41A。与此相对，例如，三坐标测量机也可以包括像图像探测器等那样不与待测物接触地进行测量的非接触式的测量触头。

Claims (1)

1.一种三坐标测量机，其包括具有探针的探测器和用于支承并驱动上述探测器的驱动机构，上述探针的顶端具有能在一定范围内移动的测量触头，该三坐标测量机基于上述测量触头的移动量和上述探测器的移动量来测量待测物，其特征在于，
上述探测器包括通过向各轴方向驱动上述探针来驱动上述测量触头的测量触头驱动部，和用于检测上述探针在各轴方向上的移动量的探测器传感器，
上述驱动机构包括用于检测上述探测器在轴方向的移动量的刻度传感器，
上述三坐标测量机包括向上述测量触头驱动部和上述驱动机构输出用于驱动上述探针和上述探测器的位置指令的驱动控制部件，
上述三坐标测量机还包括基于上述探测器传感器的检测结果来测量受上述测量触头驱动部驱动的上述测量触头在上述各轴方向上的移动量的第1测量部，
和基于上述刻度传感器的检测结果来测量上述探测器的移动量的第2测量部。
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