CN1323275C - 测定装置 - Google Patents

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Abstract

一种测定装置(1)，包括在前端具有检测部的臂(4)和使该臂(4)可沿其轴向移动地将其支承的臂导向件(53)，其根据检测部的位置进行被测定物的尺寸测定；其中：臂(4)具有依次分级地配置于臂导向件(53)并且可相对各自的前级移动地被支承的主臂(41)和副臂(42)，并且该测定装置具有分别使基端侧的主臂(41)和下一级的副臂(42)在主臂(41)的轴向移动的同步驱动装置(54)。

Description

测定装置
技术领域
本发明涉及一种根据检测部的位置进行被测定物的尺寸测定的测定装置。
背景技术
过去，已知这样的测定装置，该测定装置具有在前端设置有作为检测部的测头的臂和将该臂可沿其轴向移动地支承的支承部，根据测头的位置进行被测定物的尺寸测定(例如参照日本实开平4-45911号公报(图1))。
上述实用新型文献的测定装置具有可朝基台的水平面的一方向移动地设置的支柱、可朝水平面的铅直方向自由移动地支承于该支柱的横梁、可朝相对支柱的移动方向和横梁的移动方向垂直的方向自由移动地支承于该横梁的滑块、设于该滑块的臂、及设于该臂的前端的测头。
当使用该测定装置进行被测定物的尺寸测定时，使支柱、横梁、及滑块移动，使测头接触于被测定物，从而进行尺寸测定。
另外，作为卧式二维型的测定装置，已知图7所示测定装置7。
该测定装置7具有基台71、垂直于该基台71的水平面地设置的支柱72、可自由升降地支承于该支柱72的支承部73、可朝相对该支承部73的移动方向垂直的方向自由移动地被支承的滑块74、设于该滑块74的臂75、及设于该臂75前端的图中未示出的作为检测部的测头。
当使用该测定装置7进行被测定物的尺寸测定时，使滑块74移动，将测头接触于被测定物，从而进行尺寸测定。
可是，在日本实开平4-45911号公报中公开的测定装置和测定装置7中，需要使设置空间为测头的行程(以下简称检测部行程)的2倍以上。
例如，在测定装置7中，当测头移动了检测部行程S1时，滑块74也移动检测部行程S1，所以，需要使支承滑块74的支承部73的长度至少为检测部行程S1与滑块74的长度X的和。
因此，需要使测定装置7的设置空间W7至少为2(S1)+X，即检测部行程S1的2倍以上。
另外，根据测定的高效化、高速化等要求，最好缩短使测头接触·离开被测定物的移动时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种省空间化和缩短测定时间的测定装置。
本发明的测定装置包括在前端具有检测部的臂和使该臂可沿其轴向移动地将其支承的支承部，是根据上述检测部的位置进行被测定物的尺寸测定的测定装置；其特征在于：上述臂具有依次分级地配置于上述支承部并且可相对各自的前级移动地被支承的多个短尺寸臂；并且该测定装置具有分别使基端侧的短尺寸臂和下一级以后的短尺寸臂沿基端侧的短尺寸臂的轴向移动的驱动装置。
按照本发明，将臂构成为具有依次分级地配置到支承部，同时，可相对各自的前级移动地支承的多个短尺寸臂，所以，可使检测部行程为各短尺寸臂的行程的总和。
由于可使各短尺寸臂的长度比检测部行程短，所以，也可使支承这些短尺寸臂的支承部的长度比检测部的行程短。
因此，可使设置空间，即检测部行程与支承部的长度的和在检测部行程的2倍以下，所以，与已有的测定装置(以下简称已有测定装置)相比可实现省空间化。
本发明的检测部的移动量(以下简称检测部移动量)为各短尺寸臂的移动量的总和，另一方面已有测定装置的检测部移动量为1个臂的移动量。
当本发明的各短尺寸臂中的至少1个短尺寸臂的移动速度与已有测定装置的臂的移动速度大体相等时，使各短尺寸臂移动任意时间时的本发明的检测部移动量比已有测定装置的长。
因此，与已有测定装置相比，可缩短使本发明的检测部移动任意量的时间。即，可缩短用于使检测部相对被测定物接触·离开的移动时间。
另外，由于采用具有分别使基端侧的短尺寸臂与下一级以后的短尺寸臂在基端侧的短尺寸臂的轴向移动的各驱动装置，所以，可选择地使短尺寸臂移动。例如，当到测定部位的距离较长时，可使多个短尺寸臂移动；当距离较短时，可仅使1个短尺寸臂移动。
在本发明中，最好上述各驱动装置为相互同步驱动的同步驱动装置，并且最好上述基端侧的短尺寸臂和上述下一级以后的短尺寸臂连动地移动。
按照本发明，由于采用使各驱动装置为相互同步驱动的同步驱动装置，并且使基端侧的短尺寸臂和上述下一级以后的短尺寸臂连动地移动的构成，所以，当本发明的各短尺寸臂的移动速度与已有测定装置的臂的移动速度大体相等时，使各短尺寸臂移动任意时间时的本发明的检测部的移动量与在已有测定装置的检测部移动量乘以短尺寸臂的个数获得的量大体相等。
因此，可使用于使检测部相对被测定物接触·离开的移动时间为已有测定装置的移动时间除以短尺寸臂的个数所获得的时间。
在本发明中，最好上述短尺寸臂包含支承于上述支承部的第1短尺寸臂和设于该第1短尺寸臂的下一级并在前端具有上述检测部的第2短尺寸臂，而且最好上述同步驱动装置包含使上述第1短尺寸臂在轴向移动的第1移动机构和使上述第2短尺寸臂与该第1移动机构同步地在与上述第1短尺寸臂的移动方向相同的方向移动的第2移动机构。
按照本发明，将臂形成为包含支承于支承部的第1短尺寸臂和设于该第1短尺寸臂的下一级的第2短尺寸臂的构成，所以，如使第1、2短尺寸臂和支承部的长度大体相同，则可使各长度为检测部行程的约一半。因此，可使设置空间为检测部行程的3/2，即已有测定装置的行程的约3/4。
另外，用于使检测部相对被测定物接触·离开的移动时间与已有测定装置的移动时间相比也可为约一半。
另外，由于分别设置第1、2移动机构，所以，可相应于第1、2短尺寸臂的长度使其以不同的速度移动。
在本发明中，最好采用这样的构成，即上述第1移动机构包含在上述支承部上沿上述第1短尺寸臂的移动方向设置的齿条、可回转地设于上述第1短尺寸臂并且与上述齿条啮合的小齿轮、及使该小齿轮的轴回转的回转施加装置，并且最好上述第2移动机构包含固定于上述小齿轮的轴的带轮、可回转地支承于上述第1短尺寸臂的前端侧的带轮、及张挂于这些带轮间并且一部分连接于上述第2短尺寸臂的带。
按照本发明，将第1移动机构和第2移动机构分别构成为包含价廉而且构造简单的齿条·小齿轮机构和带·带轮机构的构成，所以，可由低成本构成同步驱动装置，同时，可容易地进行修理。
而且，由于在小齿轮的轴上设置带轮，形成由回转施加装置使该轴回转的构成，所以，可由1个驱动源使2个短尺寸臂移动。
在本发明中，最好上述支承部和上述第1短尺寸臂形成为筒状，上述第1短尺寸臂收容于上述支承部内，并且上述第2短尺寸臂收容于上述第1短尺寸臂内。
按照本发明，在形成为筒状的支承部和第1短尺寸臂的内部收容设于各自的下一级的第1短尺寸臂和第2短尺寸臂，所以，可沿支承部和第1短尺寸臂的内周设置可移动地支承设于各自的下一级的构件的多个支承构件等。
因此，可抑制第1短尺寸臂和第2短尺寸臂的朝与移动方向垂直的方向的偏移，还可抑制检测部的位置偏移，所以，可抑制测定误差。
另外，在该构成中，第2短尺寸臂形成得比第1短尺寸臂细，第1短尺寸臂形成得比支承部细。
因此，当臂伸长时，可抑制第1短尺寸臂和第2短尺寸臂的自重导致的挠曲，可抑制检测部的位置偏移，所以，可抑制测定误差。
本发明最后在上述支承部与上述第1短尺寸臂之间和上述第1短尺寸臂与上述第2短尺寸臂之间设置空气轴承机构。
按照本发明，在支承部和第1短尺寸臂之间及第1短尺寸臂与第2短尺寸臂之间设置空气轴承机构，所以，可顺利地进行第1短尺寸臂相对支承部的移动和第2短尺寸臂相对第1短尺寸臂的移动。
本发明最好从上述第1短尺寸臂的前端到上述第2短尺寸臂的前端设置伸缩罩，该伸缩罩覆盖上述第2短尺寸臂，同时，随着上述第2短尺寸臂的移动沿其移动方向伸缩。
按照本发明，从第1短尺寸臂的前端到第2短尺寸臂的前端设置伸缩罩，该伸缩罩覆盖第2短尺寸臂，并随着第2短尺寸臂的移动沿其移动方向伸缩，所以，可防止第1短尺寸臂与第2短尺寸臂之间的污染，可顺利地进行两者之间的移动。
附图说明
图1为本发明一个实施方式的测定装置的正面图。
图2为上述实施方式中的要部的动作模式图。
图3为上述实施方式中的要部断面模式图。
图4为上述实施方式中的要部断面模式图。
图5为上述实施方式的变形例的正面图。
图6为上述实施方式的变形例的正面图。
图7为已有测定装置的正面图。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的一个实施方式。
在图1中，示出本实施方式的卧式二维测定装置1(以后简称测定装置1)的正面图。
该测定装置1如图1所示那样具有基座2和测定单元3。
测定单元3具有臂4和相对移动机构5，该臂4在前端设置有作为检测部的测头P，该相对移动机构5使该臂4相对被测定物进行相对移动。
臂4设置有作为第1短尺寸臂的主臂41和作为第2短尺寸臂的副臂42，该主臂41支承在作为相对移动机构5具有的支承部的臂导向件53，该副臂42设于该主臂41的下一级并在前端具有测头P。
臂导向件53和主臂41大体形成为圆筒状，副臂42大体形成为圆柱形状，如图2(A)、(B)所示，主臂41收容于臂导向件53的内部，副臂42收容于主臂41的内部。
臂导向件53、主臂41、及副臂42形成为其轴向长度大体相等。
在主臂41的基端(图2(A)的右侧)侧的外周沿该外周设置多个空气轴承411。
在主臂41的前端侧的内周沿该内周具有多个空气轴承412。
相对移动机构5具有垂直于基座2的水平面地设置的支柱51、可沿该支柱51移动地被支承的滑架52、配合于滑架52的臂导向件53、使主臂41和副臂42同时朝相同方向移动的同步驱动装置54。
滑架52的轴向长度形成为比臂导向件53的轴向长度大的L1。
同步驱动装置54如图3和图4所示那样，包含作为第1移动机构的主臂移动机构55和作为第2移动机构的副臂移动机构56，该主臂移动机构55使主臂41朝轴向移动，该副臂移动机构56与该主臂移动机构55同步地使副臂42朝与主臂41的移动方向相同的方向移动。
主臂移动机构55包含在臂导向件53上沿主臂41的移动方向设置的齿条551、可回转地设于主臂41的与齿条551啮合的小齿轮552、及使该小齿轮552的回转轴553回转的回转施加装置554。
回转轴553的前端侧(图3的上侧)从主臂41凸出，在该凸出的前端安装有小齿轮552。
回转施加装置554具有电动机555、及将该电动机555的回转传递到回转轴553的齿轮列556。
齿轮列556包括安装于电动机555的回转轴555A的驱动齿轮556A、与该驱动齿轮556A啮合的传递齿轮556B、及与该传递齿轮556B啮合并且安装于回转轴553的基端的从动齿轮556C。
副臂移动机构56具有固定于回转轴553的大体中央的驱动侧带轮561、可回转地支承于主臂41的前端侧的从动侧带轮562、张挂于驱动侧带轮561与从动侧带轮562之间的同步带563、及设于该同步带563与副臂42的基端之间的接合部564。
小齿轮552、驱动侧带轮561、及从动侧带轮562以相同直径形成以便当由同步驱动装置54的驱动使主臂41和副臂42移动了任意的时间时，使主臂41相对臂导向件53的移动量(以下简称主臂移动量)与副臂42相对主臂41的移动量(以下简称副臂移动量)相等。
调整齿条551的长度和驱动侧带轮561与从动侧带轮562之间的距离以便使主臂41相对臂导向件53的行程(以下简称主臂行程)与副臂42相对主臂41的行程(以下简称副臂行程)相等，且该两者的和，即检测部行程为S1。
下面说明使用测定装置1的被测定物的尺寸测定方法。
与被测定物的测定点的高度对应，沿支柱51使滑架52移动。
此时，如图2(A)所示，主臂41和副臂42分别收容于各自的前级所具有的臂导向件53和主臂41(以后称初始状态)。
当驱动同步驱动装置54时，主臂41和副臂42同时朝测定点的方向移动。
具体地说，当电动机555驱动、驱动齿轮556A朝图3所示R方向回转时，从动齿轮556C也朝R方向回转。
当从动齿轮556C朝R方向回转时，回转轴553所具有的小齿轮552和驱动侧带轮561也朝R方向回转。
当小齿轮552朝R方向回转时，由齿条·小齿轮机构使主臂41朝F方向移动，此时的主臂移动量由图中未示出的主臂位置检测器检测。
当驱动侧带轮561朝R方向回转时，由带·带轮机构使副臂42朝F方向移动，此时的副臂移动量由图中未示出的副臂位置检测器检测。
检测部移动量为主臂移动量与副臂移动量的和，该检测部移动量由图中未示出的测头位置检测器计算。
例如，如图2(B)所示那样，从初始状态经过T秒后，主臂移动量和副臂移动量分别成为(S1)/2时，检测部移动量成为检测部行程S1。
根据这样获得的、测头P接触测定点时的检测部移动量可获得被测定物的尺寸。
当使臂4返回到初始状态时，由电动机555使驱动齿轮556A朝L方向回转，从而使各构件朝与上述方向相反方向回转、移动，返回到初始状态。
上述本实施方式具有以下效果。
由于采用使臂4具有多个短尺寸臂的构成，并且具有使这些短尺寸臂同时朝相同方向移动的同步驱动装置54，所以，可使检测部行程S1为各短尺寸臂的行程的和，可使各短尺寸臂的长度比检测部行程S1短。
因此，可使支承这些短尺寸臂的臂导向件53所配合的滑架52的长度比检测部行程S1短，所以，可使测定装置1的设置空间W1比测定装置7的设置空间W7短，实现省空间化。
特别是在本实施方式的测定装置1中，臂4包含各长度大体相等的主臂41和副臂42，滑架52的长度为L1(L1(1/2)S1)，所以，可使测定装置1的设置空间W1(＝S1+L1(3/2)L1)为测定装置7的设置空间W7(＝2(S1)+X)的约3/4。
在测定装置1的各短尺寸臂的移动速度与测定装置7的臂75的移动速度大体相等的场合，测定装置1的各短尺寸臂的移动量与臂75的移动量相等，所以，测定装置1的检测部移动量与在测定装置7的检测部移动量乘以短尺寸臂的个数后获得的量大体相等。
因此，与测定装置7相比，可缩短使测定装置1的测头P移动任意量的时间，所以，可缩短使测头P相对被测定物接触·离开的移动时间。
特别是在本实施方式的测定装置1中，由主臂41和副臂42构成臂4，所以，可使用于使测头P相对被测定物接触·离开的移动时间约为测定装置7的移动时间的一半。
另外，由于分别设置有主臂移动机构55和副臂移动机构56，所以，可相应于主臂41和副臂42的长度使其按不同的速度移动。
由于主臂移动机构55和副臂移动机构56分别为包含廉价而且构造简单的齿条·小齿轮机构和带·带轮机构的构成，所以，可由低成本构成同步驱动装置54，同时，可容易地进行修理。
并且，在小齿轮552的回转轴553上设置有驱动侧带轮561，由回转施加装置554的电动机555使该回转轴553回转，所以，可由1个驱动源使2个短尺寸臂移动。
由于在大体为圆筒状的臂导向件53和主臂41的内部收容设于各自的下一级的主臂41和副臂42，所以，可沿主臂41的基端侧的外周设置可相对臂导向件53移动地支承主臂41的多个空气轴承411，可沿主臂41的前端侧的内周设置可相对主臂41移动地支承副臂42的多个空气轴承412。
因此，可抑制主臂41和副臂42的朝与其移动方向垂直的方向的偏移，所以，可抑制测定误差。
副臂42形成得比主臂41细，主臂41形成得比臂导向件53细，可抑制臂4伸长时的由主臂41和副臂42的自重导致的挠曲，所以，可抑制测定误差。
另外，由空气轴承411、412可顺利地进行主臂41相对臂导向件53的移动和副臂42相对主臂41的移动。
本发明不限于上述实施方式，可实现本发明的目的的范围内的变形、改良包含于本发明。
例如，虽然臂4形成为包含2个短尺寸臂的构成，但也可形成为包含3个以上的短尺寸臂的构成。
虽然小齿轮552、驱动侧带轮561和从动侧带轮562形成为相同直径以便当由同步驱动装置54的驱动使主臂41和副臂42移动任意时间时，主臂移动量与副臂移动量相等，但也可将其形成为不同的直径，使主臂移动量与副臂移动量不相等。
虽然使主臂行程与副臂行程相等地调整了齿条551的长度和驱动侧带轮561与从动侧带轮562之间的长度，但也可使主臂行程与副臂行程不相等地调整。
不过，如检测部行程S1相同，则本实施方式可将滑架52的长度L1设为最小，所以，可使设置空间W1为最小。
虽然采用了主臂移动机构55具有齿条·小齿轮机构，副臂移动机构56具有带·带轮机构的构成，但如可使主臂41相对臂导向件53移动、副臂42相对主臂41移动，则也可设置其它的相对移动机构。
虽然采用了由1个同步驱动装置54使主臂41和副臂42移动的构成，但采用设置独立地驱动这些主臂41和副臂42的驱动装置的构成，如同时对其进行驱动，则可获得与上述效果同样的效果。另外，在这样的构成中，例如，如仅选择性地使主臂41移动，则由于该主臂41的刚性比副臂42高，所以，与仅使副臂42移动时相比，可减少臂4的变形量。另外，由于移动的臂为1个，所以，与使主臂41和副臂42移动时相比，可减少臂4的变形量。因此，可确保臂4的移动真直度，可改善测定精度。另一方面，如仅使副臂42移动，则可对应狭小场所的测定。
也可如图5所示，使其具有在副臂42的前端设置了测头P的测头保持台43，在该测头保持台43的基端与主臂41的前端之间安装伸缩罩44。这样，可防止主臂41与副臂42间的污染，可顺利地进行该两者间的移动。
另外，也可在主臂41的外侧安装伸缩罩，还可安装跨越主臂41和副臂42两者的1个伸缩罩。
虽然主臂41、副臂42、及同步驱动装置54设置在卧式二维测定装置1中，但也将其可设置到卧式或立式的一维或三维测定装置。例如图6所示那样，在立式三维测定装置60设置时可实现纵向的省空间化。
虽然作为检测部设置了测头P，但也可设置应用CCD摄影机或利用激光等的非接触式检测器。总之，只要是根据检测部的位置进行被测定物的尺寸测定的测定装置，则对其种类不进行限制。

Claims (8)

1.一种测定装置，包括在前端具有检测部的臂和使该臂可沿该臂的轴向移动地将其支承的支承部，其根据上述检测部的位置进行被测定物的尺寸测定，其特征在于：
上述臂具有依次分级地配置于上述支承部并且可相对各自的前级移动地被支承的多个短尺寸臂；并且
该测定装置具有分别使基端侧的短尺寸臂和下一级以后的短尺寸臂在基端侧的短尺寸臂的轴向移动的驱动装置。
2.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于：
上述各驱动装置为相互同步驱动的同步驱动装置，并且上述基端侧的短尺寸臂和上述下一级以后的短尺寸臂连动地移动。
3.根据权利要求2所述的测定装置，其特征在于：
上述短尺寸臂包含支承于上述支承部的第1短尺寸臂和设于该第1短尺寸臂的下一级并在前端具有上述检测部的第2短尺寸臂；
上述同步驱动装置包含使上述第1短尺寸臂在轴向移动的第1移动机构和使上述第2短尺寸臂与该第1移动机构同步地朝与上述第1短尺寸臂的移动方向相同的方向移动的第2移动机构。
4.根据权利要求3所述的测定装置，其特征在于：
上述第1移动机构包含在上述支承部上沿上述第1短尺寸臂的移动方向设置的齿条、可回转地设于上述第1短尺寸臂并且与上述齿条啮合的小齿轮、及使该小齿轮的轴回转的回转施加装置；
上述第2移动机构包含固定于上述小齿轮的轴的带轮、可回转地支承于上述第1短尺寸臂的前端侧的带轮、及张挂于这些带轮间并且一部分连接于上述第2短尺寸臂的带。
5.根据权利要求3或4所述的测定装置，其特征在于：
上述支承部和上述第1短尺寸臂形成为筒状；
上述第1短尺寸臂收容于上述支承部内，并且上述第2短尺寸臂收容于上述第1短尺寸臂内。
6.根据权利要求5所述的测定装置，其特征在于：
在上述支承部与上述第1短尺寸臂之间和上述第1短尺寸臂与上述第2短尺寸臂之间设置有空气轴承机构。
7.根据权利要求3、4、6中任何一项所述的测定装置，其特征在于：
从上述第1短尺寸臂的前端到上述第2短尺寸臂的前端设置有伸缩罩，该伸缩罩覆盖上述第2短尺寸臂，同时，随着上述第2短尺寸臂的移动沿该第2短尺寸臂的移动方向伸缩。
8.根据权利要求5中任何一项所述的测定装置，其特征在于：
从上述第1短尺寸臂的前端到上述第2短尺寸臂的前端设置有伸缩罩，该伸缩罩覆盖上述第2短尺寸臂，同时，随着上述第2短尺寸臂的移动沿该第2短尺寸臂的移动方向伸缩。
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