-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Herkömmlicherweise war eine Meßvorrichtung, wie eine dreidimensionale Meßvorrichtung und Koordinatenmeßvorrichtung, zum Messen von Profil und Maß eines Werkstücks bekannt. Generell umfaßt eine derartige Meßvorrichtung eine Basis, eine Sonde, eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Sonde relativ zu der Basis in dreidimensionalen Richtungen (X-, Y-, und Z-Achsenrichtung) und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegung der Bewegungsvorrichtung; zum Erfassen eines Koordinatenwerts jeweiliger Achsen, wenn die Sonde das Werkstück berührt, und; zum Messen des Maßes des Werkstücks auf der Grundlage der Koordinatenwerte.
-
Gewöhnlich sind Hauptstrukturelemente, wie die Basis und die Bewegungsvorrichtung dieses Typs einer Meßvorrichtung, aus Materialien hergestellt, welche eine für die jeweiligen Bestandteile erforderliche Steifigkeit aufweisen.
-
Beispielsweise ist die Basis aus Stein, Keramik und Gußstücken hergestellt und weist ein Deckelement zum Bedecken des Umfangs davon auf. Beide Beinabschnitte eines Portalrahmens der Bewegungsvorrichtung sind aus Gußstücken hergestellt, und ein Balken, welcher zwischen oberen Enden der Beine gespannt ist, ist aus Keramik hergestellt, wobei die Verbindung der Teile die Bewegungsvorrichtung bildet.
-
Aufgrund der Tatsache jedoch, dass die herkömmliche Meßvorrichtung verschiedene Materialien verwendet, welche eine für jeweilige Abschnitte erforderliche Steifigkeit aufweisen, wird eine geometrische Genauigkeit bei einer Temperaturänderung verschlechtert.
-
Es wird angenommen, daß die Verschlechterung der geometrischen Genauigkeit durch folgende Gründe verursacht wird:
-
(1) Verschlechterung einer geometrischen Genauigkeit gemäß einem Unterschied bei einer Temperaturverteilung innerhalb der Vorrichtung
-
Aufgrund der Tatsache, daß die herkömmliche Meßvorrichtung verschiedene Materialien verwendet, welche eine für jeweilige Abschnitte erforderliche Steifigkeit aufweisen, unterscheidet sich die Wärmeleitfähigkeit in jeweiligen Abschnitten, wodurch die Temperaturverteilung innerhalb der Vorrichtung ungleichförmig gemacht wird, um eine geometrische Genauigkeit zu verschlechtern.
-
(2) Verschlechterung einer geometrischen Genauigkeit durch Anbringen unterschiedlicher Elemente
-
Aufgrund der Tatsache, daß Elemente mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten direkt in jeweiligen Abschnitten der herkömmlichen Meßvorrichtung angebracht sind, unterscheiden sich die Ausdehnungsbeträge jeweiliger Elemente, wenn sich die Temperatur ändert, wodurch die Verschlechterung der geometrischen Genauigkeit verursacht wird.
-
Einige der dreidimensionalen Meßvorrichtungen weisen eine Temperaturkorrekturfunktion auf, welche versucht, den Temperaturbereich, in welchem die Genauigkeit gewährleistet ist, zu erweitern.
-
Die Temperaturkorrekturfunktion kann jedoch nicht wirksam durchgeführt werden, solange das zuvor erwähnte Problem (Verschlechterung einer geometrischen Genauigkeit bei einer Temperaturänderung) nicht gelöst ist.
-
Eine dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechende, aus der
EP 0 255 574 B1 bekannte Meßvorrichtung umfasst eine Basis, eine Sonde und eine Bewegungsvorrichtung zum relativen Bewegen der Basis und der Sonde. Die Bewegungsvorrichtung bewegt die Sonde in drei Achsen. Die Basis besteht aus Aluminiumguß.
-
Aus der
DE 36 31 825 A1 ist ein Koordinatenmessgerät bekannt, das in einer Kabine untergebracht ist, in die Luft mit einer vorbestimmten Temperatur über ein Gebläse eingeführt wird.
-
Die
DE 88 02 791 U1 offenbart ein Koordinatenmessgerät mit einem Messtisch, auf dem ein Hilfsmesstisch angeordnet ist. Der Hilfsmesstisch weist einen Rahmen mit einer transparenten Platte auf, auf der ein Messkörper aufliegt. Der Messkörper wird von einer im Rahmen befindlichen Lampe beleuchtet. Ein Ventilator ist zur Kühlung des Innenraums im Rahmen angeordnet.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Meßvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Meßgenauigkeit bei einer Temperaturänderung in einem breiten Temperaturbereich gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
-
Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung weist eine Basis, eine Sonde und eine Bewegungsvorrichtung zum relativen Bewegen der Basis und der Sonde sowie eine Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegung der Bewegungsvorrichtung auf. Ein Hauptstrukturelement der Bewegungsvorrichtung ist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt. Die Basis ist durch eine Basisabdeckung bedeckt, wobei die Basisabdeckung einen Basisventilator zum Zirkulieren von Luft zu einer Innenseite und einer Außenseite der Basisabdeckung und einen Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen der Steuervorrichtung aufweist. Die Steuervorrichtung ist in dem Aufnahmeabschnitt aufgenommen und weist eine wärmeisolierende Bedeckung zum Bedecken der Steuervorrichtung und einen Ventilator zum Abführen von Abwärme von der Steuervorrichtung zu deren Außenseite auf.
-
Gemäß der oben erwähnten Anordnung kann, da das Hauptstrukturelement der Bewegungsvorrichtung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt ist, welche eine große Wärmeleitfähigkeit aufweisen, eine Temperaturnachführfähigkeit gegen die Temperaturänderung verbessert werden, wodurch eine gleichförmige Temperaturverteilung der gesamten Vorrichtung hergestellt wird. Außerdem kann die Sonde in dreidimensionalen Richtungen bewegt werden, wodurch ein dreidimensionales Maß des Werkstücks hochgenau gemessen wird.
-
Beispielsweise können, wenn die Bewegungsvorrichtung aus einem Portalrahmen, einem Schieber und einer Z-Achsen-Spindel hergestellt ist, der Portalrahmen, der Schieber und die Z-Achsen-Spindel aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt sein, um eine gleichförmige Temperaturverteilung des Hauptstrukturelements der Bewegungsvorrichtung zu erzielen.
-
Demgemäß kann, da eine Verschlechterung einer geometrischen Genauigkeit in Übereinstimmung mit der Temperaturänderung eingeschränkt werden kann, die Genauigkeit ungeachtet der Temperaturänderung gewährleistet werden, und der Genauigkeit gewährleistende Temperaturbereich kann erweitert werden.
-
Wie oben erwähnt, weist die Meßvorrichtung weist eine wärmeisolierende Bedeckung zum Bedecken der Steuervorrichtung und einen Ventilator zum Abführen von Abwärme von der Steuervorrichtung zu deren Außenseite auf.
-
Da die Wärme von der Steuervorrichtung durch den Ventilator zu der Außenseite abgeführt werden kann, kann der schlechte Einfluß durch die Wärme weitestmöglich eingeschränkt werden, wodurch auch eine geometrische Genauigkeit bei einer Temperaturänderung gewährleistet wird.
-
Bei dem oben Erwähnten umfasst die Bewegungsvorrichtung vorzugsweise eine erste Bewegungsvorrichtung zum linearen Bewegen der Sonde, eine zweite Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Sonde in einer Richtung, welche rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der ersten Bewegungsvorrichtung ist, und eine dritte Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Sonde in einer Richtung, welche rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der ersten Bewegungsvorrichtung und der zweiten Bewegungsvorrichtung ist.
-
Demgemäß kann die Sonde in dreidimensionalen Richtungen bewegt werden, wodurch ein dreidimensionales Maß des Werkstücks hochgenau gemessen wird.
-
Ferner umfaßt mindestens eine der ersten, der zweiten und der dritten Bewegungsvorrichtung vorzugsweise ein Führungselement, welches längs der Bewegungsrichtung davon befestigt ist, einen Schieber, welcher beweglich an dem Führungselement vorgesehen ist, eine Zustellspindelachse, welche an dem Führungselement längs der Bewegungsrichtung des Schiebers angeordnet ist und deren beide Enden an dem Führungselement befestigt sind, und ein Gewinderingelement, welches auf die Zustellspindelachse geschraubt ist, um den Schieber in einer Längsrichtung der Zustellspindelachse durch eine Drehung der Zustellspindelachse zu bewegen, wobei das Führungselement aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil gebildet ist und die Zustellspindelachse aus Stahl gebildet ist und einen Endabschnitt, welcher derart gestützt ist, daß dieser in einer Axialrichtung davon verschiebbar ist, aufweist.
-
Gemäß der oben erwähnten Anordnung kann, da die Zustellspindelachse in der Axialrichtung davon verschoben werden kann, selbst wenn das Führungselement und die Zustellspindel einen Unterschied bei einem Ausdehnungsbetrag in Übereinstimmung mit der Temperaturänderung verursachen, der Nachteil, welcher durch den Unterschied der Wärmeausdehnungsrate des Führungselements und der Zustellspindelachse verursacht wird, beseitigt werden.
-
Ferner kann, da das Führungselement aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil gebildet ist, die Temperaturverteilung des Hauptstrukturelements der Bewegungsvorrichtung gleichförmig gemacht werden. Andererseits kann, da die Zustellspindelachse aus einem Stahl großer Steifigkeit gebildet ist, die Verschiebungsgenauigkeit des Schiebers gewährleistet werden.
-
Wenn ein Element, welches an dem Hauptstrukturelement der Bewegungsvorrichtung angebracht ist, aus einem anderen Material als Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil gebildet ist, wird ein elastisches Element vorzugsweise bei dem Anbringungsabschnitt des Hauptstrukturelements und dem daran angebrachten Element eingefügt.
-
Demgemäß kann, selbst wenn das Hauptstrukturelement und das daran angebrachte Element einen Unterschied bei einem Ausdehnungsbetrag in Übereinstimmung mit der Temperaturänderung verursachen, der Unterschied durch die elastische Verformung des elastischen Elements aufgenommen werden, wodurch der Nachteil, welcher durch den Unterschied bei der Wärmeausdehnungsrate zwischen dem Hauptstrukturelement und dem daran angebrachten Element verursacht wird, aufgelöst wird.
-
Ferner weist, wenn das an dem Hauptstrukturelement der Bewegungsvorrichtung angebrachte Element aus einem anderen Material als Aluminium und einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt ist, das Element, welches an dem Hauptstrukturelement der Bewegungsvorrichtung angebracht ist, vorzugsweise einen leicht elastisch verformbaren Abschnitt auf.
-
Ferner kann bei dem oben Erwähnten, selbst wenn das Hauptstrukturelement und das daran angebrachte Element einen Unterschied bei einem Ausdehnungsbetrag in Übereinstimmung mit der Temperaturänderung verursachen, der Unterschied auch durch die elastische Verformung des elastischen Elements aufgenommen werden, wodurch der Nachteil, welcher durch den Unterschied bei einer Wärmeausdehnungsrate zwischen dem Hauptstrukturelement und dem daran angebrachten Element verursacht wird, beseitigt wird.
-
Wie oben erwähnt, weist in einer Ausführungsform die Basis eine Bedeckung zum Bedecken des Umfangs davon und einen Ventilator zum Zirkulieren von Luft zu einer Innenseite und einer Außenseite der Bedeckung auf.
-
Demgemäß kann, da die Temperaturverteilung innerhalb der Bedeckung zum Bedecken der Basis durch den Ventilator gleichförmig gemacht werden kann, die geometrische Genauigkeit bei einer Temperaturänderung gewährleistet werden.
-
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
-
1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine dreidimensionale Meßvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
-
2 ist eine Darstellung eines Antriebssystems einer Y-Achsen-Bewegungsvorrichtung gemäß dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel;
-
3 ist ein Querschnitt, welcher eine Stützvorrichtung zum Stützen eines Endes einer Kugelspindelachse des in 2 dargestellten Antriebssystems der Y-Achsen-Bewegungsvorrichtung darstellt;
-
4 ist ein Querschnitt, welcher ein weiteres Beispiel der Stützvorrichtung zum Stützen eines Endes der Kugelspindelachse, dargestellt in 2, darstellt;
-
5 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Teil der Bewegungsvorrichtung bei dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel darstellt;
-
6 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Innenstruktur von 5 darstellt;
-
7 ist ein partieller Querschnitt von 6;
-
8 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel von 6 darstellt;
-
9 ist ein Querschnitt einer Basis bei dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel;
-
10 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine in 9 dargestellte Beinbedeckung darstellt;
-
11 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Steuervorrichtung gemäß dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel darstellt; und
-
12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Steuervorrichtung gemäß dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel darstellt.
-
Ein Ausführungsbeispiel, bei welchem eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung auf eine dreidimensionale Meßvorrichtung angewandt ist, wird nachfolgend beschrieben.
-
[Generelle Anordnung]
-
Wie in 1 dargestellt, umfaßt die erfindungsgemäße dreidimensionale Meßvorrichtung eine Basis 10, eine Berührsignalsonde P als Sonde, eine Bewegungsvorrichtung 20 zum Bewegen der Berührsignalsonde P in dreidimensionalen Richtungen (X-, Y- und Z-Achsenrichtung) relativ zu der Basis 10 und eine Steuervorrichtung 60 zum Steuern der Bewegung der Bewegungsvorrichtung 20 und zum Erfassen von Koordinatenwerten jeweiliger Achsen (X-, Y- und Z-Achse), wenn die Berührsignalsonde P ein Werkstück zum Messen eines Maßes etc. des Werkstücks auf der Grundlage der Koordinatenwerte berührt.
-
Die Bewegungsvorrichtung 20 umfaßt eine Säule 21 und eine Stütze 22, welche auf beiden Seiten der Basis 10 beweglich in Rück- und Vorwärtsrichtung (Y-Achsenrichtung) angeordnet sind, einen X-Balken 23, welcher obere Enden der Säule 21 und der Stütze 22 überspannt, einen Schieber 24, welcher längs des X-Balkens 23 beweglich in Links- und Rechtsrichtung (X-Achsenrichtung) angeordnet ist, und eine Z-Achsen-Spindel 26, welche durch eine Z-Achsenstruktur 25 höhenverstellbar an dem Schieber 24 angeordnet ist.
-
Die Säule 21, die Stütze 22 und der X-Balken 23 bilden eine Y-Achsen-Bewegungsvorrichtung als erste Achsen-Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Berührsignalsonde in Y-Achsenrichtung, der Schieber 24 bildet eine X-Achsen-Bewegungsvorrichtung als zweite Achsen-Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Berührsignalsonde P in X-Achsenrichtung rechtwinklig zu der Y-Achsenrichtung, und die Z-Achsen-Struktur 25 und die Z-Achsen-Spindel 26 bilden eine Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung als dritte Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Berührsignalsonde P in Z-Achsenrichtung rechtwinklig zu der Y-Achsen- und X-Achsenrichtung.
-
[Maßnahme gegen Temperatur bei einer X-, Y- und Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung]
-
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Hauptstrukturmaterial der X-, Y- und Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung, welche die Bewegungsvorrichtung 20 bildet, aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil gebildet, welches eine große Wärmeleitfähigkeit aufweist. Genauer sind die Säule 21, die Stütze 22 und der X-Balken 23, welche die Y-Achsen-Bewegungsvorrichtung bilden, der Schieber 24, welcher die X-Achsen-Bewegungsvorrichtung bildet, und die Z-Achsen-Struktur 25 und die Z-Achsen-Spindel 26, welche die Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung bilden, aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt, welche eine große Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
-
Demgemäß kann, da das Material der Hauptstruktur, welche die Bewegungsvorrichtung bildet, aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt ist, die Temperaturnachführfähigkeit gegen die Temperaturänderung verbessert werden, und folglich kann die Temperaturverteilung gleichförmig gemacht werden. Daher kann eine Verschlechterung der geometrischen Genauigkeit in Übereinstimmung mit einer Temperaturänderung verhindert werden. Nebenbei ist das Element, welches aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt ist, nicht auf das zuvor erwähnte spezifische Strukturelement beschränkt. Es ist zu bevorzugen, daß das gesamte Strukturelement außer Abschnitten, bei welchen erforderlich ist, daß diese aus einem anderen Material als Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt sind, aus dem gleichen Material (Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil) hergestellt sein sollte.
-
Ferner umfaßt das vorliegende Ausführungsbeispiel einen Verschiebungssensor (zusammengesetzt aus einer Skala und einem Detektor) zum Erfassen der Bewegungsposition (Koordinatenwert) jeweiliger Achsen-Bewegungsvorrichtungen, und eine Skalen-Anbringungsplatte (ein Element zum Befestigen der Skala) zum Befestigen der Skala an einem Hauptstrukturmaterial jeweiliger Achsen ist aus dem gleichen Material (Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil) hergestellt. Beispielsweise umfaßt, wie in 1 dargestellt, der Verschiebungssensor zum Erfassen der Koordinatenposition in X-Achsenrichtung den X-Balken 23 und eine Skalenanbringungsplatte 27 (ein Element zum Befestigen einer Skala 28), welche aus dem gleichen Material (Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil) hergestellt sind.
-
[Maßnahme gegen Temperatur in einem Antriebssystem einer X-, Y- und Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung]
-
Die X-, Y- und Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung weist ein Antriebssystem zum Bewegen jeweiliger beweglicher Elemente auf. Beispielsweise umfaßt, wie in 2 dargestellt, die Y-Achsen-Bewegungsvorrichtung ein Führungselement 31, welches längs einer Bewegungsrichtung davon (Y-Achsenrichtung) befestigt ist, einen Schieber 32, welcher beweglich an dem Führungselement 31 angeordnet ist, eine Kugelspindelachse 35 als Zustellspindelachse, welche auf dem Führungselement 31 längs der Bewegungsrichtung des Schiebers 32 angeordnet ist und deren beide Enden durch das Führungselement 31 durch das Lager 33 und 34 festgehalten werden, eine Antriebsquelle 36 zum Drehen der Kugelspindelachse 35, und ein Antriebssystem 38, welches auf die Kugelspindelachse 35 geschraubt, an dem Schieber 32 befestigt und aus einem Gewinderingelement 37 zusammengesetzt ist, um den Schieber 32 in einer Längsrichtung der Zustellspindelachse 35 während einer Bewegung durch die Drehung der Kugelspindelachse 35 zu bewegen.
-
Das Führungselement 31 ist aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil, welches eine große Wärmeleitfähigkeit aufweist, hergestellt. Die Kugelspindelachse 35 ist aus einem Stahl hoher Steifigkeit gebildet. Anders ausgedrückt, sind das Führungselement 31 und die Kugelspindelachse 35 aus einem Material mit einer verschiedenen Wärmeausdehnungsrate hergestellt. Wenn Materialien mit verschiedener Wärmeausdehnungsrate wechselseitig angebracht werden, gibt es, da Ausdehnungsbeträge des Materials in Übereinstimmung mit einer Temperaturänderung verschieden sind, ein Biegungsproblem, welches bei jedem der Elemente verursacht wird.
-
Demgemäß wird ein Ende der Kugelspindelachse 35 durch das Führungselement 31 durch das Lager 33 gestützt, und das andere Ende der Kugelspindelachse 35 wird durch das Führungselement 31 durch das Drucklager 34 gestützt, um das andere Ende der Kugelspindelachse 35 in Axialrichtung verschiebbar festzuhalten. Anders ausgedrückt, wird, wie in 3 dargestellt, das andere Ende der Kugelspindelachse 35 durch das Führungsglied 31, drehbar und in der Axialrichtung verschiebbar durch das Drucklager 34 gestützt, bei welchem eine Vielzahl von Kugeln 34B drehbar an einer Innenwand eines zylindrischen Käfigs 34A eingebettet ist.
-
Gemäß der oben erwähnten Anordnung wird, da, selbst wenn die Ausdehnungsbeträge der Kugelspindelachse 35 und des Führungsglieds 31 wegen einer Temperaturänderung verschieden sind, die Kugelspindelachse 35 in der Axialrichtung davon gleitet, das Biegungsproblem bei keinem der Elemente verursacht.
-
Bei dem oben Erwähnten ist eine ähnliche Wirkung gemäß einer anderen, in 4 dargestellten, Anordnung zu erwarten, bei welcher ein Kugellager 41 einem Ende der Kugelspindelachse 35 angepaßt ist und das Kugellager 41 einem Loch 43, welches auf einer Lagerstütze 42 in ”loser Anpassung” ausgebildet ist, angepaßt ist. Genauer ist das Kugellager 41 dem Loch 43 mit einem geringfügigen Spalt (beispielsweise einem Spiel von etwa 5 μm) zwischen einem Außenumfang des Kugellagers 41 und einem Innenumfang des Lochs 42 der Lagerstütze 42 angepaßt.
-
[Maßnahme gegen Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung]
-
Wie in 5 dargestellt, weist die Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung eine Z-Bedeckung 51A und 51B zum Bedecken der Z-Achsen-Struktur 25 auf, welche durch eine Schraube 52 an der Z-Achsen-Struktur 25 befestigt sind. Genauer sind, wie in 6 dargestellt, Klammern 53 und 54 an einem oberen und einem unteren Abschnitt der Z-Achsen-Struktur 25 befestigt, zwei Bedeckungsanbringungsplatten 55 sind gegenüberliegend zwischen der oberen und der unteren Klammer 53 und 54 befestigt, und die Z-Bedeckungen 51A und 51B sind durch die Schraube 52 an den zwei Bedeckungsanbringungsplatten 55 befestigt. Anders ausgedrückt, ist die Bedeckungsanbringungsplatte 55 durch die Klammern 53 und 54 an der Z-Achsen-Struktur 25 als Hauptstrukturelement der Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung angebracht.
-
Die Z-Achsen-Struktur 25 als Hauptstrukturelement der Z-Achsen-Bewegungsvorrichtung ist aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt, welche eine große Wärmeleitfähigkeit aufweisen, und die Bedeckungsanbringungsplatte 55, welche an der Z-Achsen-Struktur 25 durch die Klammern 53 und 54 angebracht ist, ist aus einem anderen Material als Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung mit Aluminium als Hauptbestandteil hergestellt. In diesem Fall gibt es, da die Materialien mit verschiedener Wärmeausdehnungsrate wechselseitig angebracht sind, auch ein Biegungsproblem, welches bei jedem der Elemente in Übereinstimmung mit einer Temperaturänderung verursacht wird.
-
Demgemäß ist, wie in 7 dargestellt, ein elastisches Glied 56, wie etwa ein Gummi, an einem Anbringungsabschnitt der Z-Achsen-Struktur 25 und der Bedeckungsanbringungsplatte 55 angeordnet, genauer, einem Anbringungsabschnitt der Klammern 53 und 54, angebracht an der Z-Achsen-Struktur 25 und der Bedeckungsanbringungsplatte 55.
-
Insbesondere ist ein Loch 57 auf der Klammer 53 (54) ausgebildet, welche an der Z-Achsen-Struktur 25 angebracht ist, und ein distaler Abschnitt 56A großen Durchmessers des elastischen Elements 56 wird in dem Loch 57 festgehalten. An dem anderen Ende des elastischen Elements 56 sind ein Abschnitt 56B großen Durchmessers und ein Abschnitt 56C kleinen Durchmessers ausgebildet.
-
Nach Anpassung des Abschnitts 56C kleinen Durchmessers an ein Loch 58, welches auf der Bedeckungsanbringungsplatte 55 ausgebildet ist, wobei der Abschnitt 56B kleinen Durchmessers dazwischen eingeschoben ist, werden die an der Z-Achsen-Struktur 25 angebrachte Klammer 53 und die Bedeckungsanbringungsplatte 55, wobei das elastische Element 56 dazwischen eingeschoben ist, durch Festschrauben einer Schraube 59 an dem elastischen Element 56 von einer Seite der Bedeckungsanbringungsplatte 55 her befestigt.
-
Gemäß der oben erwähnten Anordnung kann, da, selbst wenn der Ausdehnungsbetrag der Z-Achsen-Struktur 25 und der Ausdehnungsbetrag der Bedeckungsanbringungsplatte 55 einen Unterschied wegen einer Temperaturänderung verursachen, der Unterschied durch die elastische Verformung des elastischen Glieds 56 aufgenommen werden kann, das Biegungsproblem, welches bei jedem der Elemente verursacht wird, gelöst werden.
-
Bei dem oben Erwähnten laßt sich eine ähnliche Wirkung durch Ausbilden eines Armabschnitts 55A der Bedeckungsanbringungsplatte 55 zum Erleichtern der elastischen Verformung erhalten, wie in 8 dargestellt. Anders ausgedrückt, kann ein Abschnitt niedriger Steifigkeit (ein leicht elastisch zu verformender Abschnitt) zu einem Teil des Elements ausgebildet sein, welches an dem Hauptstrukturelement angebracht ist, um eine elastische Verformung zu erleichtern, um die ähnliche Wirkung zu erhalten. Insbesondere kann die elastisch zu verformende Dicke örtlich erniedrigt werden, oder kleine Löcher können linear angeordnet werden.
-
[Maßnahme gegen Temperatur an einer Basis]
-
Wie in 9 dargestellt, weist die Basis 10 ein Bein 11 mit einem Tisch 11A an einer Oberseite davon (siehe 1) und eine Beinbedeckung 12, welche einen Umfang des Beins 11 bedeckt, auf.
-
Wie in 10 dargestellt, ist die Beinbedeckung 12 in einer rechteckigen Rahmengestaltung durch vielfache Bedeckungselemente 12A bis 12H ausgebildet. Genauer ist die Beinbedeckung 12 aus einem Vorderseitenbedeckungselement 12A, einem rechten Vorderseitenbedeckungselement 12B, einem linken Vorderseitenbedeckungselement 12C, einem rechten Seitenbedeckungselement 12D, einem linken Seitenbedeckungselement 12E, einem rechten Hinterseitenbedeckungselement 12F, einem linken Hinterseitenbedeckungselement 12G und einem Hinterseitenbedeckungselement 12H hergestellt.
-
Das Vorderseitenbedeckungselement 12A und das Hinterseitenbedeckungselement 12H der Bedeckungselemente 12A bis 12H sind aus einem Stanzmetall (perforierten Metall) ausgebildet. Ferner ist ein Aufnahmeabschnitt 13 zum Aufnehmen der Steuervorrichtung 60 an einer Seite davon ausgebildet, und eine Umgebungswand der Bedeckungselemente weist eine Vielzahl von Ventilatoren 14A bis 14G auf, welche jeweils bei einem vorbestimmten Abstand vorgesehen sind.
-
Demgemäß wird, wenn die Ventilatoren 14A bis 14G betätigt werden, die Luft von den Löchern des Vorderseitenbedeckungselements 12A und des Hinterseitenbedeckungselements 12H aus in die Beinbedeckung 12 hinein eingesaugt und wird zu der Außenseite der Beinbedeckung 12 durch die Ventilatoren 14A bis 14G abgeführt, wodurch die Temperaturverteilung innerhalb der Basis gleichförmig gemacht wird. Demgemäß kann die geometrische Genauigkeit in Übereinstimmung mit der Temperaturänderung gewährleistet werden.
-
[Maßnahme gegen eine Steuervorrichtungstemperatur]
-
Wie in 11 und 12 dargestellt, ist die Steuervorrichtung 60 in einem Gestell 62 mit einer Laufrolle 61 untergebracht. Eine Außenseite des Gestells 62 ist durch eine wärmeisolierende Bedeckung 63 bedeckt. Die wärmeisolierende Bedeckung 63 umfaßt eine Hauptbedeckung 64, welche alle Seiten des Gestells 62 außer einer Vorder- und Hinterseite davon bedeckt, und eine Hilfsbedeckung 65, welche die Vorderseite des Gestells 62 bedeckt. Ein Ventilator 66 zum Abführen der Wärme innerhalb der Bedeckung 63 ist an einer Seite der wärmeisolierenden Bedeckung 63 vorgesehen.
-
Demgemäß kann, da die Wärme von der Steuervorrichtung 60 durch die wärmeisolierende Bedeckung 63 aufgehalten wird und durch der Ventilator 66 zu der Außenseite abgeführt wird, ein schlechter Einfluß durch die Wärme weitestmöglich eingeschränkt werden, wodurch die geometrische Genauigkeit während der Temperaturänderung gewährleistet wird.
-
Obwohl eine dreidimensionale Meßvorrichtung bei dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, kann die vorliegende Erfindung auf das andere Meßinstrument, wie eine zweidimensionale Meßvorrichtung, angewandt werden, solange die Berührsignalsonde relativ zu der Basis 10 beweglich ist. Eine überlegene Wirkung läßt sich durch Anwenden der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn eine mechanische Änderung durch die Temperaturänderung verursacht wird.
-
Als Sonde für die dreidimensionale Meßvorrichtung ist nicht nur die Berührsignalsonde P zu verwenden, sondern es kann auch eine Sonde des Nichtberührtyps verwendet werden.
