JP2010281729A - 三次元測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 スタイラス(測定ヘッド)を原位置に復帰せしめるべくプローブユニット内に配設される、スタイラスと同軸上に延在するセンターピンと同一部材から製造されるとともにセンターピンと平行に延在する一対のストッパーピンを挟持して前記センターピンの外径と同一間隔を規定する、相対向し水平移動する一対のリミッタと、該リミッタをその背面から押圧付勢する圧縮ばねからなるセンターピンX方向復帰機構およびY方向復帰機構をZ軸方向に二層に配設したセンターピン復帰機構を有してなる三次元測定装置。
【選択図】 図1
Description
a.スタイラス(測定ヘッド)を原位置に復帰せしめるべく前記プローブユニット内に配設される、スタイラスと同軸上に延在するセンターピンと同一部材から製造されるとともにセンターピンと平行に延在する一対のストッパーピンを挟持して前記センターピンの外径と同一間隔を規定する、相対向し水平移動する一対のリミッタと、該リミッタをその背面から押圧付勢する圧縮ばねからなるセンターピンX方向復帰機構およびY方向復帰機構をZ軸方向に二層に配設したセンターピン復帰機構と、
b.前記Xステージ、Yステージ、およびZステージの変位方向と前記定盤面との平行度を調整すべく前記マシンベース上の4本の支柱それぞれの上部に配設される、ベアリングユニットのフレームに螺合され手動またはモータによって回転駆動されて昇降するとともにその上部に逆円錐形のボール受け座を有する調整スクリューと、該調整スクリュー上に載置されるとともにXステージおよびYステージのガイドロッドの端部が水平方向に挿通されており、その上面から前記ベアリングユニットのフレームに収蔵されている圧縮ばねによって下方に付勢されているボールとからなるステージ平行度調整機構と、
c.測定環境温度変化に起因する誤差を補正する演算処理手段
とを有してなる三次元測定装置である。
請求項2に記載の発明におけるステージ平行度調整機構によれば、その組み立ての際或いは平行度調整の際に応力を発生することがない。
1)スタイラス(測定ヘッド)38が測定対象表面に接触する前に、スタイラス(測定ヘッド)38と一体になっているタッチプレート39は、この実施例においては、4箇の接触式高精度変位センサ37の初期圧力および図4に示すセンター復帰機構によって、水平かつ最下限を保っている。
2)プローブユニット36が下降してスタイラス(測定ヘッド)38の先端が測定対象表面に接触する際にタッチプレート39が回転半球42に対して持ち上げられ、接触式高精度変位センサ37にさらなる変位を生ぜしめる。同時に、図4(a)、(b)、(c)に示すセンター復帰機構によって、各接触式高精度変位センサ37の変位による反力に微小な差が存在していてもスタイラス(測定ヘッド)38の鉛直方向移動を確保する。
4)スタイラス(測定ヘッド)38および連動するタッチプレート39がの移動量が、設定値、たとえば5μmとなった瞬間にレーザ変位センサ28が測定した値をオフセット等の変換処理を行って、被測定点の三次元座標値を割り出す。
5)Z方向の測定停止の指令を出す。信号伝達の遅れや慣性などによる一定量の移動が継続した後、スタイラス(測定ヘッド)38が被測定点から離れ、一点においての測定動作が終了する。
2 基台
3 支柱
4 連結部材
5 定盤
6 フレーム
7 Xステージ
8 レーザ変位センサ
9 レーザ光反射プレート
10 ボールねじ
11 ガイドロッド
12 モータ
17 Yステージ
18 レーザ変位センサ
19 レーザ光反射プレート
20 ボールねじ
21 ガイドロッド
22 モータ
27 Zステージ
28 レーザ変位センサ
29 レーザ光反射プレート
30 ボールねじ
31 ガイドロッド
32 モータ
33 ウエイトブロック台
34 ヨーク支持フレーム
35 ヨーク
36 プローブユニット
37 接触式高精度変位センサ
38 スタイラス(測定ヘッド)
39 タッチプレート
40 センター復帰ユニット
41 支持フレーム
42 回転半球
43 サポートボール
44 回転半球押圧ロッド
45 圧縮ばね
46 センターピン
47 ストッパーピン
48 圧縮ばね
49 リミッタ
50 ベアリングユニット
51 フレーム
52 調整スクリュー
53 調整スクリュー回転用六角孔
54 ボール受け座
55 ボール
56 固定用ねじ
57 圧縮ばね
Claims (3)
- スタイラス(測定ヘッド)を具備するプローブユニットと、該プローブユニットをX方向、Y方向、およびZ方向に変位せしめるXステージ、Yステージ、およびZステージからなる移動ステージと、マシンベース上に載置される定盤とからなる三次元測定装置であって、
スタイラス(測定ヘッド)を原位置に復帰せしめるべく前記プローブユニット内に配設される、スタイラスと同軸上に延在するセンターピンと同一部材から製造されるとともにセンターピンと平行に延在する一対のストッパーピンを挟持して前記センターピンの外径と同一間隔を規定する、相対向し水平移動する一対のリミッタと、該リミッタをその背面から押圧付勢する圧縮ばねからなるセンターピンX方向復帰機構およびY方向復帰機構をZ軸方向に二層に配設したセンターピン復帰機構を有してなる三次元測定装置。 - スタイラス(測定ヘッド)を具備するプローブユニットと、該プローブユニットをX方向、Y方向、およびZ方向に変位せしめるXステージ、Yステージ、およびZステージからなる移動ステージと、マシンベース上に載置される定盤とからなる三次元測定装置であって、
a.スタイラス(測定ヘッド)を原位置に復帰せしめるべく前記プローブユニット内に配設される、スタイラスと同軸上に延在するセンターピンと同一部材から製造されるとともにセンターピンと平行に延在する一対のストッパーピンを挟持して前記センターピンの外径と同一間隔を規定する、相対向し水平移動する一対のリミッタと、該リミッタをその背面から押圧付勢する圧縮ばねからなるセンターピンX方向復帰機構およびY方向復帰機構をZ軸方向に二層に配設したセンターピン復帰機構と、
b.前記Xステージ、Yステージ、およびZステージの変位方向と前記定盤面との平行度を調整すべく前記マシンベース上の4本の支柱それぞれの上部に配設される、ベアリングユニットのフレームに螺合され手動またはモータによって回転駆動されて昇降するとともにその上部に逆円錐形のボール受け座を有する調整スクリューと、該調整スクリュー上に載置されるとともにXステージおよびYステージのガイドロッドの端部が水平方向に挿通されており、その上面から前記ベアリングユニットのフレームに収蔵されている圧縮ばねによって下方に付勢されているボールとからなるステージの定盤面に対する平行度調整機構と、
c.測定環境温度変化に起因する誤差を補正する演算処理手段
とを有してなる三次元測定装置。 - プローブユニットが、下部フレームに回転自在に水平な周方向上等間隔に固定、支承される少なくとも3箇のサポートボール上にその球体下部を支持されるとともに、押圧ロッドを介して圧縮ばねによって下方に付勢される回転半球中心Z軸方向にセンターピンおよびスタイラス(測定ヘッド)を同軸上に固定しさらに、前記回転半球の上水平面上にスタイラス(測定ヘッド)と一体的なタッチプレートを載置し、スタイラス先端の測定対象表面への接触によって前記回転半球のサポートボール上での傾動に対応してタッチプレートを傾斜せしめる如く構成し、タッチプレートの傾斜を接触式高精度変位センサで測定し、該接触式高精度変位センサの変位量が設定値となった時点でのスタイラス(測定ヘッド)先端部球体中心の三次元座標をX、Y、Zステージの移動量から計測可能に構成したものである請求項1または請求項2に記載の三次元測定装置。
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