JP2018044780A - 形状測定機 - Google Patents
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- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Description
測定にあたって、オペレータは、測定対象物の測定開始点の直上にスタイラスがくるように形状測定機の高さを調整し、それから、形状測定機に設けられている「測定開始ボタン」を押して測定をスタートさせる。
なお、手で「測定開始ボタン」を押すのが面倒である場合には、オペレータの足元に置いたフットスイッチに「測定開始ボタン」の役割を割り当てることもある。
測定対象物の表面上で触針を倣い移動させて前記測定対象物の表面形状を測定する測定本体部と、
支柱と、
前記支柱に沿ってスライド移動可能であって、前記測定本体部が取り付けられたスライド部材と、
前記スライド部材の移動を前記支柱の途中の規制位置で規制するように取り付けられるストッパと、
前記スライド部材が前記ストッパによる前記規制位置に達したことを検知する第1センサと、を備え、
前記スライド部材が前記規制位置に達したことを前記第1センサが検知すると、前記測定本体部は測定動作を開始する
ことを特徴とする。
前記支柱に平行に設けられたドライブシャフトと、
前記測定本体部と前記ドライブシャフトとの間に介在配置され、前記ドライブシャフトに摩擦接触する摩擦接触状態と前記ドライブシャフトから離間する離間状態を切り替え可能であるトラクションナット部と、
前記トラクションナット部の前記摩擦接触状態と前記離間状態とを切り替え操作するための開閉レバーと、
前記開閉レバーが前記トラクションナット部を前記摩擦接触状態にする位置にあることを検出する第2センサと、を備え、
前記第1センサが前記ストッパと前記スライド部材との接触を検知し、かつ、前記第2センサが前記トラクションナット部の前記摩擦接触状態を検知したとき、前記測定本体部は測定動作を開始する
ことが好ましい。
測定対象物の表面上で触針を倣い移動させて前記測定対象物の表面形状を測定する測定本体部と、
支柱と、
前記支柱に沿ってスライド移動可能であって、前記測定本体部が取り付けられたスライド部材と、
前記支柱に平行に設けられたドライブシャフトと、
前記測定本体部と前記ドライブシャフトとの間に介在配置され、前記ドライブシャフトに摩擦接触する摩擦接触状態と前記ドライブシャフトから離間する離間状態を切り替え可能であるトラクションナット部と、
前記トラクションナット部の前記摩擦接触状態と前記離間状態とを切り替え操作するための開閉レバーと、
前記開閉レバーが前記トラクションナット部を前記摩擦接触状態にする位置にあることを検出する第2センサと、を備え、
前記第2センサが前記トラクションナット部の前記摩擦接触状態を検知したとき、前記測定本体部は測定動作を開始する
ことを特徴とする。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る形状測定機の斜視図である。
形状測定機90は、基台1と支柱2と、昇降部材(スライド部材)3と、測定本体部10と、ストップリング(ストッパ)40と、オートスタートスイッチ45と、を備えている。
支柱2には送りネジが回転可能に内装されており、送りネジの上端には操作ハンドル2Aが設けられている。(なお、図1中では、送りネジは支柱2の中に隠れていて見えない。)支柱2には昇降部材3が上下動可能に設けられている。
昇降部材3に固定されたナットが送りネジに螺合しており、送りネジの回転によってナットおよび昇降部材3がネジ送りによって上下動する。(なお、図1中では、ナットは昇降部材3のなかに隠れていて見えない。)
傾動支持部4は、支柱2の軸線に対して直交する軸線を傾動軸として角度調整可能となっている。
測定本体部10は、測定アーム12を揺動自在に支持しているとともに測定アーム12の揺動量を電気的に検出する。測定アーム12の先端には、測定対象物の表面を倣い走査するスタイラス13が鉛直下向きに取り付けられている。
測定動作が開始になると、測定アーム12が回転してスタイラス13が測定対象物の表面(測定対象面)に接触する。スタイラス13が測定対象面に接触した状態のまま、測定本体部10は内蔵の小型アクチュエーター(不図示)により測定アーム12を横方向に移動させる。このときの測定アーム12のわずかな角度変化を検出することによって測定本体部10は測定対象物の表面形状を測定する。
まず、支柱2に沿ってストップリング40をスライドさせてストップリング40の高さ(規制位置)を適切に調整しておく。
同じ形状の測定対象物を次々に測定していく場合、測定対象物の設計図から測定対象物の高さはおおよそ分かっている。そこで、測定対象物の測定対象面とほぼ同じ高さか、測定対象面よりもわずかに高い位置にストップリング40をセットしておく。(要は、昇降部材3がストップリング40に当たったときにスタイラス13が測定対象面よりもわずかに高い位置にくるようにストップリング40の高さを調整すればよい。)
そして、操作ハンドル2Aを回して昇降部材3を引き上げ、測定本体部10を上に持ち上げておく。
測定本体部10が降下していくと、昇降部材3がストップリング40に当たり、このとき、オートスタートスイッチ45がオンになる。すると、自動的に測定本体部10が測定動作を開始する。すなわち、オペレータが意図的に測定開始ボタンを押さなくても、測定開始の高さになったら測定本体部10が自動的に測定動作を開始する。
次に本発明の第2実施形態を説明する。
図2は、第2実施形態に係る形状測定機を示す図である。
図3は、形状測定機を斜め後ろから見た斜視図である。
なお、説明が分かりやすくなるように、図2、図3のようにX軸、Y軸、Z軸方向をとることとする。すなわち、高さ方向をZ軸方向とし、図2中の右から左方向をX軸方向とし、図2中の奥から手前の方向をY軸方向とする。
ただし、支柱2には送りネジが内設されておらず、また、昇降部材3にナットが付設されているわけでもない。測定本体部10の上下動は、送り機構部300の機能による。
図4は、ドライブシャフト310を断面して、ドライブシャフト310の軸線に沿って送り機構部300を見た図である。また、図5は、送り機構部300の分解斜視図である。
送り機構部300は、ドライブシャフト310と、トラクションナット部400と、を備える。
トラクションナット部400は、摩擦接触機構と称される場合がある。
トラクションナット部400は、固定片410と、可動片420と、ヒンジ片430と、バネ440と、六つのツイストローラ451−456と、開閉レバー460と、ハンドル470と、を備える。
Z軸方向に立設されるドライブシャフト310に対し、固定片410および可動片420はX軸方向に長手を有する部材である。そして、固定片410は+Y側から、可動片420は−Y側からドライブシャフト310を挟む。
固定片410と可動片420とは+X側の端面がヒンジ片430によって連結されている。ヒンジ片430は薄板であってある程度の弾性を有している。これにより固定片410と可動片420とは蝶番のごとくわずかに開閉可能となっている。
ここではコイルバネであるが、付勢力を生む弾性体であればよい。
バネ440は、−Yの側、すなわち、固定片410とは反対側から可動片420に押し付けられている。バネ440および可動片420を挿通するようにネジ441が設けられ、ネジ441の先端が固定片410に螺合している。したがって、可動片420はバネ440の付勢力によって固定片410側に押しつけられている。
6つのツイストローラ451−456のうち4つのツイストローラ451−454は固定片410に支持され、残る2つのツイストローラ455、456が可動片420にて支持されている。固定片410側の4つのツイストローラ451−454のうち2つのツイストローラ451、452は固定片410の上側面に設けられ、2つのツイストローラ453、454は固定片410の下側面に設けられている。これら4つのツイストローラ451−454はネジピン413によって回転可能に固定片410に支持されている。このとき、図6を見てわかるように、固定片410のネジ穴414の軸が傾いている。図6は、固定片410を−Y側からみた端面図である。
図7を参照されたい。
図7は、可動片420を+Y側からみた端面図である。
これにより、図8、図9に示すように、ツイストローラ451−456は、ドライブシャフト310に対して所定角度の傾斜を持つ。図8は、ドライブシャフト310とツイストローラ451、452、455とだけを抜き出してドライブシャフト310の軸方向から見た図である。図9は、ドライブシャフト310とツイストローラ451−465とだけを抜き出して側方視した図である。
このツイストローラ451−456の傾斜がリードを生む。回転軸が傾いたツイストローラ451−456とドライブシャフト310とが接触した状態でドライブシャフト310が回転すると、トラクションナット部400がドライブシャフト310の軸方向に進退する。
なお、心棒461はZ軸方向であり、したがって、開閉レバー460はXY面内にあってY軸方向に揺動可能となっている。
開閉レバー460の先端には、押しピン462が突起している。押しピン462は、固定片410から可動片420の方向に突起している。可動片420はバネ440によって固定片410側に押されているので、通常、この押しピン462は可動片420によって固定片410側に押されている。
可動片420が固定片410から離間すれば、それに伴ってツイストローラ451−456がドライブシャフト310から離間する。
図10はハンドル470と開閉レバー460とを握っている様子を示す図である。この状態であれば、トラクションナット部400とドライブシャフト310とは離れているわけであるから、トラクションナット部400はフリーで移動可能となる。
このとき、開閉レバー460の押しピン462が可動片420を押す。すると、トラクションナット部400はドライブシャフト310から離れてフリーになる。オペレータにとってみれば、特段意識しなくてもハンドル470を握れば自動的にトラクションナット部400はフリーになっている。したがって、ハンドル470を持って昇降部材3とともに測定本体部10をZ軸方向に移動させればよい。
このとき、可動片420はバネ440の付勢力によって固定片410側に接近する。すると、ツイストローラ451−456がドライブシャフト310に接触し、トラクションナット部400とドライブシャフト310との間に摩擦が働くようになる。したがって、オペレータがハンドル470から手を離せば、トラクションナット部400の位置、すなわち、昇降部材3および測定本体部10の高さ位置は固定される。
オートスタートスイッチユニット50は、高さ検出スイッチ51(第1センサ)(図3)と、レバー位置検出スイッチ53(第2センサ)(図11)と、スタート判定回路55(図13)と、を備える。
なお、第2実施形態では、ストップリング40は支柱2ではなくドライブシャフト310に嵌められている。
レバー位置検出スイッチ53は、例えば、ハンドル470の溝条471に設けられたリミットスイッチである。
オペレータがハンドル470と開閉レバー460とを合わせて握ると、開閉レバー460に押されてレバー位置検出スイッチ53が押し下げられる。
オペレータがハンドル470および開閉レバー460から手を離すと(あるいは握力を緩めると)、レバー位置検出スイッチ53が元の位置に復帰する。すなわち、レバー位置検出スイッチ53が押されているかどうかでトラクションナット部400が粗動可能状態なのか粗動不可状態なのかが区別される。
レバー位置検出スイッチ53は、発光部53aと、受光部53bと、遮蔽板53cと、を備えている。
発光部53aと受光部53bは、ハンドル470の溝条471に設けられ、フォトセンサを構成している。遮蔽板53cは、開閉レバー460に設けられている。
スタート判定回路55は、ここではアンド回路であり、高さ検出スイッチ51とレバー位置検出スイッチ53との両方からオン(ON)信号を受けたときに測定開始指令を出力する。
まず、ドライブシャフト310に沿ってストップリング40をスライドさせてストップリング40の高さを適切に調整しておく。同じ形状の測定対象物を次々に測定していく場合、測定対象物の設計図から測定対象物の高さはおおよそ分かっているので、測定対象物の測定対象面とほぼ同じかわずかに高い位置にストップリング40をセットしておく。そして、開閉レバー460とハンドル470を握って粗動可能状態にして、送り機構部300ごと測定本体部10を上に持ち上げておく。
このとき、レバー位置検出スイッチ53は押し下げられてオフ(OFF)になる。
オペレータが開閉レバー460とハンドル470を握って送り機構部300ごと測定本体部10を下に下降させていく。送り機構部300がストップリング40に当たり、その位置で止まる。このとき、送り機構部300が高さ検出スイッチ51に当たり、高さ検出スイッチ51がオンになる。
高さ検出スイッチ51とレバー位置検出スイッチ53との両方がオン信号を出力するので、スタート判定回路55が測定開始指令を出力する。すると、自動的に測定本体部10が測定動作を開始する。すなわち、オペレータが意図的に測定開始ボタンを押さなくても、測定本体部10が測定開始の高さになったら自動的に測定動作が開始される。
オペレータが測定対象物を基台1にセットし、つまみ部311によってドライブシャフト310を回して測定本体部10を下降させるとする。
このとき、開閉レバー460とハンドル470が握られていないので、レバー位置検出スイッチ53はオン信号を出力したままである。そして、送り機構部300がストップリング40に当たったとき、高さ検出スイッチ51がオンになる。高さ検出スイッチ51とレバー位置検出スイッチ53との両方がオン信号を出力するので、スタート判定回路55が測定開始指令を出力する。
このように、測定本体部10が測定開始の高さになったら自動的に測定動作が開始される。
上記第2実施形態では、レバー位置検出スイッチ53と高さ検出スイッチ51との2つのスイッチを利用したが、レバー位置検出スイッチ53を削除してしまってもよい。この場合、高さ検出スイッチ51だけになるが、これは第1実施形態のオートスタートスイッチ45と同じことであるから、第1実施形態で説明した作用効果と同等のものが得られる。
(なお、スイッチが1つだけになるのであるから、スタート判定回路55のような回路は不要である。)
また、上記第2実施形態ではレバー位置検出スイッチ53と高さ検出スイッチ51との2つのスイッチを利用したが、高さ検出スイッチ51を削除してもよい。
この場合、レバー位置検出スイッチ53だけになる。すなわち、オペレータが開閉レバー460とハンドル470から手を離すと、レバー位置検出スイッチ53がオン信号を出力し、測定開始になるようにしておく。
第1実施形態において、ストップリングを支柱に嵌めるようにしたが、ストッパはリング状でなくてもよいのだし、支柱に直接取り付ける必要もない。例えば、支柱の隣にもう一本平行にシャフトを設置して、このシャフトに規制部材となるストッパを取り付けられるようにしてもよい。第2実施形態では支柱の隣にあるドライブシャフトにストップリング(ストッパ)が取り付けられているわけである。
3…昇降部材(スライド部材)、4…傾動支持部、
10…測定本体部、
12…測定アーム、13…スタイラス、
40…ストップリング(ストッパ)、
45…オートスタートスイッチ(第1センサ)、
50…オートスタートスイッチユニット、
51…高さ検出スイッチ(第1センサ)、
53…レバー位置検出スイッチ(第2センサ)、53a…発光部、53b…受光部、53c…遮蔽板、
55…スタート判定回路、
90…形状測定機、100…形状測定機、
300…送り機構部、
310…ドライブシャフト、311…つまみ部、400…トラクションナット部、410…固定片、411…ブラケット、412…溝、413…ネジピン、414…ネジ穴、420…可動片、421…ネジピン、422…ネジ穴、430…ヒンジ片、440…バネ、441…ネジ、451−456…ツイストローラ、460…開閉レバー、461…心棒、462…ピン、470…ハンドル、471…溝条。
Claims (3)
- 測定対象物の表面上で触針を倣い移動させて前記測定対象物の表面形状を測定する測定本体部と、
支柱と、
前記支柱に沿ってスライド移動可能であって、前記測定本体部が取り付けられたスライド部材と、
前記スライド部材の移動を前記支柱の途中の規制位置で規制するように取り付けられるストッパと、
前記スライド部材が前記ストッパによる前記規制位置に達したことを検知する第1センサと、を備え、
前記スライド部材が前記規制位置に達したことを前記第1センサが検知すると、前記測定本体部は測定動作を開始する
ことを特徴とする形状測定機。 - 請求項1に記載の形状測定機において、さらに、
前記支柱に平行に設けられたドライブシャフトと、
前記測定本体部と前記ドライブシャフトとの間に介在配置され、前記ドライブシャフトに摩擦接触する摩擦接触状態と前記ドライブシャフトから離間する離間状態を切り替え可能であるトラクションナット部と、
前記トラクションナット部の前記摩擦接触状態と前記離間状態とを切り替え操作するための開閉レバーと、
前記開閉レバーが前記トラクションナット部を前記摩擦接触状態にする位置にあることを検出する第2センサと、を備え、
前記第1センサが前記ストッパと前記スライド部材との接触を検知し、かつ、前記第2センサが前記トラクションナット部の前記摩擦接触状態を検知したとき、前記測定本体部は測定動作を開始する
ことを特徴とする形状測定機。 - 測定対象物の表面上で触針を倣い移動させて前記測定対象物の表面形状を測定する測定本体部と、
支柱と、
前記支柱に沿ってスライド移動可能であって、前記測定本体部が取り付けられたスライド部材と、
前記支柱に平行に設けられたドライブシャフトと、
前記測定本体部と前記ドライブシャフトとの間に介在配置され、前記ドライブシャフトに摩擦接触する摩擦接触状態と前記ドライブシャフトから離間する離間状態を切り替え可能であるトラクションナット部と、
前記トラクションナット部の前記摩擦接触状態と前記離間状態とを切り替え操作するための開閉レバーと、
前記開閉レバーが前記トラクションナット部を前記摩擦接触状態にする位置にあることを検出する第2センサと、を備え、
前記第2センサが前記トラクションナット部の前記摩擦接触状態を検知したとき、前記測定本体部は測定動作を開始する
ことを特徴とする形状測定機。
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- 2016-09-12 JP JP2016177639A patent/JP6820093B2/ja active Active
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