JP2018087822A - Three-dimensional coordinates measuring device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional coordinates measuring device for increasing stiffness and reducing vibration generated in movement of a measurement probe.SOLUTION: A three-dimensional coordinates measuring device 1 includes: a surface plate 10 for placing an object to be measured on an upper surface 10T; a portal Y carriage 14 supported by two posts 16, 18 so as to straddle the surface plate; support means for supporting the Y carriage so as to be freely movable in a Y-axis direction; and a measurement probe 26 extended from the Y carriage to the surface plate side. The three-dimensional coordinates measuring device 1 includes drive means that is located at one side of the two posts and moves the Y carriage in a Y-axis direction relative to the surface plate. The support means includes upper-surface-side support means disposed opposite to an upper surface of the surface plate at one side of the two posts and lower-surface-side support means disposed opposite to a lower surface of the surface plate. The drive means is disposed so as to be positioned between the upper-surface-side support means and the lower-surface-side support means in a direction vertical to the upper and lower surfaces of the surface plate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は三次元座標測定装置に係り、特にX、Y、Z軸の3軸方向に測定プローブを移動させて測定対象物の三次元形状を測定する三次元座標測定装置に関する。   The present invention relates to a three-dimensional coordinate measuring apparatus, and more particularly to a three-dimensional coordinate measuring apparatus that measures a three-dimensional shape of a measurement object by moving a measurement probe in three axial directions of X, Y, and Z axes.

一般的な三次元座標測定装置では、測定対象物を載置する定盤の上部に前後方向(Y軸方向)に移動自在のYキャリッジが配置される。Yキャリッジは、左右方向(X軸方向)に沿って架け渡された柱状のXガイドを有し、XガイドにはXキャリッジがX軸方向に移動自在に支持される。Xキャリッジには、上下方向(Z軸方向)に沿った柱状のZキャリッジがZ軸方向に移動自在に支持され、Zキャリッジの下端には測定プローブが取り付けられる。これにより、測定プローブの測定子(スタイラス)がX、Y、Z軸の3軸方向に移動自在に支持される(特許文献1等参照)。   In a general three-dimensional coordinate measuring apparatus, a Y carriage that is movable in the front-rear direction (Y-axis direction) is disposed on an upper surface of a surface plate on which a measurement object is placed. The Y carriage has a columnar X guide that extends across the left-right direction (X-axis direction), and the X carriage supports the X carriage so as to be movable in the X-axis direction. A columnar Z carriage along the vertical direction (Z-axis direction) is supported on the X carriage so as to be movable in the Z-axis direction, and a measurement probe is attached to the lower end of the Z carriage. As a result, the probe (stylus) of the measurement probe is supported so as to be movable in the three axial directions of the X, Y, and Z axes (see Patent Document 1, etc.).

特開2007−33052号公報JP 2007-33052 A

ところで、三次元座標測定装置は、測定プローブ(測定子)を測定対象物に接触させることで、測定子を接触させた接触点(測定点)の座標を読み取る。このとき、測定プローブが接触点に接触する瞬間の速度が常に同一となることが要求されるため、測定プローブの移動速度を接触点の少し手前から一定速度とする制御が行われている。   By the way, a three-dimensional coordinate measuring apparatus reads the coordinate of the contact point (measurement point) which contacted the measurement probe by making a measurement probe (measurement probe) contact a measurement object. At this time, since the speed at the moment when the measurement probe contacts the contact point is required to be always the same, control is performed so that the movement speed of the measurement probe is constant from slightly before the contact point.

したがって、測定プローブを一定速度で測定対象物に接触させる際の測定プローブの速度にムラがないことが重要となる。   Therefore, it is important that there is no unevenness in the speed of the measurement probe when the measurement probe is brought into contact with the measurement object at a constant speed.

このような測定プローブの速度ムラを無くすためには、モータ制御系の調整だけでは十分とは言えず、測定プローブの一定速度以外での移動時に生じた振動が一定速度での移動時に残留振動として残留することによる影響を無くすことも重要な課題となる。そして、残留振動を無くすためには、装置の高剛性化、即ち、Yキャリッジ、Xキャリッジ、Zキャリッジの移動時にそれらの支持点に加わる力の釣り合いが崩れないこと、又は、崩れても元の状態への戻りが早いことが必要となる。   Adjustment of the motor control system alone is not sufficient to eliminate such measurement probe speed variations, and vibrations that occur when the measurement probe moves at a speed other than a constant speed become residual vibrations when the probe moves at a constant speed. It is also an important issue to eliminate the influence of remaining. In order to eliminate the residual vibration, the rigidity of the apparatus is increased, that is, the balance of the force applied to the support points during the movement of the Y carriage, the X carriage, and the Z carriage is not lost, or the original is not lost. A quick return to the state is required.

しかしながら、測定の高速化に伴い、従来の三次元座標測定装置では剛性が十分ではなく、測定プローブを一定速度で測定対象物に接触させる際の測定プローブの速度にムラが生じるという問題があった。   However, with the increase in measurement speed, the conventional three-dimensional coordinate measuring apparatus has insufficient rigidity, and there is a problem that unevenness occurs in the speed of the measurement probe when the measurement probe is brought into contact with the measurement object at a constant speed. .

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高剛性化を図り、測定プローブの移動時に生じる振動を低減する三次元座標測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional coordinate measurement apparatus that achieves high rigidity and reduces vibrations that occur when the measurement probe moves.

上記目的を達成するため、本発明の一の態様に係る三次元座標測定装置は、測定プローブを測定対象物に接触させることにより測定対象物の三次元座標を測定する三次元座標測定装置であって、測定プローブを支持しながら移動する移動体と、移動体を測定プローブの移動方向に案内するガイドと、移動体とガイドのうちの一方に移動方向に沿って形成され、互いに反対向きに設けられた第1及び第2のガイド面と、移動体とガイドのうちの他方に移動方向に沿った2箇所に設けられた第1及び第2の支持部材であって、第1のガイド面に摺動する第1及び第2の支持部材と、移動体とガイドのうちの他方に設けられ、第2のガイド面に当接して移動体に移動方向への駆動力を与える駆動部であって、移動方向に関して第1の支持部材と第2の支持部材との間となる第2のガイド面の位置に当接する駆動部と、を備える。   In order to achieve the above object, a three-dimensional coordinate measurement apparatus according to one aspect of the present invention is a three-dimensional coordinate measurement apparatus that measures the three-dimensional coordinates of a measurement object by bringing a measurement probe into contact with the measurement object. A movable body that moves while supporting the measurement probe, a guide that guides the movable body in the movement direction of the measurement probe, and one of the movable body and the guide that is formed along the movement direction, and is provided opposite to each other. The first and second guide surfaces, and the first and second support members provided at two locations along the moving direction on the other of the moving body and the guide, and on the first guide surface A drive unit that is provided on the other of the first and second support members that slide and the movable body and the guide, and that abuts the second guide surface and applies a driving force to the movable body in the moving direction; , The first support member and the second with respect to the moving direction And a driving portion abutting the position of the second guide surface is between the supporting member.

本態様によれば、測定プローブの移動時において駆動部から移動体に与えられる駆動力により生じる振動を移動方向に沿った2箇所に設けられた第1及び第2の支持部材により低減することができる。   According to this aspect, the vibration generated by the driving force applied from the driving unit to the moving body when the measurement probe moves can be reduced by the first and second support members provided at two locations along the moving direction. it can.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、第1の支持部材と第2の支持部材との移動方向の距離は、第1のガイド面と第2のガイド面との距離よりも大きい態様とすることができる。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another aspect of the present invention, the distance in the moving direction between the first support member and the second support member is greater than the distance between the first guide surface and the second guide surface. It can be a large aspect.

本発明の更に他の態様に係る三次元座標測定装置において、Z軸に垂直な上面と、Y軸方向に沿った側面とを有し、上面に測定対象物を載置する定盤と、定盤の上面にY軸方向に沿って形成された溝と、定盤に形成されたガイドとしてのYガイドであって、溝の内側の側面を第1のガイド面として、かつ、定盤の側面を第2のガイド面として有するYガイドと、Y軸方向を移動方向としてYガイドに案内される移動体としてのYキャリッジであって、第1及び第2の支持部材と駆動部とを備えたYキャリッジと、を備えた態様とすることができる。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to still another aspect of the present invention, a surface plate having an upper surface perpendicular to the Z-axis and a side surface along the Y-axis direction, and a measurement object placed on the upper surface, A groove formed on the upper surface of the board along the Y-axis direction, and a Y guide as a guide formed on the surface plate, the inner side surface of the groove serving as the first guide surface, and the side surface of the surface plate A Y guide having a first guide surface as a second guide surface, and a Y carriage as a moving body guided by the Y guide with the Y-axis direction as a movement direction, and includes first and second support members and a drive unit. And a Y carriage.

本発明の更に他の態様に係る三次元座標測定装置において、Z軸に垂直な上面と、Y軸方向に沿った側面とを有し、上面に測定対象物を載置する定盤と、定盤に対してY軸方向に移動するYキャリッジと、Yキャリッジに設けられ、X軸方向に沿って延在するガイドとしてのXガイドであって、第1及び第2のガイド面を有するXガイドと、X軸方向を移動方向としてXガイドに案内される移動体としてXキャリッジであって、第1及び第2の支持部材と駆動部とを備えたXキャリッジと、を備えた態様とすることができる。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to still another aspect of the present invention, a surface plate having an upper surface perpendicular to the Z-axis and a side surface along the Y-axis direction, and a measurement object placed on the upper surface, A Y carriage that moves in the Y axis direction with respect to the board, and an X guide that is provided on the Y carriage and that extends along the X axis direction, and has first and second guide surfaces And an X carriage as a moving body guided by the X guide with the X-axis direction as the moving direction, and an X carriage including first and second support members and a drive unit. Can do.

本発明の更に他の態様に係る三次元座標測定装置において、Z軸に垂直な上面と、Y軸方向に沿った側面とを有し、上面に測定対象物を載置する定盤と、 定盤に対してY軸方向に移動するYキャリッジと、Yキャリッジに対してX軸方向に移動するガイドとしてのXキャリッジであって、第1及び第2の支持部材と駆動部とを備えたXキャリッジと、Z軸方向を移動方向としてXキャリッジに案内される移動体としてのZキャリッジであって、Z軸方向に沿って延在する第1及び第2のガイド面を有するZキャリッジと、を備えた態様とすることができる。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to still another aspect of the present invention, a surface plate having an upper surface perpendicular to the Z axis and a side surface along the Y axis direction, and a measurement object placed on the upper surface, A Y carriage that moves in the Y-axis direction with respect to the board, and an X carriage that serves as a guide that moves in the X-axis direction with respect to the Y carriage. The X carriage includes first and second support members and a drive unit. A carriage, and a Z carriage as a moving body guided by the X carriage with the Z-axis direction as a movement direction, the Z carriage having first and second guide surfaces extending along the Z-axis direction, It can be set as the aspect provided.

本発明の更に他の態様に係る三次元座標測定装置において、Z軸に垂直な上面と、Y軸方向に沿った側面とを有し、上面に測定対象物を載置する定盤と、定盤の上面にY軸方向に沿って形成された溝と、定盤に形成されたガイドとしてのYガイドであって、溝の内側の側面を第1のガイド面として、かつ、定盤の側面を第2のガイド面として有するYガイドと、Y軸方向を移動方向としてYガイドに案内される移動体としてのYキャリッジであって、第1及び第2の支持部材と駆動部とを備えたYキャリッジと、Yキャリッジに設けられ、X軸方向に沿って延在するガイドとしてのXガイドであって、第1及び第2のガイド面を有するXガイドと、X軸方向を移動方向としてXガイドに案内される移動体としてXキャリッジであって、第1及び第2の支持部材と駆動部とを備えたXキャリッジと、Z軸方向を移動方向としてXキャリッジに案内される移動体としてのZキャリッジであって、Z軸方向に沿って延在する第1及び第2のガイド面を有するZキャリッジと、を備えた態様とすることができる。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to still another aspect of the present invention, a surface plate having an upper surface perpendicular to the Z-axis and a side surface along the Y-axis direction, and a measurement object placed on the upper surface, A groove formed on the upper surface of the board along the Y-axis direction, and a Y guide as a guide formed on the surface plate, the inner side surface of the groove serving as the first guide surface, and the side surface of the surface plate A Y guide having a first guide surface as a second guide surface, and a Y carriage as a moving body guided by the Y guide with the Y-axis direction as a movement direction, and includes first and second support members and a drive unit. An X guide as a guide provided on the Y carriage and extending along the X-axis direction, the X guide having first and second guide surfaces, and an X-axis direction as a movement direction. An X carriage as a moving body guided by the guide, An X carriage having a second support member and a drive unit, and a Z carriage as a moving body guided by the X carriage with the Z-axis direction as a movement direction, the first carriage extending along the Z-axis direction And a Z carriage having a second guide surface.

本発明の更に他の態様に係る三次元座標測定装置において、支持部材は、エアパッドである態様とすることができる。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to still another aspect of the present invention, the support member may be an air pad.

本発明によれば、高剛性化を図り、測定プローブの移動時に生じる振動を低減することができる。   According to the present invention, it is possible to achieve high rigidity and to reduce vibration generated when the measurement probe is moved.

本発明が適用される三次元座標測定装置の外観を示した斜視図The perspective view which showed the external appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus with which this invention is applied 本発明が適用される三次元座標測定装置の外観を示した正面図The front view which showed the external appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus with which this invention is applied 定盤の右側部を拡大して示した正面図Front view with enlarged right side of the surface plate 定盤の右側部を拡大して示した右側面図A right side view showing the enlarged right side of the surface plate カバーを外した状態のYキャリッジを示した斜視図The perspective view which showed the Y carriage of the state which removed the cover 定盤の上面を示した上面図であり、Yキャリッジに設けられたエアパッドの定盤に対する配置を示した図It is the top view which showed the upper surface of the surface plate, and the figure which showed arrangement | positioning with respect to the surface plate of the air pad provided in Y carriage 定盤の右側面を示した右側面図であり、Yキャリッジに設けられたエアパッドの定盤に対する配置を示した図It is the right view which showed the right side of the surface plate, and the figure which showed arrangement | positioning with respect to the surface plate of the air pad provided in Y carriage 定盤の溝の部分を拡大して示した正面図Front view showing the groove part of the surface plate enlarged Xガイドから取り外したZコラムを示した斜視図Perspective view showing the Z column removed from the X guide Xガイドから取り外したZコラムを示した斜視図Perspective view showing the Z column removed from the X guide Xガイドから取り外したZコラムを示した斜視図Perspective view showing the Z column removed from the X guide Xガイドから取り外したZコラムの支持部を示した斜視図The perspective view which showed the support part of Z column removed from X guide Xガイドから取り外したZコラムの支持部を示した斜視図The perspective view which showed the support part of Z column removed from X guide 定盤のYガイドがYキャリッジを支持する支持点の位置関係を定盤の上面側から示した模式図Schematic diagram showing the positional relationship of the support points where the Y guide of the surface plate supports the Y carriage from the upper surface side of the surface plate XガイドがXキャリッジ(支持部)を支持する支持点の位置関係を定盤の上面側から示した模式図Schematic diagram showing the positional relationship of the support points at which the X guide supports the X carriage (support portion) from the upper surface side of the surface plate. Xキャリッジ(支持部)がZキャリッジを支持する支持点の位置関係を定盤の右側面側から示した模式図Schematic diagram showing the positional relationship of the support points at which the X carriage (support section) supports the Z carriage from the right side of the surface plate. 比較例1の三次元座標測定装置の外観を示した正面図(正面概略図)Front view showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus of Comparative Example 1 (front schematic diagram) 図17中のXVIII−XVIII線に沿う断面図(断面概略図)Sectional drawing along XVIII-XVIII line in FIG. 17 (cross-sectional schematic diagram) 比較例2の三次元座標測定装置の外観を示した正面図(正面概略図)Front view showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus of Comparative Example 2 (front schematic diagram) 本実施形態の三次元座標測定装置1の外観を示した正面図(正面概略図)Front view showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment (front schematic diagram) 図20中のXXI−XXI線に沿う断面図(断面概略図)Sectional drawing along XXI-XXI line in FIG. 20 (cross-sectional schematic diagram) 定盤の上面を示した上面図であり、Yキャリッジに設けられた各エアパッドと駆動部との配置を示した図It is the top view which showed the upper surface of the surface plate, and the figure which showed arrangement | positioning of each air pad and drive part which were provided in Y carriage 他実施形態の三次元座標測定装置の外観を示した正面図(正面概略図)Front view showing an external appearance of a three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another embodiment (front schematic view)

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1及び図2は、本発明が適用される三次元座標測定装置1の外観を示した斜視図及び正面図である。   1 and 2 are a perspective view and a front view showing an appearance of a three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 to which the present invention is applied.

これらの図に示す三次元座標測定装置1は、設置面(床面)に架台12を介して支持された定盤10を有する。定盤10は御影石や大理石などの石材により矩形状に一体形成され、測定対象物を載置する平坦な上面10Tを有する。上面10Tは、X軸及びY軸に平行に、即ち、Z軸に垂直に配置される。   The three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 shown in these drawings has a surface plate 10 supported on an installation surface (floor surface) via a gantry 12. The surface plate 10 is integrally formed in a rectangular shape with a stone material such as granite or marble, and has a flat upper surface 10T on which a measurement object is placed. The upper surface 10T is disposed in parallel to the X axis and the Y axis, that is, perpendicular to the Z axis.

定盤10の上面10T側には、門型のYキャリッジ14が設置される。Yキャリッジ14は、定盤10を正面側から見たときの定盤10の右側及び左側の各々にZ軸方向に沿って延在して立設される第1の支柱部材である右Yキャリッジ16及び第2の支柱部材である左Yキャリッジ18と、右Yキャリッジ16及び左Yキャリッジ18の上端部に架け渡されてX軸方向に沿って延在する柱状のXガイド20とを有する。   On the upper surface 10T side of the surface plate 10, a gate-shaped Y carriage 14 is installed. The Y carriage 14 is a right Y carriage that is a first support member that extends along the Z-axis direction on each of the right and left sides of the surface plate 10 when the surface plate 10 is viewed from the front side. 16 and a left Y carriage 18 that is a second support member, and a columnar X guide 20 that extends over the upper ends of the right Y carriage 16 and the left Y carriage 18 and extends along the X-axis direction.

右Yキャリッジ16の下端部は、定盤10に形成されるY軸方向に沿った後述のYガイド42に移動自在に支持される。また、右Yキャリッジ16の下端部には、Yガイド42に当接する駆動部が設けられており、右Yキャリッジ16はその駆動部の駆動力によってYガイド42に沿って移動する。左Yキャリッジ18の下端部は、定盤10の上面10Tに摺動自在に支持される。   A lower end portion of the right Y carriage 16 is movably supported by a Y guide 42 described later along the Y-axis direction formed on the surface plate 10. In addition, a drive unit that contacts the Y guide 42 is provided at the lower end of the right Y carriage 16, and the right Y carriage 16 moves along the Y guide 42 by the drive force of the drive unit. The lower end of the left Y carriage 18 is slidably supported on the upper surface 10T of the surface plate 10.

これによって、Yキャリッジ14は、定盤10に対してY軸方向に移動可能に支持され、また、右Yキャリッジ16の下端部の駆動部により、右Yキャリッジ16を駆動側とし、左Yキャリッジ18を従動側としてY軸方向に移動する。   As a result, the Y carriage 14 is supported so as to be movable in the Y-axis direction with respect to the surface plate 10, and the right Y carriage 16 is driven by the drive unit at the lower end of the right Y carriage 16, and the left Y carriage 18 is moved in the Y-axis direction with the driven side.

Xガイド20には、Zコラム22がXガイド20に沿って移動自在に支持される。Zコラム22は、Xガイド20に当接する駆動部を内蔵しており、その駆動部の駆動力によってXガイド20に沿ってX軸方向に移動する。   A Z column 22 is supported by the X guide 20 so as to be movable along the X guide 20. The Z column 22 has a built-in drive unit that contacts the X guide 20, and moves in the X-axis direction along the X guide 20 by the driving force of the drive unit.

また、Zコラム22の内部には、Z軸に沿って延在する柱状のZキャリッジ24がZ軸方向に移動自在に支持されており(図2参照)、そのZキャリッジ24の下端部側がZコラム22の下端部側から突出する。Zコラム22は、Zキャリッジ24に当接する駆動部を内蔵しており、その駆動部の駆動力によってZキャリッジ24がZ軸方向に移動する。   In addition, a columnar Z carriage 24 extending along the Z axis is supported inside the Z column 22 so as to be movable in the Z axis direction (see FIG. 2). It protrudes from the lower end side of the column 22. The Z column 22 has a built-in drive unit that contacts the Z carriage 24, and the Z carriage 24 moves in the Z-axis direction by the drive force of the drive unit.

Zキャリッジ24の下端部には、タッチプローブ等の測定プローブ26が取り付けられる。測定プローブ26は、例えば、先端球を有する棒状のスタイラス28を有し、測定プローブ26は、スタイラス28の先端(先端球)の測定対象物への接触の有無やスタイラス28の先端の測定対象物への接触により生じるスタイラス28の変位量を検出する。   A measurement probe 26 such as a touch probe is attached to the lower end of the Z carriage 24. The measurement probe 26 has, for example, a rod-like stylus 28 having a tip sphere, and the measurement probe 26 is in contact with the measurement target at the tip (tip sphere) of the stylus 28 and the measurement target at the tip of the stylus 28. The amount of displacement of the stylus 28 caused by contact with is detected.

以上のごとく構成された三次元座標測定装置1は、Yキャリッジ14のY軸方向への移動、Zコラム22のX軸方向への移動、及び、Zキャリッジ24のZ軸方向への移動によって測定プローブ26のスタイラス28をX、Y、Z軸方向に移動させ、定盤10の上面10Tに載置された測定対象物の表面に沿わせてスタイラス28の先端(先端球)を移動させる。そして、そのときのYキャリッジ14のY軸方向の位置(移動量)、Zコラム22のX軸方向の位置(移動量)、Zキャリッジ24のZ軸方向の位置(移動量)、及びスタイラス28の位置(変位量)を計測することにより、測定対象物の表面の各位置の三次元座標を測定する。なお、三次元座標の測定に関する処理については周知であるので詳細な説明は省略する。   The three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 configured as described above is measured by moving the Y carriage 14 in the Y-axis direction, moving the Z column 22 in the X-axis direction, and moving the Z carriage 24 in the Z-axis direction. The stylus 28 of the probe 26 is moved in the X, Y, and Z axis directions, and the tip (tip sphere) of the stylus 28 is moved along the surface of the measurement object placed on the upper surface 10T of the surface plate 10. At that time, the position (movement amount) of the Y carriage 14 in the Y axis direction, the position (movement amount) of the Z column 22 in the X axis direction, the position (movement amount) of the Z carriage 24 in the Z axis direction, and the stylus 28. By measuring the position (displacement amount), the three-dimensional coordinates of each position on the surface of the measurement object are measured. Since the processing related to the measurement of the three-dimensional coordinates is well known, detailed description thereof is omitted.

次に、Yキャリッジ14をY軸方向に移動可能に支持すると共にY軸方向に移動させるY駆動機構について説明する。   Next, a Y drive mechanism that supports the Y carriage 14 so as to be movable in the Y-axis direction and moves it in the Y-axis direction will be described.

まず、Y駆動機構におけるYキャリッジ14の支持手段(Yガイド機構)について説明する。   First, the support means (Y guide mechanism) of the Y carriage 14 in the Y drive mechanism will be described.

図3及び図4は、定盤10の右側部を拡大して示した正面図及び右側面図である。   3 and 4 are a front view and a right side view showing the right side portion of the surface plate 10 in an enlarged manner.

図3に示すように、定盤10は、Z軸に垂直な上面10T及び下面10Bと、X軸に垂直な右側面10Rを有する。また、定盤10の右側面10Rの近くであって定盤10の上面10T側には、Y軸方向に沿った溝40が形成される。   As shown in FIG. 3, the surface plate 10 has an upper surface 10T and a lower surface 10B perpendicular to the Z axis, and a right side surface 10R perpendicular to the X axis. Further, a groove 40 along the Y-axis direction is formed near the right side surface 10R of the surface plate 10 and on the upper surface 10T side of the surface plate 10.

なお、図1及び図2では、溝40の上部開口に蛇腹カバー等の伸縮自在の被覆部材が設置され、定盤10の前側及び後側の側面に金属カバー等の板状の被覆部材が取り付けられた状態を示しているが、図3及び図4ではそれらの被覆部材を取り外した状態が示されている。   In FIGS. 1 and 2, a stretchable covering member such as a bellows cover is installed in the upper opening of the groove 40, and a plate-like covering member such as a metal cover is attached to the front and rear side surfaces of the surface plate 10. FIG. 3 and FIG. 4 show a state in which those covering members are removed.

溝40は、互いに対向するX軸に垂直な右側面40R及び左側面40Lと、Z軸に垂直な底面40Bとを有する。   The groove 40 has a right side surface 40R and a left side surface 40L perpendicular to the X axis and a bottom surface 40B perpendicular to the Z axis.

これにより、溝40の右側面40Rと、定盤10の右側面10Rと、それらの間の定盤10の上面10Tと、定盤10の下面10Bとで、Y軸方向に沿って延在するYガイド42が形成される。   Accordingly, the right side surface 40R of the groove 40, the right side surface 10R of the surface plate 10, the upper surface 10T of the surface plate 10 therebetween, and the lower surface 10B of the surface plate 10 extend along the Y-axis direction. A Y guide 42 is formed.

なお、定盤10の右側面10Rと、溝40の右側面40R及び左側面40Lは、Y軸方向に沿って形成された面であれば必ずしもX軸に垂直な面でなくてもよく、定盤10の下面10Bと溝40の底面40Bは、必ずしもZ軸に垂直な面でなくてもよい。   The right side surface 10R of the surface plate 10 and the right side surface 40R and the left side surface 40L of the groove 40 are not necessarily surfaces perpendicular to the X axis as long as they are surfaces formed along the Y axis direction. The bottom surface 10B of the board 10 and the bottom surface 40B of the groove 40 do not necessarily have to be surfaces perpendicular to the Z axis.

また、以下において、溝40の右側面40RをYガイド42の左側面42L、定盤10の右側面10RをYガイド42の右側面42R、それらの間の定盤10の上面10TをYガイド42の上面42T、定盤10の下面10BをYガイド42の下面42Bというものとする。   In the following description, the right side 40R of the groove 40 is the left side 42L of the Y guide 42, the right side 10R of the surface plate 10 is the right side 42R of the Y guide 42, and the top surface 10T of the surface plate 10 between them is the Y guide 42. The upper surface 42T and the lower surface 10B of the surface plate 10 are referred to as a lower surface 42B of the Y guide 42.

一方、図5には、各部のカバーを取り外した状態のYキャリッジ14の斜視図が示されており、図4及び図5に示すように、右Yキャリッジ16の下端部には、Y軸方向に幅広の支持部50が設けられる。   On the other hand, FIG. 5 shows a perspective view of the Y carriage 14 with the cover of each part removed. As shown in FIGS. 4 and 5, the lower end of the right Y carriage 16 has a Y-axis direction. A wide support 50 is provided.

また、支持部50は、図3のように正面側からみると二股状に形成される。   Further, the support portion 50 is formed in a bifurcated shape when viewed from the front side as shown in FIG.

なお、図3及び図4では支持部50を覆う被覆部材を取り外した状態が示されている。   3 and 4 show a state where the covering member covering the support portion 50 is removed.

支持部50は、主に図3に示すように、Yガイド42の上面42Tに対向し、Z軸に直交する方向(水平方向)に沿って配置される基端部52と、基端部52からZ軸方向に延設されてYガイド42の右側面42Rに対向する側に配置される右側部54と、基端部52からZ軸方向に延設されてYガイド42の左側面42Lに対向する側に配置される左側部56とを有する。   As shown mainly in FIG. 3, the support portion 50 is opposed to the upper surface 42 </ b> T of the Y guide 42 and is disposed along a direction (horizontal direction) orthogonal to the Z axis, and a base end portion 52. A right side portion 54 extending in the Z-axis direction and disposed on the side facing the right side surface 42R of the Y guide 42, and a left side surface 42L of the Y guide 42 extending in the Z-axis direction from the base end portion 52. And a left side portion 56 disposed on the opposite side.

また、右側部54の下端部にはYガイド42の下面42Bに対向する位置までX軸方向に延設された支持板58A、58Aが支持部50の先端部58として設けられる。   In addition, support plates 58A and 58A extending in the X-axis direction to a position facing the lower surface 42B of the Y guide 42 are provided as a front end portion 58 of the support portion 50 at the lower end portion of the right side portion 54.

支持部50のこれらの基端部52、右側部54、左側部56、及び先端部58の各々には、次に示すように、空気を噴出することでYガイド42に対して摺動可能となる複数の円板状のエアパッドが設けられる。また、左Yキャリッジ18の下端部にも空気を噴出することで定盤10の上面10Tに対して摺動可能となる円板状のエアパッドが設けられる。   As shown below, the base end portion 52, the right side portion 54, the left side portion 56, and the distal end portion 58 of the support portion 50 can be slid with respect to the Y guide 42 by blowing out air. A plurality of disc-shaped air pads are provided. In addition, a disc-shaped air pad that is slidable with respect to the upper surface 10T of the surface plate 10 by ejecting air to the lower end portion of the left Y carriage 18 is also provided.

図6及び図7は、定盤10の上面10T及び右側面10Rを示した上面図及び右側面図であり、Yキャリッジ14に設けられたエアパッドの定盤10に対する配置が示されている。   6 and 7 are a top view and a right side view showing an upper surface 10T and a right side surface 10R of the surface plate 10, and an arrangement of air pads provided on the Y carriage 14 with respect to the surface plate 10 is shown.

これらの図において、Yガイド42の上面42Tに沿って配置された2つのエアパッド62F、62Eは、支持部50の基端部52においてY軸方向に沿った2箇所(Y軸に平行な直線上の2箇所)の位置に設けられており、Yガイド42の上面42Tに対向して下向きに配置される。   In these drawings, two air pads 62F and 62E arranged along the upper surface 42T of the Y guide 42 are arranged at two locations along the Y-axis direction (on a straight line parallel to the Y-axis) at the base end portion 52 of the support portion 50. Are disposed at a position facing the upper surface 42T of the Y guide 42 and facing downward.

Yガイド42の右側面42Rに沿って配置された2つのエアパッド64F、64Eは、支持部50の右側部54においてY軸方向に沿った2箇所(Y軸に平行な直線上の2箇所)の位置に設けられており、Yガイド42の右側面42Rに対向して左向きに配置される。   The two air pads 64F and 64E arranged along the right side surface 42R of the Y guide 42 are arranged at two locations along the Y axis direction (two locations on a straight line parallel to the Y axis) in the right side portion 54 of the support portion 50. It is provided at a position and is arranged facing left so as to face the right side surface 42R of the Y guide 42.

Yガイド42の左側面42L(溝40の右側面40R)に沿って配置された2つのエアパッド66F、66Eは、支持部50の左側部56においてY軸方向に沿った2箇所(Y軸に平行な直線上の2箇所)の位置に設けられており、Yガイド42の左側面42Lに対向して右向きに配置される。   The two air pads 66F and 66E arranged along the left side 42L of the Y guide 42 (the right side 40R of the groove 40) are arranged at two locations along the Y axis direction (parallel to the Y axis) in the left side 56 of the support unit 50. At two positions on a straight line) and is arranged to face the left side surface 42L of the Y guide 42 in the right direction.

Yガイド42の下面42Bに沿って配置された2つのエアパッド68F、68E(図3及び図7参照)は、支持部50の先端部58においてY軸方向に沿った2箇所(Y軸に平行な直線上の2箇所)の位置に設けられ、Yガイド42の下面に対向して上向きに配置される。   Two air pads 68F and 68E (see FIGS. 3 and 7) arranged along the lower surface 42B of the Y guide 42 are arranged at two locations along the Y-axis direction (parallel to the Y-axis) at the distal end portion 58 of the support portion 50. 2 positions on the straight line), and is arranged facing the lower surface of the Y guide 42 and facing upward.

定盤10の左側面の近くの上面に配置されたエアパッド70は、左Yキャリッジ18の下端部に設けられ、定盤10の上面10Tに対向して下向きに配置される。   The air pad 70 disposed on the upper surface near the left side surface of the surface plate 10 is provided at the lower end portion of the left Y carriage 18 and is disposed downward facing the upper surface 10T of the surface plate 10.

ここで、支持部50の基端部52、右側部54、左側部56、及び先端部58の各々において、前側(正面側)に設置されるエアパッド62F、64F、66F、68Fは、Y軸方向に関して略同一位置に配置され(即ち、同一のXZ平面に沿った位置に配置され)、後側(背面側)に配置されるエアパッド62E、64E、66E、68Eは、Y軸方向に関して略同一位置に配置される。   Here, in each of the base end portion 52, the right side portion 54, the left side portion 56, and the distal end portion 58 of the support portion 50, the air pads 62F, 64F, 66F, and 68F installed on the front side (front side) are in the Y-axis direction. The air pads 62E, 64E, 66E, and 68E that are disposed at substantially the same position with respect to (that is, disposed at positions along the same XZ plane) and disposed on the rear side (rear side) are substantially at the same position with respect to the Y-axis direction. Placed in.

支持部50の右側部54に設置されるエアパッド64F、64Eと左側部56に設置されるエアパッド66F、66Eとは、互いに対向する位置(即ち、Z軸方向に関して略同一位置)に配置される。   The air pads 64F and 64E installed on the right side portion 54 of the support portion 50 and the air pads 66F and 66E installed on the left side portion 56 are arranged at positions facing each other (that is, substantially the same position in the Z-axis direction).

支持部50の基端部52に設置されるエアパッド62F、62Eと先端部58に設置されるエアパッド68F、68Eとは、互いに対向する位置(即ち、X軸方向に関して略同一位置)に配置される。   The air pads 62F and 62E installed at the base end portion 52 of the support portion 50 and the air pads 68F and 68E installed at the distal end portion 58 are arranged at positions facing each other (that is, substantially the same position in the X-axis direction). .

左Yキャリッジ18の下端部に設置されるエアパッド70は、そのY軸方向に関する位置が、Yキャリッジ14と共にY軸方向に移動する全ての部材(Yキャリッジ14及びZコラム22)の重心のY軸方向の位置と略一致する位置に配置される。   The air pad 70 installed at the lower end of the left Y carriage 18 has a Y-axis position that is the center of gravity of all members (Y carriage 14 and Z column 22) that move in the Y-axis direction together with the Y carriage 14. It is arranged at a position substantially coincident with the direction position.

また、エアパッド62F、62E、70が例えば直径110mmのものであるのに対して、エアパッド64F、64E、66F、66Eは、エアパッド62F、62E、70よりも直径が小さい例えば直径80mmのものが用いられる。更に、エアパッド68F、68Eは、エアパッド64F、64E、66F、66Eよりも直径が小さい例えば直径60mmのものが用いられる。   The air pads 62F, 62E, and 70 have a diameter of, for example, 110 mm, while the air pads 64F, 64E, 66F, and 66E have a diameter that is smaller than that of the air pads 62F, 62E, and 70, for example, a diameter of 80 mm. . Further, air pads 68F and 68E having a diameter smaller than the air pads 64F, 64E, 66F and 66E, for example, 60 mm in diameter are used.

なお、参考として、定盤10は、X軸方向の幅(横幅)が約800mm〜約1000mm、Y軸方向の幅(奥行き)が約1200mm〜約2700mmのものが用いられ、Yキャリッジ14は、Z軸方向の幅(高さ)として約600mm〜約800mmを有し、支持部50は、Y軸方向の幅(奥行き)として約650mmを有する。   For reference, the surface plate 10 has a width (horizontal width) in the X-axis direction of about 800 mm to about 1000 mm and a width (depth) in the Y-axis direction of about 1200 mm to about 2700 mm. The width (height) in the Z-axis direction has about 600 mm to about 800 mm, and the support portion 50 has about 650 mm as the width (depth) in the Y-axis direction.

以上のごとく構成されたYキャリッジ14の支持手段によれば、Yキャリッジ14は、右Yキャリッジ16における支持部50のエアパッド62F、62E、64F、64E、66F、66E、68F、68Eを介してYガイド42(定盤10)に支持される。即ち、支持部50とYガイド42との係合によってYキャリッジ14がYガイド42に支持される。また、これと共に、Yキャリッジ14は、左Yキャリッジ18におけるエアパッド70を介して定盤10(上面10T)に支持される。   According to the support means of the Y carriage 14 configured as described above, the Y carriage 14 is connected to the right Y carriage 16 via the air pads 62F, 62E, 64F, 64E, 66F, 66E, 68F, 68E of the support portion 50. It is supported by the guide 42 (the surface plate 10). That is, the Y carriage 14 is supported by the Y guide 42 by the engagement between the support portion 50 and the Y guide 42. At the same time, the Y carriage 14 is supported on the surface plate 10 (upper surface 10T) via the air pad 70 in the left Y carriage 18.

また、各エアパッド62F、62E、64F、64E、66F、66E、68F、68E、70から空気を噴出することで、右Yキャリッジ16における支持部50の各エアパッド62F、62E、64F、64E、66F、66E、68F、68EがYガイド42に対してY軸方向に摺動可能な状態となり、かつ、左Yキャリッジ18におけるエアパッド70が定盤10の上面10Tに対して摺動可能な状態となる。   Further, each air pad 62F, 62E, 64F, 64E, 66F, 66E, 68F, 68E, 70 is ejected from the air pad 62F, so that each air pad 62F, 62E, 64F, 64E, 66F of the support unit 50 in the right Y carriage 16 is ejected. 66E, 68F, 68E are slidable in the Y-axis direction with respect to the Y guide 42, and the air pad 70 in the left Y carriage 18 is slidable with respect to the upper surface 10T of the surface plate 10.

したがって、Yキャリッジ14が定盤10に対してY軸方向に移動可能な状態となる。   Accordingly, the Y carriage 14 is movable in the Y axis direction with respect to the surface plate 10.

続いて、Y駆動機構におけるYキャリッジ14の駆動手段について説明する。   Next, the drive means for the Y carriage 14 in the Y drive mechanism will be described.

図4のように支持部50の右側部54には、駆動部80が設けられる。図6及び図7にも示されているように駆動部80は、支持部50の右側部54に設けられる2つのエアパッド64F、64Eの間の略中間となる位置に配置される。   As shown in FIG. 4, the drive unit 80 is provided on the right side portion 54 of the support unit 50. As shown in FIGS. 6 and 7, the drive unit 80 is disposed at a position that is substantially in the middle between the two air pads 64 </ b> F and 64 </ b> E provided on the right side portion 54 of the support unit 50.

なお、駆動部80のY軸方向の位置は、Yキャリッジ14と共にY軸方向に移動する全ての部材(Yキャリッジ14及びZコラム22)の重心のY軸方向の位置と略一致する位置であることが望ましい。   The position in the Y-axis direction of the drive unit 80 is a position that substantially coincides with the position in the Y-axis direction of the center of gravity of all members (Y carriage 14 and Z column 22) that move in the Y-axis direction together with the Y carriage 14. It is desirable.

駆動部80は、モータ82と、回転自在のローラ84と、それらを動力伝達可能に連結する減速機構とが支持部材に組み付けられて一体的に構成されており、モータ82を駆動するとローラ84が回転する。   The drive unit 80 is configured integrally with a motor 82, a rotatable roller 84, and a speed reduction mechanism that couples them so as to be able to transmit power. The drive unit 80 is integrally configured. Rotate.

この駆動部80は、図6に示すようにローラ84の回転軸がZ軸と平行に、かつ、ローラ84の外周面が2つのエアパッド64F、64Eの間の略中間となる位置においてYガイド42の右側面42R(定盤10の右側面10R)に当接するようにして支持部50の右側部54に設置される。   As shown in FIG. 6, the drive unit 80 includes a Y guide 42 at a position where the rotation axis of the roller 84 is parallel to the Z axis and the outer peripheral surface of the roller 84 is approximately in the middle between the two air pads 64F and 64E. The right side surface 42 </ b> R (the right side surface 10 </ b> R of the surface plate 10) is placed on the right side portion 54 of the support portion 50.

したがって、駆動部80のモータ82を駆動してローラ84を回転させることで、Yガイド42に沿って支持部50が移動し、Yキャリッジ14がY軸方向に移動する。   Therefore, by driving the motor 82 of the drive unit 80 and rotating the roller 84, the support unit 50 moves along the Y guide 42, and the Y carriage 14 moves in the Y-axis direction.

なお、Yキャリッジ14の駆動手段として、駆動部80の他にYガイド42の左側面42Lに当接する駆動部を例えば駆動部80に対峙させて設けてもよいし、駆動部80の代わりにYガイド42の左側面42Lに当接する駆動部のみを設けてもよい。   As a driving unit for the Y carriage 14, in addition to the driving unit 80, a driving unit that abuts on the left side surface 42 </ b> L of the Y guide 42 may be provided, for example, facing the driving unit 80. Only the drive unit that contacts the left side surface 42L of the guide 42 may be provided.

続いて、Y駆動機構におけるYキャリッジ14の位置検出手段について説明する。   Next, the position detection unit of the Y carriage 14 in the Y drive mechanism will be described.

図8は、定盤10の溝40の部分を拡大して示した正面図である。同図に示すように溝40の左側面40Lには、例えば光学式のリニアエンコーダ110を構成する長板状のスケール112であって格子目盛が設けられたスケール112がY軸方向に沿って設置される。   FIG. 8 is an enlarged front view of the groove 40 of the surface plate 10. As shown in the figure, on the left side surface 40L of the groove 40, for example, a long plate-like scale 112 constituting an optical linear encoder 110, which is provided with a grid scale, is installed along the Y-axis direction. Is done.

一方、支持部50の左側部56には、リニアエンコーダ110を構成する光センサ114が支持部材を設置され、スケール112に対向した位置に配置される。そして、光センサ114に対向する位置に形成されたスケール112の格子目盛に起因する検出信号が光センサ114から出力される。   On the other hand, on the left side portion 56 of the support portion 50, an optical sensor 114 constituting the linear encoder 110 is provided with a support member and is disposed at a position facing the scale 112. Then, a detection signal resulting from the lattice scale of the scale 112 formed at a position facing the optical sensor 114 is output from the optical sensor 114.

このリニアエンコーダ110によれば、Yキャリッジ14がY軸方向に移動すると、Yキャリッジ14と共に光センサ114がY軸方向に移動し、スケール112に対する光センサ114の対向位置が変化する。このとき、光センサ114から出力される検出信号に基づいてYキャリッジ14のY軸方向の位置が検出される。   According to this linear encoder 110, when the Y carriage 14 moves in the Y-axis direction, the optical sensor 114 moves in the Y-axis direction together with the Y carriage 14, and the position of the optical sensor 114 facing the scale 112 changes. At this time, the position of the Y carriage 14 in the Y-axis direction is detected based on the detection signal output from the optical sensor 114.

次に、Zコラム22をX軸方向に移動可能に支持すると共にX軸方向に移動させるX駆動機構について説明する。   Next, an X drive mechanism that supports the Z column 22 so as to be movable in the X-axis direction and moves it in the X-axis direction will be described.

まず、X駆動機構におけるZコラム22の支持手段(Xガイド機構)について説明する。   First, the support means (X guide mechanism) of the Z column 22 in the X drive mechanism will be described.

図5には、上述のようにカバーを外した状態のYキャリッジ14が示されており、図9、図10、図11には、Xガイド20から取り外したZコラム22が示されている。これらの図に示されているようにZコラム22は、各種部品が組み付けられる支持部200であってXキャリッジに相当する支持部200を備え、支持部200には、四角柱状のXガイド20を挿通するX軸方向に沿った矩形状のXガイド挿通孔202が設けられる。   5 shows the Y carriage 14 with the cover removed as described above, and FIGS. 9, 10 and 11 show the Z column 22 removed from the X guide 20. As shown in these drawings, the Z column 22 is a support portion 200 to which various components are assembled, and includes a support portion 200 corresponding to an X carriage. The support portion 200 includes a square columnar X guide 20. A rectangular X guide insertion hole 202 is provided along the X-axis direction to be inserted.

支持部200において、Xガイド挿通孔202を画定する前面202F、後面202E、上面202T、及び下面202B(Xガイド挿通孔202の前面202F等という)の各々には、空気を噴出することでXガイド20に対して摺動可能となる円板状のエアパッドが設けられる。   In the support portion 200, the X guide is obtained by jetting air to each of the front surface 202F, the rear surface 202E, the upper surface 202T, and the lower surface 202B (referred to as the front surface 202F of the X guide insertion hole 202) that defines the X guide insertion hole 202. A disk-shaped air pad that can slide with respect to 20 is provided.

Xガイド挿通孔202の前面202Fには、図10に示すように上下と左右に対称となる4箇所の各々に1つずつの合計4つのエアパッド210、210、210、210が配置され、Xガイド20の前面20F(図5参照)に対向して後向きに配置される。   On the front surface 202F of the X guide insertion hole 202, as shown in FIG. 10, a total of four air pads 210, 210, 210, 210 are arranged, one at each of four locations that are symmetrical vertically and horizontally. 20 is disposed rearwardly facing the front surface 20F (see FIG. 5).

Xガイド挿通孔202の後面202Eには、図11に示すように上側の2箇所と下側の1箇所の各々に1つずつの合計3つのエアパッド212、212、212が配置され、Xガイド20の後面20E(図5参照)に対向して前向きに配置される。   On the rear surface 202E of the X guide insertion hole 202, as shown in FIG. 11, a total of three air pads 212, 212, 212 are arranged, one at each of the upper two places and the lower one place. The rear surface 20E (see FIG. 5) is disposed facing forward.

Xガイド挿通孔202の上面202Tには、図9に示すように左右の2箇所の各々に1つずつの合計2つのエアパッド214、214が配置され、Xガイド20の上面20T(図5参照)に対向して下向きに配置される。   On the upper surface 202T of the X guide insertion hole 202, as shown in FIG. 9, a total of two air pads 214, 214, one at each of the two left and right sides, are arranged, and the upper surface 20T of the X guide 20 (see FIG. 5). It is arrange | positioned facing down.

Xガイド挿通孔202の下面202Bには、図10に示すように1つのエアパッド216が配置され、Xガイド20の下面20B(図5参照)に対向して上向きに配置される。   As shown in FIG. 10, one air pad 216 is disposed on the lower surface 202B of the X guide insertion hole 202, and is disposed upward facing the lower surface 20B of the X guide 20 (see FIG. 5).

以上のごとく構成されたZコラム22の支持手段によれば、支持部200のXガイド挿通孔202にXガイド20を挿通させると、支持部200は、エアパッド210、212、214、216を介してXガイド20に支持されて、Zコラム22が支持部200を介してXガイド20に支持される。   According to the support means of the Z column 22 configured as described above, when the X guide 20 is inserted into the X guide insertion hole 202 of the support portion 200, the support portion 200 is interposed via the air pads 210, 212, 214, and 216. Supported by the X guide 20, the Z column 22 is supported by the X guide 20 via the support portion 200.

また、各エアパッド210、212、214、216から空気を噴出することで、支持部200の各エアパッド210、212、214、216がXガイド20に対してX軸方向に摺動可能な状態となる。   Further, by ejecting air from the air pads 210, 212, 214, and 216, the air pads 210, 212, 214, and 216 of the support unit 200 can slide in the X-axis direction with respect to the X guide 20. .

したがって、Zコラム22がX軸方向に移動可能な状態となる。   Therefore, the Z column 22 is movable in the X-axis direction.

続いて、X駆動機構におけるZコラム22の駆動手段について説明する。   Next, the drive means for the Z column 22 in the X drive mechanism will be described.

図9〜図11に示すようにXガイド挿通孔202の後面202Eには、上述のY駆動機構における駆動部80と同様の構成を有し、モータ222とローラ224(図11参照)を備えた駆動部220が設けられる。駆動部220は、ローラ224の回転軸がZ軸と平行となるようにXガイド挿通孔202の後面202Eに設置され、かつ、ローラ224の外周面がXガイド挿通孔202の後面202Eの上側に設置された2つのエアパッド212、212の間の略中間となる位置においてXガイド20の後面20E(図5参照)に当接するように設置される。   As shown in FIGS. 9 to 11, the rear surface 202E of the X guide insertion hole 202 has the same configuration as the drive unit 80 in the Y drive mechanism described above, and includes a motor 222 and a roller 224 (see FIG. 11). A drive unit 220 is provided. The drive unit 220 is installed on the rear surface 202E of the X guide insertion hole 202 so that the rotation axis of the roller 224 is parallel to the Z axis, and the outer peripheral surface of the roller 224 is above the rear surface 202E of the X guide insertion hole 202. It is installed so as to come into contact with the rear surface 20E (see FIG. 5) of the X guide 20 at a position approximately in the middle between the two installed air pads 212, 212.

したがって、駆動部220のモータ222を駆動してローラ224を回転させることで、Xガイド20に沿って支持部200が移動し、Zコラム22がX軸方向に移動する。   Therefore, by driving the motor 222 of the drive unit 220 and rotating the roller 224, the support unit 200 moves along the X guide 20, and the Z column 22 moves in the X-axis direction.

なお、Xガイド20及び支持部200には、X駆動機構におけるZコラム22の位置検出手段として、Y駆動機構における上述のリニアエンコーダ110と同様の光学式のリニアエンコーダが設けられ、Xガイド20には、長板状のスケールがX軸方向に沿って設置され、支持部200には、光センサがスケールに対向した位置に配置される。   The X guide 20 and the support unit 200 are provided with optical linear encoders similar to the linear encoder 110 described above in the Y drive mechanism as position detection means for the Z column 22 in the X drive mechanism. The long plate-like scale is installed along the X-axis direction, and the optical sensor is disposed on the support portion 200 at a position facing the scale.

次に、Zキャリッジ24をZ軸方向に移動可能に支持すると共にZ軸方向に移動させるZ駆動機構について説明する。   Next, a Z drive mechanism that supports the Z carriage 24 so as to be movable in the Z-axis direction and moves it in the Z-axis direction will be described.

まず、Z駆動機構におけるZキャリッジ24の支持手段(Zガイド機構)について説明する。   First, the support means (Z guide mechanism) of the Z carriage 24 in the Z drive mechanism will be described.

図12、図13には、図9〜図11に示したZコラム22の支持部200からZキャリッジ24を取り外した状態が示されており、これらの図に示されているように支持部200には、四角柱状のZキャリッジ24を挿通するZ軸方向に沿った矩形状のZキャリッジ挿通孔250がXガイド挿通孔202の前側に設けられる。   FIGS. 12 and 13 show a state in which the Z carriage 24 is removed from the support portion 200 of the Z column 22 shown in FIGS. 9 to 11. As shown in these drawings, the support portion 200 is shown. A rectangular Z-carriage insertion hole 250 is provided on the front side of the X guide insertion hole 202 along the Z-axis direction through which the quadrangular prism-shaped Z carriage 24 is inserted.

支持部200において、Zキャリッジ挿通孔250を画定する前面250F、後面250E、右側面250R、及び左側面250L(Zキャリッジ挿通孔250の前面250F等という)の各々(図13参照)には、空気を噴出することでZキャリッジ24に対して摺動可能となるエアパッドが設けられる。   In the support portion 200, each of the front surface 250F, the rear surface 250E, the right side surface 250R, and the left side surface 250L (referred to as the front surface 250F of the Z carriage insertion hole 250) that defines the Z carriage insertion hole 250 has air (see FIG. 13). Is provided with an air pad that is slidable with respect to the Z carriage 24.

Zキャリッジ挿通孔250の下側開口付近には、図12に示すようにZキャリッジ挿通孔250の前面250F、後面250E、右側面250R、及び左側面250Lの各々に1つずつの合計4つのエアパッド260、262、264、266が配置され、それらのエアパッド260、262、264、266の各々は、Zキャリッジ24の前面24F、後面24E、右側面24R、及び左側面24L(図11参照)の各々に対向して後向き、前向き、左向き、右向きに配置される。   In the vicinity of the lower opening of the Z carriage insertion hole 250, a total of four air pads, one on each of the front surface 250F, the rear surface 250E, the right side surface 250R, and the left side surface 250L of the Z carriage insertion hole 250, as shown in FIG. 260, 262, 264, and 266 are arranged, and each of the air pads 260, 262, 264, and 266 is disposed on the front surface 24F, the rear surface 24E, the right side surface 24R, and the left side surface 24L (see FIG. 11) of the Z carriage 24, respectively. Opposite to the rear, forward, left, right.

Zキャリッジ挿通孔250の上側開口付近には、図13に示すようにZキャリッジ挿通孔250の前面250F、後面250E、及び右側面10Rの各々に1つずつの合計3つのエアパッド260、262、264が配置され、それらのエアパッド260、262、264の各々は、Zキャリッジ24の前面24F、後面24E、及び右側面24Rの各々に対向して後向き、前向き、左向きに配置される。   In the vicinity of the upper opening of the Z carriage insertion hole 250, as shown in FIG. 13, a total of three air pads 260, 262, 264, one for each of the front surface 250F, the rear surface 250E, and the right side surface 10R of the Z carriage insertion hole 250. The air pads 260, 262, and 264 are disposed rearward, forward, and leftward to face the front surface 24F, the rear surface 24E, and the right side surface 24R of the Z carriage 24, respectively.

一方、Zキャリッジ挿通孔250の上側開口付近におけるZキャリッジ挿通孔250の左側面250Lには2つのエアパッド266、266が配置され、それらのエアパッド266、266は、Zキャリッジ24の左側面24Lに対向して右向きに配置される。   On the other hand, two air pads 266 and 266 are disposed on the left side surface 250L of the Z carriage insertion hole 250 near the upper opening of the Z carriage insertion hole 250, and these air pads 266 and 266 are opposed to the left side surface 24L of the Z carriage 24. And placed rightward.

以上のごとく構成されたZキャリッジ24の支持手段によれば、支持部200のZキャリッジ挿通孔250にZキャリッジ24を挿通させると、支持部200は、エアパッド260、262、264、266を介してZキャリッジ24を支持する。   According to the support means of the Z carriage 24 configured as described above, when the Z carriage 24 is inserted into the Z carriage insertion hole 250 of the support portion 200, the support portion 200 is interposed via the air pads 260, 262, 264, and 266. The Z carriage 24 is supported.

また、各エアパッド260、262、264、266から空気を噴出することで、支持部200の各エアパッド260、262、264、266がZキャリッジ24に対して摺動可能な状態となり、Zキャリッジ24がZ軸方向に移動可能な状態となる。   Further, by ejecting air from the air pads 260, 262, 264, 266, the air pads 260, 262, 264, 266 of the support unit 200 can slide with respect to the Z carriage 24, and the Z carriage 24 can be The state is movable in the Z-axis direction.

続いて、Z駆動機構におけるZキャリッジ24の駆動手段について説明する。   Next, the drive means for the Z carriage 24 in the Z drive mechanism will be described.

図12及び図13に示すようにZキャリッジ挿通孔250の前面250Fには、上述のY駆動機構における駆動部80と同様の構成を有し、モータ272とローラ274(図13参照)を備えた駆動部270が設けられる。駆動部270は、ローラ274の回転軸がX軸と平行となるようにZキャリッジ挿通孔250の前面250Fに設置され、かつ、ローラ274の外周面がZキャリッジ挿通孔250の前面250Fに設置された2つのエアパッド260、260の間の略中間となる位置においてZキャリッジ24の前面24Fに当接するように設置される。   As shown in FIGS. 12 and 13, the front surface 250 </ b> F of the Z carriage insertion hole 250 has the same configuration as the drive unit 80 in the Y drive mechanism described above, and includes a motor 272 and a roller 274 (see FIG. 13). A drive unit 270 is provided. The drive unit 270 is installed on the front surface 250F of the Z carriage insertion hole 250 so that the rotation axis of the roller 274 is parallel to the X axis, and the outer peripheral surface of the roller 274 is installed on the front surface 250F of the Z carriage insertion hole 250. Further, it is installed so as to come into contact with the front surface 24F of the Z carriage 24 at a position approximately in the middle between the two air pads 260, 260.

したがって、駆動部270のモータ272を駆動してローラ274を回転させることで、Zキャリッジ24が支持部200に対してZ軸方向に移動する。   Therefore, by driving the motor 272 of the drive unit 270 and rotating the roller 274, the Z carriage 24 moves in the Z-axis direction with respect to the support unit 200.

なお、Zキャリッジ24及び支持部200には、Z駆動機構におけるZキャリッジ24の位置検出手段として、Y駆動機構における上述のリニアエンコーダ110と同様の光学式のリニアエンコーダが設けられ、Zキャリッジ24には、長板状のスケールがZ軸方向に沿って設置され、支持部200には、光センサがスケールに対向した位置に配置される。   The Z carriage 24 and the support unit 200 are provided with optical linear encoders similar to the linear encoder 110 described above in the Y drive mechanism as position detection means for the Z carriage 24 in the Z drive mechanism. The long plate-like scale is installed along the Z-axis direction, and the optical sensor is disposed on the support portion 200 at a position facing the scale.

また、図9〜図13に示されているケーブル保護管278は、ケーブルを内部に挿通させて案内する湾曲可能な案内部材である。Zキャリッジ24の下端部に取り付けられる測定プローブ26のケーブルは、Zコラム22の内部において、Zキャリッジ24の内部及びケーブル保護管278の内部に挿通配置され、他の部材との干渉が防止される。   9 to 13 is a bendable guide member that guides the cable through the cable. The cable of the measurement probe 26 attached to the lower end of the Z carriage 24 is inserted into the Z carriage 24 and the cable protection tube 278 inside the Z column 22 to prevent interference with other members. .

以上のごとく構成された三次元座標測定装置1における振動低減効果(高剛性化)について説明する。   The vibration reduction effect (high rigidity) in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 configured as described above will be described.

まず、Y駆動機構におけるYキャリッジ14の振動低減効果について説明する。   First, the vibration reduction effect of the Y carriage 14 in the Y drive mechanism will be described.

図14は、定盤10のYガイド42がYキャリッジ14を支持する支持点の位置関係を定盤10の上面10T側から示した模式図である。   FIG. 14 is a schematic diagram showing the positional relationship between the support points at which the Y guide 42 of the surface plate 10 supports the Y carriage 14 from the upper surface 10T side of the surface plate 10. As shown in FIG.

同図において、定盤10に形成されたYガイド42の左側面42Lに存在する前後2つの支持点P1、P2は、Yキャリッジ14(支持部50)のエアパッド66F、66Eが当接する位置を示し、Yガイド42の右側面42Rに存在する前後2つの支持点P3、P4は、Yキャリッジ14(支持部50)のエアパッド64F、64Eが当接する位置を示し、Yガイド42の右側面42Rに存在する支持点P0は、Yキャリッジ14(支持部50)の駆動部80のローラ84が当接する位置を示す(図6参照)。なお、駆動力が加えられる支持点(P0)を駆動点(P0)というものとする(以下、同様)。   In the figure, two front and rear support points P1 and P2 existing on the left side surface 42L of the Y guide 42 formed on the surface plate 10 indicate positions where the air pads 66F and 66E of the Y carriage 14 (support portion 50) abut. The two front and rear support points P3 and P4 existing on the right side 42R of the Y guide 42 indicate positions where the air pads 64F and 64E of the Y carriage 14 (support 50) come into contact, and exist on the right side 42R of the Y guide 42. The support point P0 to indicate the position where the roller 84 of the drive unit 80 of the Y carriage 14 (support unit 50) contacts (see FIG. 6). The support point (P0) to which the driving force is applied is referred to as the driving point (P0) (the same applies hereinafter).

また、支持点P1、P2は固定の支持点を示し、支持点P3、P4は補助的な支持点を示す。即ち、固定の支持点P1、P2となるエアパッド66F、66Eは、Yキャリッジ14の支持部50において、それらが摺動するガイド面であるYガイド42の左側面42Lの法線方向に進退移動不能に支持される。一方、補助的な支持点P3、P4となるエアパッド64F、64Eは、Yキャリッジ14の支持部50において、それらが摺動するガイド面であるYガイド42の右側面42Rの法線方向に対して進退移動可能に支持されると共に、右側面42Rに当接する方向に付勢される。   Support points P1 and P2 indicate fixed support points, and support points P3 and P4 indicate auxiliary support points. That is, the air pads 66F and 66E serving as the fixed support points P1 and P2 cannot move forward and backward in the normal direction of the left side surface 42L of the Y guide 42, which is the guide surface on which they slide, in the support portion 50 of the Y carriage 14. Supported by On the other hand, the air pads 64F and 64E serving as the auxiliary support points P3 and P4 are in the support portion 50 of the Y carriage 14 with respect to the normal direction of the right side surface 42R of the Y guide 42 which is a guide surface on which they slide. It is supported so as to be able to move forward and backward, and is urged in a direction to contact the right side surface 42R.

同図に示すように、支持点P1と支持点P3、及び、支持点P2と支持点P4とは、各々、Yガイド42を介して対向した位置に配置される。即ち、支持点P1と支持点P3のY軸方向及びZ軸方向の位置が略一致し、支持点P2と支持点P4のY軸方向及びZ軸方向の位置が略一致する。   As shown in the figure, the support point P1 and the support point P3, and the support point P2 and the support point P4 are arranged at positions facing each other with the Y guide 42 therebetween. That is, the positions of the support point P1 and the support point P3 in the Y-axis direction and the Z-axis direction substantially coincide, and the positions of the support point P2 and the support point P4 in the Y-axis direction and the Z-axis direction substantially coincide.

駆動点P0は、Yキャリッジ14の移動方向であるY軸方向に関して、支持点P3と支持点P4との間、即ち、支持点P1と支持点P2との間の略中間位置に配置される。なお、駆動点P0は、支持点P1と支持点P2との間で範囲であれば、それらの中間位置以外の位置に配置されていてもよい。   The drive point P0 is disposed between the support point P3 and the support point P4 with respect to the Y-axis direction, which is the moving direction of the Y carriage 14, that is, at a substantially intermediate position between the support point P1 and the support point P2. The driving point P0 may be arranged at a position other than the intermediate position as long as it is in a range between the supporting point P1 and the supporting point P2.

このような支持点の配置によれば、支持点P3、P4を補助的な支持点として、右側面42Rの1つの駆動点P0と、左側面42Lの2つの支持点P1、P2との3点でYキャリッジ14を支持した状態であり、駆動点P0を中心としたYキャリッジ14のZ軸周り方向の回転が規制される。   According to such an arrangement of the support points, the support points P3 and P4 are used as auxiliary support points, and three driving points P0 on the right side 42R and two support points P1 and P2 on the left side 42L are provided. In this state, the Y carriage 14 is supported, and the rotation of the Y carriage 14 around the Z axis around the drive point P0 is restricted.

特に、支持点P1と支持点P2とのY軸方向の距離(間隔)は、駆動点P0と支持点P1、P2とのX軸方向の距離(間隔)に対して十分に大きく、Yキャリッジ14の加減速時であっても各支持点に加わる力のバランスが崩れにくい構造となっている。   In particular, the distance (interval) in the Y-axis direction between the support point P1 and the support point P2 is sufficiently larger than the distance (interval) in the X-axis direction between the drive point P0 and the support points P1 and P2, and the Y carriage 14 Even during acceleration / deceleration, the balance of the force applied to each support point is not easily lost.

即ち、支持点P1と支持点P2とのY軸方向の間隔が狭いと、駆動点P0で駆動されたときに生じる外力(駆動方向に対して垂直な力)がエアパッド66F、66Eにおいて形成される薄い空気層を潰しやすくなる。空気層を潰すと、そのバネ性の反力が生じて振動が発生する。本実施の形態では、支持点P1と支持点P2とのY軸方向の間隔は、対向する駆動点P0との間隔よりも十分広いため、支持点P1、P2にかかる外力が小さく、このような振動が発生しにくい構造となっている。   That is, when the distance between the support point P1 and the support point P2 in the Y-axis direction is narrow, an external force (force perpendicular to the drive direction) generated when driven at the drive point P0 is formed in the air pads 66F and 66E. It becomes easy to crush a thin air layer. When the air layer is crushed, its springy reaction force is generated and vibration is generated. In the present embodiment, the distance between the support point P1 and the support point P2 in the Y-axis direction is sufficiently wider than the distance between the opposing drive points P0, and thus the external force applied to the support points P1 and P2 is small. The structure is less prone to vibration.

したがって、Yキャリッジ14のY軸方向への移動時に駆動点P0からYガイド42に加わる駆動力によってYキャリッジ14がZ軸周り方向に振動する(揺れる)ことが低減される。即ち、Yキャリッジ14の移動の際に進行方向に対して左右に向きが振れるヨーイング誤差が小さく、加えて振動も小さくなる。   Therefore, the Y carriage 14 is less likely to vibrate (sway) in the direction around the Z axis due to the driving force applied to the Y guide 42 from the driving point P0 when the Y carriage 14 moves in the Y axis direction. That is, when the Y carriage 14 moves, the yawing error that causes the left and right directions to swing with respect to the traveling direction is small, and the vibration is also small.

なお、支持点P1と支持点P2とのY軸方向の距離(間隔)は、駆動点P0と支持点P1、P2とのX軸方向の距離(間隔)、即ち、Yガイド42の右側面42Rと左側面42Lとの距離よりも大きいことが望ましいが、必ずしもこれに限らない。   The distance (interval) in the Y-axis direction between the support point P1 and the support point P2 is the distance (interval) in the X-axis direction between the drive point P0 and the support points P1 and P2, that is, the right side surface 42R of the Y guide 42. Although it is desirable that the distance is greater than the distance between the left side surface 42L and the left side surface 42L, the distance is not necessarily limited thereto.

また、定盤10に溝40を形成して定盤10の右側面10Rに沿った一部の領域をYガイド42としたことで、定盤10の左右両側面をYガイドとして利用した場合と比べると、駆動点P0と支持点P1、P2との距離(間隔)が小さい。駆動点P0と支持点P1、P2との距離が大きいと、固有振動数が低く、振幅の大きな揺れがYキャリッジ14に発生するが、本実施の形態のように、駆動点P0と支持点P1、P2との距離(間隔)が小さいことで、固有振動数が高くなり、それに伴いYキャリッジ14に揺れが生じた場合でもその振幅を小さくすることができる。   Further, the groove 40 is formed in the surface plate 10 and a part of the area along the right side surface 10R of the surface plate 10 is used as the Y guide 42, and the left and right side surfaces of the surface plate 10 are used as the Y guide. In comparison, the distance (interval) between the drive point P0 and the support points P1 and P2 is small. When the distance between the drive point P0 and the support points P1 and P2 is large, the natural frequency is low and a swing with a large amplitude occurs in the Y carriage 14. However, as in the present embodiment, the drive point P0 and the support point P1. Since the distance (interval) with P2 is small, the natural frequency becomes high, and the amplitude can be reduced even when the Y carriage 14 is shaken accordingly.

以上のことから、Yキャリッジ14のY軸方向への移動時におけるYキャリッジ14の振動が低減され、測定プローブ26のY軸方向への移動時における測定プローブ26(スタイラス28)の振動が低減される。   From the above, the vibration of the Y carriage 14 when the Y carriage 14 moves in the Y-axis direction is reduced, and the vibration of the measurement probe 26 (stylus 28) when the measurement probe 26 moves in the Y-axis direction is reduced. The

なお、駆動点P0、支持点P1、P2、及び支持点P3、P4を配置するYガイド42の側面(ガイド面)は、本実施の形態に限らず、Yガイド42の互いに反対向きとなる任意の2つの側面(ガイド面)の一方のガイド面に支持点P1、P2を配置し、他方のガイド面に、駆動点P0及び支持点P3、P4を配置した構成とすることができる。   Note that the side surface (guide surface) of the Y guide 42 on which the drive point P0, the support points P1, P2, and the support points P3, P4 are arranged is not limited to the present embodiment, and the Y guide 42 has an arbitrary direction opposite to each other. The support points P1 and P2 are disposed on one guide surface of the two side surfaces (guide surfaces), and the drive point P0 and the support points P3 and P4 are disposed on the other guide surface.

続いて、X駆動機構における支持部200(Xキャリッジ)の振動低減効果について説明する。   Next, the vibration reduction effect of the support unit 200 (X carriage) in the X drive mechanism will be described.

図15は、Xガイド20がXキャリッジに相当する支持部200を支持する支持点の位置関係を定盤10の上面10T側(Xガイド20の上面20T側)から示した模式図である。   FIG. 15 is a schematic diagram showing the positional relationship between the support points at which the X guide 20 supports the support portion 200 corresponding to the X carriage from the upper surface 10T side of the surface plate 10 (the upper surface 20T side of the X guide 20).

同図において、Xガイド20の前面20Fに存在する左右2つの支持点P1、P2は、支持部200の上部(Xガイド挿通孔202の前面202Fの上側)に設置される2つのエアパッド210、210(図10参照)が当接する位置を示し、Xガイド20の後面20Eに存在する左右2つの支持点P3、P4は、支持部200の上部(Xガイド挿通孔202の後面202Eの上側)に設置される2つのエアパッド212、212(図11参照)が当接する位置を示し、Xガイド20の後面20Eに存在する駆動点P0は、支持部200の駆動部220のローラ224(図11参照)が当接する位置を示す。   In the drawing, two left and right support points P1, P2 existing on the front surface 20F of the X guide 20 are two air pads 210, 210 installed on the upper portion of the support portion 200 (above the front surface 202F of the X guide insertion hole 202). The left and right support points P3 and P4 existing on the rear surface 20E of the X guide 20 are installed on the upper portion of the support portion 200 (above the rear surface 202E of the X guide insertion hole 202). The driving point P0 present on the rear surface 20E of the X guide 20 is indicated by the roller 224 (see FIG. 11) of the driving unit 220 of the support unit 200. The abutting position is shown.

また、支持点P1、P2は固定の支持点を示し、支持点P3、P4は補助的な支持点を示す。固定の支持点と補助的な支持点の構成上の相違は上述した通りである。   Support points P1 and P2 indicate fixed support points, and support points P3 and P4 indicate auxiliary support points. The structural differences between the fixed support point and the auxiliary support point are as described above.

同図に示すように、支持点P1と支持点P3、及び、支持点P2と支持点P4とは、各々、Xガイド20を介して対向した位置に配置される。即ち、支持点P1と支持点P3のX軸方向及びZ軸方向の位置が略一致し、支持点P2と支持点P4のX軸方向及びZ軸方向の位置が略一致する。   As shown in the figure, the support point P1 and the support point P3, and the support point P2 and the support point P4 are arranged at positions facing each other with the X guide 20 therebetween. That is, the positions of the support point P1 and the support point P3 in the X-axis direction and the Z-axis direction substantially coincide, and the positions of the support point P2 and the support point P4 in the X-axis direction and the Z-axis direction substantially coincide.

駆動点P0は、支持部200の移動方向であるX軸方向に関して、支持点P3と支持点P4との間、即ち、支持点P1と支持点P2との間の略中間位置に配置される。なお、駆動点P0は、支持点P1と支持点P2との間で範囲であれば、それらの中間位置以外の位置に配置されていてもよい。   The drive point P0 is disposed between the support point P3 and the support point P4, that is, at a substantially intermediate position between the support point P1 and the support point P2, with respect to the X-axis direction that is the moving direction of the support unit 200. The driving point P0 may be arranged at a position other than the intermediate position as long as it is in a range between the supporting point P1 and the supporting point P2.

このような支持点の配置によれば、図14で説明したY駆動機構における支持点の配置と同様に、支持点P3、P4を補助的な支持点として、後面20Eの1つの駆動点P0と、前面20Fの2つの支持点P1、P2との3点で支持部200を支持した状態であり、駆動点P0を中心としたZ軸周り方向の支持部200の回転が規制される。   According to such an arrangement of the support points, similarly to the arrangement of the support points in the Y drive mechanism described with reference to FIG. 14, the support points P3 and P4 are used as auxiliary support points, and one drive point P0 on the rear surface 20E is obtained. The support portion 200 is supported at the three support points P1 and P2 on the front surface 20F, and the rotation of the support portion 200 around the Z axis around the drive point P0 is restricted.

特に、支持点P1と支持点P2とのX軸方向の距離(間隔)は、駆動点P0と支持点P1、P2とのY軸方向の距離(間隔)に対して十分に大きく、支持部200の加減速時であっても各支持点に加わる力のバランスが崩れにくい構造となっている。   In particular, the distance (interval) in the X-axis direction between the support point P1 and the support point P2 is sufficiently larger than the distance (interval) in the Y-axis direction between the drive point P0 and the support points P1 and P2, and the support unit 200 Even during acceleration / deceleration, the balance of the force applied to each support point is not easily lost.

したがって、支持部200のX軸方向の移動時に駆動点P0からXガイド20に加わる駆動力によって支持部200がZ軸周り方向に振動する(揺れる)ことが低減される。即ち、支持部200の移動の際に進行方向に対して左右に向きが振れるヨーイング誤差が小さく、加えて振動も小さくなる。   Therefore, it is possible to reduce the vibration (swaying) of the support portion 200 in the direction around the Z axis due to the driving force applied to the X guide 20 from the drive point P0 when the support portion 200 moves in the X axis direction. That is, when the support unit 200 moves, the yawing error that causes the left and right directions to swing with respect to the traveling direction is small, and the vibration is also small.

なお、支持点P1と支持点P2とのX軸方向の距離(間隔)は、駆動点P0と支持点P1、P2とのY軸方向の距離(間隔)、即ち、Xガイド20の前面20Fと後面20Eとの距離よりも大きいことが望ましいが、必ずしもこれに限らない。本実施の形態では、支持点P1と支持点P2とのX軸方向の距離(間隔)は、少なくともZキャリッジ24の幅(Zキャリッジ24の右側面24Rと左側面24Lとの距離)よりも大きくすることで、支持点P1と支持点P2とのX軸方向の距離(間隔)を大きくしている。   The distance (interval) in the X-axis direction between the support point P1 and the support point P2 is the distance (interval) in the Y-axis direction between the drive point P0 and the support points P1 and P2, that is, the front surface 20F of the X guide 20. Although it is desirable that the distance is larger than the distance to the rear surface 20E, the distance is not necessarily limited thereto. In the present embodiment, the distance (interval) in the X-axis direction between the support point P1 and the support point P2 is at least larger than the width of the Z carriage 24 (the distance between the right side surface 24R and the left side surface 24L of the Z carriage 24). Thus, the distance (interval) in the X-axis direction between the support point P1 and the support point P2 is increased.

以上のことから、Xキャリッジに相当する支持部200のX軸方向への移動時における支持部200の振動が低減され、測定プローブ26のX軸方向への移動時における測定プローブ26(スタイラス28)の振動が低減される。   From the above, the vibration of the support portion 200 when the support portion 200 corresponding to the X carriage moves in the X-axis direction is reduced, and the measurement probe 26 (stylus 28) when the measurement probe 26 moves in the X-axis direction. Vibration is reduced.

なお、駆動点P0、支持点P1、P2、及び支持点P3、P4を配置するXガイド20の側面(ガイド面)は、本実施の形態に限らず、Xガイド20の互いに反対向きとなる任意の2つの側面(ガイド面)の一方のガイド面に支持点P1、P2を配置し、他方のガイド面に、駆動点P0及び支持点P3、P4を配置した構成とすることができる。   Note that the side surface (guide surface) of the X guide 20 on which the drive point P0, the support points P1, P2, and the support points P3, P4 are arranged is not limited to the present embodiment, and the X guide 20 may be in any direction opposite to each other. The support points P1 and P2 are disposed on one guide surface of the two side surfaces (guide surfaces), and the drive point P0 and the support points P3 and P4 are disposed on the other guide surface.

続いて、Z駆動機構におけるZキャリッジ24の振動低減効果について説明する。   Next, the vibration reduction effect of the Z carriage 24 in the Z drive mechanism will be described.

図16は、支持部200がZキャリッジ24を支持する支持点(Zキャリッジ24が支持部200により支持される支持点)の位置関係を定盤10の右側面10R側(Zキャリッジ24の右側面24R側)から示した模式図である。   16 shows the positional relationship between the support points at which the support unit 200 supports the Z carriage 24 (support points at which the Z carriage 24 is supported by the support unit 200) on the right side surface 10R side of the surface plate 10 (the right side surface of the Z carriage 24). It is the schematic diagram shown from the 24R side.

同図において、Zキャリッジ24の前面24Fに存在する上下2つの支持点P1、P2は、支持部200(Zキャリッジ挿通孔250の前面250F)に設置される2つのエアパッド260、260(図12、図13参照)が当接する位置を示し、Zキャリッジ24の後面24Eに存在する上下2つの支持点P3、P4は、支持部200(Zキャリッジ挿通孔250の後面250E)に設置される2つのエアパッド262、262(図12、図13参照)が当接する位置を示し、Zキャリッジ24の前面24Fに存在する駆動点P0は、支持部200の駆動部270のローラ274(図13参照)が当接する位置を示す。   In the drawing, two upper and lower support points P1 and P2 existing on the front surface 24F of the Z carriage 24 are two air pads 260 and 260 (FIG. 12, FIG. 12) installed on the support portion 200 (the front surface 250F of the Z carriage insertion hole 250). The upper and lower two support points P3 and P4 existing on the rear surface 24E of the Z carriage 24 are two air pads installed on the support portion 200 (the rear surface 250E of the Z carriage insertion hole 250). 262 and 262 (see FIGS. 12 and 13) indicate positions where the roller 274 (see FIG. 13) of the driving unit 270 of the support unit 200 contacts the driving point P0 existing on the front surface 24F of the Z carriage 24. Indicates the position.

また、支持点P1、P2は固定の支持点を示し、支持点P3、P4は補助的な支持点を示す。固定の支持点と補助的な支持点の構成上の相違は上述した通りである。   Support points P1 and P2 indicate fixed support points, and support points P3 and P4 indicate auxiliary support points. The structural differences between the fixed support point and the auxiliary support point are as described above.

同図に示すように、支持点P1と支持点P3、及び、支持点P2と支持点P4とは、各々、Zキャリッジ24を介して対向した位置に配置される。即ち、支持点P1と支持点P3のX軸方向及びZ軸方向の位置が略一致し、支持点P2と支持点P4のX軸方向及びZ軸方向の位置が略一致する。   As shown in the figure, the support point P1 and the support point P3, and the support point P2 and the support point P4 are arranged at positions facing each other with the Z carriage 24 therebetween. That is, the positions of the support point P1 and the support point P3 in the X-axis direction and the Z-axis direction substantially coincide, and the positions of the support point P2 and the support point P4 in the X-axis direction and the Z-axis direction substantially coincide.

駆動点P0は、Zキャリッジ24の移動方向であるZ軸方向に関して、支持点P3と支持点P4との間、即ち、支持点P1と支持点P2との間の略中間位置に配置される。なお、駆動点P0は、支持点P1と支持点P2との間で範囲であれば、それらの中間位置以外の位置に配置されていてもよい。   The drive point P0 is disposed between the support point P3 and the support point P4 with respect to the Z-axis direction, which is the moving direction of the Z carriage 24, that is, at a substantially intermediate position between the support point P1 and the support point P2. The driving point P0 may be arranged at a position other than the intermediate position as long as it is in a range between the supporting point P1 and the supporting point P2.

このような支持点の配置によれば、図14で説明したY駆動機構における支持点の配置と同様に、支持点P3、P4を補助的な支持点として、前面24Fの1つの駆動点P0と、後面24Eの2つの支持点P1、P2との3点でZキャリッジ24が支持された状態であり、駆動点P0を中心としたX軸周り方向のZキャリッジ24の回転が規制される。   According to such an arrangement of the support points, similarly to the arrangement of the support points in the Y drive mechanism described with reference to FIG. 14, the support points P3 and P4 are used as auxiliary support points, and one drive point P0 on the front surface 24F The Z carriage 24 is supported at the three support points P1 and P2 on the rear surface 24E, and the rotation of the Z carriage 24 around the X axis around the drive point P0 is restricted.

特に、支持点P1と支持点P2とのZ軸方向の距離(間隔)は、駆動点P0と支持点P1、P2とのY軸方向の距離(間隔)に対して十分に大きく、Zキャリッジ24の加減速時であっても各支持点に加わる力のバランスが崩れにくい構造となっている。   In particular, the distance (interval) between the support point P1 and the support point P2 in the Z-axis direction is sufficiently larger than the distance (interval) between the drive point P0 and the support points P1 and P2 in the Y-axis direction. Even during acceleration / deceleration, the balance of the force applied to each support point is not easily lost.

したがって、Zキャリッジ24のZ軸方向への移動時に駆動点P0からZキャリッジ24に加わる駆動力によってZキャリッジ24がX軸周り方向に振動する(揺れる)ことが低減される。即ち、Zキャリッジ24の移動の際に進行方向に対して左右に向きが振れるヨーイング誤差が小さく、加えて振動も小さくなる。   Therefore, the Z carriage 24 is less likely to vibrate (sway) in the direction around the X axis due to the driving force applied to the Z carriage 24 from the driving point P0 when the Z carriage 24 moves in the Z axis direction. That is, when the Z carriage 24 moves, the yawing error that causes the left and right directions to swing with respect to the traveling direction is small, and the vibration is also small.

なお、支持点P1と支持点P2とのZ軸方向の距離(間隔)は、駆動点P0と支持点P1、P2とのY軸方向の距離(間隔)、即ち、Zキャリッジ24の前面24Fと後面24Eとの距離よりも大きいことが望ましいが、必ずしもこれに限らない。   The distance (interval) in the Z-axis direction between the support point P1 and the support point P2 is the distance (interval) in the Y-axis direction between the drive point P0 and the support points P1 and P2, that is, the front surface 24F of the Z carriage 24. Although it is desirable that the distance is larger than the distance to the rear surface 24E, the distance is not necessarily limited thereto.

また、従来において、Zキャリッジ24の軸心位置からY軸方向にずれた位置にベルトの先端を固定し、ベルトを上下に動かすことでZキャリッジ24をZ軸方向に移動させる構成としたものがあるが、この場合、Zキャリッジ24のZ軸方向への移動時にX軸周り方向にモーメントがかかる。これに対して、本実施の形態では、固定の支持点P1、P2に対して対向して駆動点P0を配置しているため、Zキャリッジ24のZ軸方向への移動にそのようなモーメントがかからない構造であり、Zキャリッジ24のX軸周り方向の振動が低減されている。   Conventionally, the belt tip is fixed at a position shifted in the Y-axis direction from the axial center position of the Z carriage 24, and the Z carriage 24 is moved in the Z-axis direction by moving the belt up and down. In this case, a moment is applied in the direction around the X axis when the Z carriage 24 moves in the Z axis direction. On the other hand, in the present embodiment, since the drive point P0 is disposed facing the fixed support points P1 and P2, such a moment is generated in the movement of the Z carriage 24 in the Z-axis direction. This structure is not applied, and the vibration of the Z carriage 24 in the direction around the X axis is reduced.

以上のことから、Zキャリッジ24のZ軸方向への移動時におけるZキャリッジ24の振動が低減され、測定プローブ26のZ軸方向への移動時における測定プローブ26(スタイラス28)の振動が低減される。   From the above, vibration of the Z carriage 24 when the Z carriage 24 moves in the Z-axis direction is reduced, and vibration of the measurement probe 26 (stylus 28) when the measurement probe 26 moves in the Z-axis direction is reduced. The

なお、駆動点P0、支持点P1、P2、及び支持点P3、P4を配置するZキャリッジ24の側面(ガイド面)は、本実施の形態に限らず、Zキャリッジ24の互いに反対向きとなる任意の2つの側面(ガイド面)の一方のガイド面に支持点P1、P2を配置し、他方のガイド面に、駆動点P0及び支持点P3、P4を配置した構成とすることができる。   The side surface (guide surface) of the Z carriage 24 on which the drive point P0, the support points P1 and P2, and the support points P3 and P4 are arranged is not limited to the present embodiment, and the Z carriage 24 may be in any direction opposite to each other. The support points P1 and P2 are disposed on one guide surface of the two side surfaces (guide surfaces), and the drive point P0 and the support points P3 and P4 are disposed on the other guide surface.

以上、Y駆動機構、X駆動機構、及びZ駆動機構における振動低減効果により、測定プローブ26(スタイラス28)のX、Y、Z軸の3軸方向への移動時における振動が低減される。したがって、スタイラス28を一定速度で測定対象物に接触させる際に、それ以前の移動により生じた振動(残留振動)によりスタイラス28の速度にムラが生じるという事態を適切に低減することができる。   As described above, the vibration reduction effect of the Y drive mechanism, the X drive mechanism, and the Z drive mechanism reduces the vibration when the measurement probe 26 (stylus 28) moves in the three-axis directions of the X, Y, and Z axes. Therefore, when the stylus 28 is brought into contact with the measurement object at a constant speed, it is possible to appropriately reduce a situation in which unevenness occurs in the speed of the stylus 28 due to vibration (residual vibration) generated by the previous movement.

以上、上記実施の形態の三次元座標測定装置1は、左右を反転した構成であってもよく、溝40及びYガイド42は、定盤10の右側面10Rに沿った位置ではなく、定盤10の左側面に沿った位置に形成してもよい。   As described above, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 according to the above embodiment may have a configuration in which left and right are reversed, and the groove 40 and the Y guide 42 are not positioned along the right side surface 10R of the surface plate 10, but the surface plate. You may form in the position along 10 left side surfaces.

また、上記実施の形態では、Yガイド42等の各面に摺動可能に当接する支持部材としてエアパッド(エアベアリング)を用いた場合を示したが、エアパッド以外の種類の支持部材を用いてもよい。   Moreover, although the case where an air pad (air bearing) was used as a supporting member that slidably contacts each surface of the Y guide 42 and the like has been described in the above embodiment, a type of supporting member other than an air pad may be used. Good.

以上の三次元座標測定装置1の作用効果について以下、補足的に説明する。   The operational effects of the above three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 will be supplementarily described below.

上記実施の形態の三次元座標測定装置1において、駆動部80のローラ84の軸が定盤10の上面10Tに対して垂直方向に配置される。したがって、ローラ84が定盤10の垂直面で接触するのでゴミをかむことがなく、また定盤10の側面を基準にして正確に測定することができる。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the above embodiment, the axis of the roller 84 of the driving unit 80 is arranged in the direction perpendicular to the upper surface 10T of the surface plate 10. Therefore, since the roller 84 comes into contact with the vertical surface of the surface plate 10, dust is not bitten, and accurate measurement can be performed with reference to the side surface of the surface plate 10.

また、ローラ84は、定盤10の側面(右側面10R)に沿って駆動する。したがって、微小に定盤10が変形しても定盤10を基準にして測定することができる。もし、定盤10と違う別レールをローラ84が沿って移動すると、別レールの熱膨張など他の要因で定盤10の変形と同期しない。   The roller 84 is driven along the side surface (the right side surface 10R) of the surface plate 10. Therefore, even if the surface plate 10 is slightly deformed, the measurement can be performed with reference to the surface plate 10. If the roller 84 moves along another rail different from the surface plate 10, it does not synchronize with the deformation of the surface plate 10 due to other factors such as thermal expansion of the other rail.

また、エアパッド64F、64E、66F、66Eも定盤10の側面に沿って垂直方向に配置される。したがって、上記と同様に定盤10を基準にして位置が設定される。また、Yキャリッジ14の移動時に進行方向に対して左右に振れるヨーイング誤差を低減することができる。   The air pads 64F, 64E, 66F, 66E are also arranged in the vertical direction along the side surface of the surface plate 10. Accordingly, the position is set with reference to the surface plate 10 as described above. Further, it is possible to reduce a yawing error that swings to the left and right with respect to the traveling direction when the Y carriage 14 moves.

また、垂直方向に配置した駆動部80のローラ84が同様に垂直方向に配置したエアパッド66F、66Eで挟むように配置される。したがって、急な駆動でも前後をエアパッドで挟むことで姿勢を崩すことなくヨーイング誤差及び振動を低減することができる。   Further, the rollers 84 of the driving unit 80 arranged in the vertical direction are arranged so as to be sandwiched between the air pads 66F and 66E arranged in the vertical direction. Therefore, yawing error and vibration can be reduced without breaking the posture by sandwiching the front and rear with an air pad even in sudden driving.

また、移動体であるYキャリッジ14、支持部200、又はZキャリッジ24において、支持点P1と支持点P2との距離(間隔)が、それらの支持点P1、P2と駆動点P0との距離(間隔)に対して十分に大きい。したがって、それらの移動体の振動を低減することができ、また、移動方向に対して移動方向が左右に振れるヨーイング誤差を低減することができる。   Further, in the Y carriage 14, the support unit 200, or the Z carriage 24 that is a moving body, the distance (interval) between the support point P1 and the support point P2 is the distance between the support points P1 and P2 and the drive point P0 ( Large enough for (interval). Therefore, it is possible to reduce the vibrations of these moving bodies, and it is possible to reduce yawing errors in which the moving direction swings left and right with respect to the moving direction.

また、定盤10の溝40側面に垂直な配置でエアパッド66F、66Eが配置される。したがって、定盤10に溝40を形成し、エアパッド66F、66Eによる支持点P1、P2を定盤10の溝40の側面とすることで、定盤10の熱膨張などの変形にも追従し、定盤10を基準にして測定することができる。   Further, the air pads 66F and 66E are arranged in a manner perpendicular to the side surface of the groove 40 of the surface plate 10. Therefore, by forming the groove 40 in the surface plate 10 and using the support points P1, P2 by the air pads 66F, 66E as the side surfaces of the groove 40 of the surface plate 10, it follows the deformation of the surface plate 10 such as thermal expansion, Measurements can be made with reference to the surface plate 10.

また、エアパッド64F、64Eによる支持点P3、P4に対向するエアパッド66F、66Eが定盤10の溝40の側面に支持点P1、P2として存在し、それらによってYガイド42に支持される。したがって、定盤10の側面を基準とすると共に、Yキャリッジ14が従動側(左Yキャリッジ18側)に対して駆動側(駆動部80が配置される右Yキャリッジ16側)だけで支持される。そのため、従動側の摺動抵抗は無視できる程度となり、ヨーイング誤差が大幅に低減される。   Further, air pads 66F and 66E facing the support points P3 and P4 by the air pads 64F and 64E are present as support points P1 and P2 on the side surface of the groove 40 of the surface plate 10, and are supported by the Y guide 42 by them. Therefore, the side surface of the surface plate 10 is used as a reference, and the Y carriage 14 is supported only on the driving side (the right Y carriage 16 side where the driving unit 80 is disposed) with respect to the driven side (the left Y carriage 18 side). . Therefore, the sliding resistance on the driven side is negligible, and the yawing error is greatly reduced.

また、Yキャリッジ14の従動側はZ軸方向のエアパッド70のみが配置され、Y軸方向を抑制するエアパッドがない。したがって、従動側に余計な抵抗を作ることなく、Y軸方向の移動は駆動側に倣う形になる。その結果、振動を低減し、ヨーイングを低減することができる。   Further, only the air pad 70 in the Z-axis direction is disposed on the driven side of the Y carriage 14, and there is no air pad for suppressing the Y-axis direction. Therefore, the movement in the Y-axis direction follows the drive side without creating extra resistance on the driven side. As a result, vibration can be reduced and yawing can be reduced.

また、Xガイド20及びYキャリッジ18の従動側のZ軸方向のエアパッド70のY軸方向の位置は、Yキャリッジ18の駆動側のエアパッド66F、66E(支持点P1、P2)又はエアパッド64F、64E(支持点P3、P4)の間に存在する。したがって、急な加減速においても支持点P1、P2(又は支持点P3、P4)の幅でXガイド20及び測定部のモーメントを受けるだけで、摺動抵抗はほとんどない。その結果、振動やヨーイング誤差は極めて小さくなる。   Further, the position of the air pad 70 in the Z-axis direction on the driven side of the X guide 20 and the Y carriage 18 in the Y-axis direction is the air pads 66F and 66E (support points P1 and P2) on the driving side of the Y carriage 18 or the air pads 64F and 64E. Exists between (support points P3, P4). Therefore, even in sudden acceleration / deceleration, there is almost no sliding resistance just by receiving the moments of the X guide 20 and the measuring section within the width of the support points P1, P2 (or support points P3, P4). As a result, vibration and yawing errors are extremely small.

次に、本実施形態の三次元座標測定装置1と比較例1〜2の三次元座標測定装置とを比較して、本実施形態の三次元座標測定装置1の作用効果についてより詳しく説明する。なお、本発明は以下の作用効果の説明に限定されるものではない。   Next, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment and the three-dimensional coordinate measuring apparatuses of Comparative Examples 1 and 2 will be compared to describe the effects of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment in more detail. In addition, this invention is not limited to description of the following effects.

図17は、特開平5−312556号公報に開示されている比較例1の三次元座標測定装置300の外観を示した正面図(正面概略図)である。また、図18は、図17中のXVIII−XVIII線に沿う断面図(断面概略図)である。なお、比較例1の三次元座標測定装置300において、本実施形態の三次元座標測定装置1と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。   FIG. 17 is a front view (front schematic view) showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-31556. 18 is a cross-sectional view (schematic cross-sectional view) taken along line XVIII-XVIII in FIG. Note that in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of the comparative example 1, the same reference numerals are given to the same functions or configurations as those of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, and the description thereof is omitted.

図17及び図18に示すように、比較例1の三次元座標測定装置300において、駆動部301により直接駆動される側(以下、駆動側と略す)の右Yキャリッジ16を支持する支持部50は、エアパッド302R及びエアパッド302Tを介して定盤10に支持される。エアパッド302Rは定盤10の右側面に配置され、エアパッド302Tは定盤10の上面10Tの右端側に配置される。また、エアパッド302Tは、Y方向に沿った2箇所の位置に設けられている(図18参照)。   As shown in FIGS. 17 and 18, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, the support unit 50 that supports the right Y carriage 16 on the side directly driven by the drive unit 301 (hereinafter referred to as drive side). Is supported by the surface plate 10 via the air pad 302R and the air pad 302T. The air pad 302R is disposed on the right side surface of the surface plate 10, and the air pad 302T is disposed on the right end side of the upper surface 10T of the surface plate 10. Air pads 302T are provided at two positions along the Y direction (see FIG. 18).

一方、比較例1の三次元座標測定装置300において、駆動側の右Yキャリッジ16に追従してY方向に移動する従動側(以下、従動側と略す)の左Yキャリッジ18は、エアパッド303Tとエアパッド303Lとを介して定盤10の上面10Tに摺動自在に支持される。エアパッド303Tは定盤10の上面10Tに配置される。また、左Yキャリッジ18の下端部には定盤10の左側面に対向する支持部18aを有しており、この支持部18aによりエアパッド303Tが定盤10の左側面に配置される。   On the other hand, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of the first comparative example, the left Y carriage 18 on the driven side (hereinafter referred to as the driven side) that moves in the Y direction following the right Y carriage 16 on the driving side is the air pad 303T. It is slidably supported on the upper surface 10T of the surface plate 10 via the air pad 303L. The air pad 303T is disposed on the upper surface 10T of the surface plate 10. The left Y carriage 18 has a support portion 18a facing the left side surface of the surface plate 10 at the lower end thereof, and the air pad 303T is arranged on the left side surface of the surface plate 10 by the support portion 18a.

駆動部301は、例えば本実施形態の駆動部80と基本的に同じ構成であり、エアパッド302Rの近傍に設けられている。なお、図18中の二点鎖線で表した矩形枠は駆動部301の位置を示すものである。   The drive unit 301 has basically the same configuration as the drive unit 80 of this embodiment, for example, and is provided in the vicinity of the air pad 302R. A rectangular frame represented by a two-dot chain line in FIG. 18 indicates the position of the drive unit 301.

比較例1の三次元座標測定装置300では、定盤10の図17中の両側面(両側の垂直面)にエアパッド302Rとエアパッド303Lとを配置している。この場合、Yキャリッジ14をY方向に前後移動させる上で一見安定するとも思われるが、Yキャリッジ14のY方向の前後移動時にヨーイング誤差が大きくなる。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, air pads 302R and air pads 303L are arranged on both side surfaces (vertical surfaces on both sides) in FIG. In this case, it seems that the Y carriage 14 is seemingly stable when moving back and forth in the Y direction, but the yawing error increases when the Y carriage 14 moves back and forth in the Y direction.

すなわち、定盤10の両側面にエアパッド302Rとエアパッド303Lとを配置した場合、駆動側の右Yキャリッジ16と従動側の左Yキャリッジ18とにおいて、主たる駆動動作を制御する側と、その動作に追従する側との区分けがはっきりせず、双方とも同じような摺動抵抗を持つ。その結果、Yキャリッジ14をY方向に移動させた場合に、右Yキャリッジ16と左Yキャリッジ18とのY方向の位置関係が一定とならず、例えばZ軸周りに揺動することで、ヨーイング誤差が大きくなる。このため、本実施形態のように、駆動側の右Yキャリッジ16はYガイド42(図3参照)に沿って移動させ、且つ従動側の左Yキャリッジ18は摺動抵抗を極力小さくした方が、駆動側の右Yキャリッジ16に追従して左Yキャリッジ18が移動するため、前述のZ軸周りの揺動は発生しない。   That is, when the air pad 302R and the air pad 303L are arranged on both side surfaces of the surface plate 10, the driving side right Y carriage 16 and the driven side left Y carriage 18 control the main driving operation and the operation thereof. The distinction from the following side is not clear, and both have the same sliding resistance. As a result, when the Y carriage 14 is moved in the Y direction, the positional relationship in the Y direction between the right Y carriage 16 and the left Y carriage 18 is not constant. For example, the yawing is performed by swinging around the Z axis. The error increases. Therefore, as in the present embodiment, it is preferable that the right Y carriage 16 on the driving side is moved along the Y guide 42 (see FIG. 3) and the sliding resistance of the driven left Y carriage 18 is as small as possible. Since the left Y carriage 18 moves following the right Y carriage 16 on the driving side, the above-described oscillation around the Z axis does not occur.

また、比較例1の三次元座標測定装置300では、従動側のエアパッド303Lの近傍には駆動部301は配置されておらず、さらに、従動側のエアパッド303Lは、駆動側のエアパッド302Rに対してYキャリッジ14を挟んで反対側に位置しており、エアパッド302Rと共に定盤10の両側面を押さえ付けている。この場合、従動側のエアパッド303Lは定盤10の反対側であって駆動部301から離れた場所に位置するので、エアパッド303Lと定盤10の左側面との摺動により、駆動部301を支点とする大きな回転モーメントが発生する。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, the drive unit 301 is not disposed in the vicinity of the driven air pad 303L. Further, the driven air pad 303L is located with respect to the driving air pad 302R. It is located on the opposite side of the Y carriage 14 and presses both side surfaces of the surface plate 10 together with the air pad 302R. In this case, since the driven air pad 303L is located on the opposite side of the surface plate 10 and away from the drive unit 301, the drive unit 301 is supported by the sliding of the air pad 303L and the left side surface of the surface plate 10. A large rotational moment is generated.

また、エアパッド302R及びエアパッド303Lにより定盤10の両側面を挟むように両サイドから押した状態で、エアパッド302R及びエアパッド303Lを定盤10の押圧方向に対して垂直方向(Y方向)に移動させる場合、この移動動作時の摺動抵抗のバランスが微小に崩れることに伴ってヨーイング誤差は顕著に悪化する。   Further, the air pad 302R and the air pad 303L are moved in a direction perpendicular to the pressing direction of the surface plate 10 (Y direction) in a state where the air pad 302R and the air pad 303L are pressed from both sides so as to sandwich both side surfaces of the surface plate 10. In this case, the yawing error is remarkably deteriorated as the balance of the sliding resistance during the moving operation is slightly lost.

このようなヨーイング誤差を低減する方法として、例えば特開平7−218247号公報には、Yキャリッジ14をY方向に大きな加速度で移動させた場合であってもYキャリッジ14の捻じれ及び曲がりを防止可能な特殊な構造の駆動部を設けることが開示されている。しかし、この特殊な構造の駆動部を採用した場合、三次元座標測定装置300が大型化し、且つ駆動部の構造が複雑化するという問題がある。従って、比較例1の三次元座標測定装置300では、Yキャリッジ14の移動時にヨーイング誤差が発生するという問題がある。   As a method for reducing such a yawing error, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-218247 discloses that the Y carriage 14 is prevented from being twisted and bent even when the Y carriage 14 is moved in the Y direction with a large acceleration. It is disclosed to provide a drive with a special structure possible. However, when such a specially structured drive unit is employed, there is a problem that the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 is enlarged and the structure of the drive unit is complicated. Therefore, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1 has a problem that a yawing error occurs when the Y carriage 14 moves.

さらに比較例1の三次元座標測定装置300では、定盤10の上面10Tの右端側にエアパッド302TをY方向に沿って2個配置しているものの、既述の図7に示した本実施形態の三次元座標測定装置1とは異なり、定盤10の下面側にはエアパッドが配置されていない。すなわち、比較例1の三次元座標測定装置300には、定盤10又はこの定盤10に設けられたYガイド(図示せず)の下面に対向するエアパッドは設けられていないため、駆動側の右Yキャリッジ16の上下方向(Z軸方向)の位置を決定する部分は定盤10の上面だけとなる。このため、比較例1の三次元座標測定装置300では、ヨーイング誤差以外にピッチング誤差も問題となる。   Further, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of the comparative example 1, although two air pads 302T are arranged along the Y direction on the right end side of the upper surface 10T of the surface plate 10, the present embodiment shown in FIG. Unlike the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1, no air pad is arranged on the lower surface side of the surface plate 10. That is, since the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1 is not provided with an air pad that faces the lower surface of the surface plate 10 or a Y guide (not shown) provided on the surface plate 10, Only the upper surface of the surface plate 10 determines the position of the right Y carriage 16 in the vertical direction (Z-axis direction). For this reason, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of the comparative example 1, a pitching error becomes a problem in addition to a yawing error.

ピッチング誤差を低減するには、右Yキャリッジ16をY方向に駆動する駆動部301と、右Yキャリッジ16を支持するエアパッドとの位置関係が重要になる。例えば比較例1の三次元座標測定装置300では、駆動部301を定盤10の上面10Tよりも下側に設けているので、定盤10の上面10Tを支点として右Yキャリッジ16は瞬間的にX軸周りに傾く(揺動する)ことになる。このため、比較例1の三次元座標測定装置300のように、単に定盤10上だけで駆動側の右Yキャリッジ16を支持している場合、その支持点は上下方向で一点だけになり、駆動部301による駆動時に定盤10上の支持点を支点として回転モーメントが働く。その結果、右Yキャリッジ16がX軸周りに揺動してピッチング誤差が顕著になる。   In order to reduce the pitching error, the positional relationship between the drive unit 301 that drives the right Y carriage 16 in the Y direction and the air pad that supports the right Y carriage 16 becomes important. For example, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, since the drive unit 301 is provided below the upper surface 10T of the surface plate 10, the right Y carriage 16 instantaneously moves with the upper surface 10T of the surface plate 10 as a fulcrum. It tilts (oscillates) around the X axis. For this reason, when the right Y carriage 16 on the driving side is supported only on the surface plate 10 as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of the comparative example 1, the supporting point is only one point in the vertical direction, When driven by the drive unit 301, a rotational moment works with a support point on the surface plate 10 as a fulcrum. As a result, the right Y carriage 16 swings around the X axis and the pitching error becomes significant.

また、Yキャリッジ14(右Yキャリッジ16)を単に定盤10上だけで支持する場合、Yキャリッジ14を駆動する際のピッチング誤差は、ヨーイング誤差にも影響する。すなわち、ピッチング誤差が発生する場合は、Y方向の前後のエアパッド302Tの一方が定盤10の上面10Tから離れ、他方が上面10Tに近づく形態になる。その際、右Yキャリッジ16及び左Yキャリッジ18は、非対称構造で駆動側の右Yキャリッジ16の摺動抵抗が従動側の左Yキャリッジ18よりも大きい方がよいが、そうした非対称性があるがゆえに、ピッチング誤差による変化によって摺動抵抗のバランスが左右でとれなくなる。このため、さらにYキャリッジ14は大きく捻られるように変形する。その結果、ヨーイング誤差の悪化につながるおそれがある。   When the Y carriage 14 (right Y carriage 16) is supported only on the surface plate 10, the pitching error when driving the Y carriage 14 also affects the yawing error. That is, when a pitching error occurs, one of the front and rear air pads 302T in the Y direction is separated from the upper surface 10T of the surface plate 10, and the other is closer to the upper surface 10T. At this time, the right Y carriage 16 and the left Y carriage 18 have an asymmetric structure, and the sliding resistance of the driving side right Y carriage 16 is preferably larger than that of the driven side left Y carriage 18. Therefore, the sliding resistance cannot be balanced on the left and right due to the change due to the pitching error. For this reason, the Y carriage 14 is further deformed so as to be largely twisted. As a result, the yawing error may be deteriorated.

さらに、比較例1の三次元座標測定装置300のように、定盤10の上面側にエアパッド302Tを配置するが、下面側にエアパッドを配置しない場合、Yキャリッジ14の荷重は、駆動側の右Yキャリッジ16と従動側の左Yキャリッジ18との双方に略均等に等分される。従動側にYキャリッジ14の半分の重量がかかれば、それだけ従動側の左Yキャリッジ18の摺動抵抗が大きくなる。その結果、ヨーイング誤差が大きくなる。   Further, when the air pad 302T is disposed on the upper surface side of the surface plate 10 as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of the comparative example 1, but the air pad is not disposed on the lower surface side, the load on the Y carriage 14 is The Y carriage 16 and the driven left Y carriage 18 are equally divided equally. If half the weight of the Y carriage 14 is applied to the driven side, the sliding resistance of the left Y carriage 18 on the driven side increases accordingly. As a result, yawing error increases.

ピッチング誤差を低減するためには、本実施形態の三次元座標測定装置1のように、定盤10の上下面をエアパッド62E,62F,68E,68F(図7参照)で挟み込み、その上下面の間に駆動部80(図7参照)を設ける必要がある。その結果、Yキャリッジ14(右Yキャリッジ16)をY方向に移動した場合に、定盤10の上下面の双方が右Yキャリッジ16の支持点となり、さらにこれら2つの支持点に挟まれた位置に駆動部80が位置するため、Yキャリッジ14の加速時及び減速時でもピッチング誤差が発生し難くなる。なお、加速時及び減速時のピッチング誤差を抑えるためには、駆動部80は、Yキャリッジ14(右Yキャリッジ16)のY方向の重心位置、例えばエアパッド62Eとエアパッド62Fとの中心位置にあることが好ましい。   In order to reduce the pitching error, the upper and lower surfaces of the surface plate 10 are sandwiched by air pads 62E, 62F, 68E, 68F (see FIG. 7) as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, It is necessary to provide the drive part 80 (refer FIG. 7) in between. As a result, when the Y carriage 14 (the right Y carriage 16) is moved in the Y direction, both the upper and lower surfaces of the surface plate 10 serve as support points for the right Y carriage 16, and are further sandwiched between these two support points. Since the drive unit 80 is positioned at this position, a pitching error hardly occurs even when the Y carriage 14 is accelerated and decelerated. In order to suppress a pitching error during acceleration and deceleration, the driving unit 80 is located at the center of gravity of the Y carriage 14 (the right Y carriage 16) in the Y direction, for example, the center position of the air pad 62E and the air pad 62F. Is preferred.

なお、比較例1の三次元座標測定装置300では、定盤10の下面にエアパッドが設けられておらず、右Yキャリッジ16の支持点が上下方向で1点だけとなるので、X軸周りのピッチング誤差だけでなく、右Yキャリッジ16のY軸周りの揺動、すなわち、ローリング誤差も発生するおそれがある。このようなローリング誤差が発生した場合にも、ピッチング誤差が発生した場合と同様に摺動抵抗のバランスが左右でとれなくなるので、ヨーイング誤差の悪化につながるおそれがある。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, no air pad is provided on the lower surface of the surface plate 10 and only one point is supported on the right Y carriage 16 in the vertical direction. There is a possibility that not only the pitching error but also the swing of the right Y carriage 16 around the Y axis, that is, the rolling error may occur. Even when such a rolling error occurs, the balance of sliding resistance cannot be achieved on the left and right in the same way as when a pitching error occurs, which may lead to a deterioration in yawing error.

これに対して、本実施形態の三次元座標測定装置1の右Yキャリッジ16では、定盤10の上面側のみならず下面側からもエアパッド62E,62F,68E,68F(図7参照)で押さえて右Yキャリッジ16を上下で拘束して支持する。このため、駆動側の右Yキャリッジ16の摺動抵抗は大きくなるが、従動側の左Yキャリッジ18の摺動抵抗はその分比較的小さく抑えることができる。このとき、駆動側の右Yキャリッジ16において定盤10を上下方向で挟むことによって、Yキャリッジ14のY方向の前後の倒れ(揺動)は補正できると共に、Yキャリッジ14にかかる重量を駆動側部分でほとんど支持することが可能となる。   On the other hand, in the right Y carriage 16 of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, the air pads 62E, 62F, 68E, and 68F (see FIG. 7) are pressed not only from the upper surface side but also from the lower surface side. Thus, the right Y carriage 16 is restrained and supported in the vertical direction. For this reason, although the sliding resistance of the right Y carriage 16 on the driving side increases, the sliding resistance of the left Y carriage 18 on the driven side can be kept relatively small. At this time, by sandwiching the surface plate 10 in the vertical direction on the right Y carriage 16 on the driving side, the Y carriage 14 can be corrected for forward / backward tilting (swing) in the Y direction and the weight applied to the Y carriage 14 on the driving side. It becomes possible to support almost at the part.

また、本実施形態の三次元座標測定装置1の従動側の左Yキャリッジ18は、駆動側の右Yキャリッジ16を中心としたローリング誤差をなくすために単純に定盤10の上面10Tを基準に支持する役割になる。このため、駆動側の右Yキャリッジ16は、Yキャリッジ14を支えるべく定盤10に対してローリングするが、従動側の左Yキャリッジ18は、そのローリング誤差を緩和する程度に定盤10の上面10Tのみで軽く支えておく程度でよい。その結果、従動側の左Yキャリッジ18では摺動抵抗が発生することなく、結果として駆動側の右Yキャリッジ16の摺動抵抗に律速される形になり、ヨーイング誤差を小さく抑えることができる。   Further, the driven left Y carriage 18 of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment is simply based on the upper surface 10T of the surface plate 10 in order to eliminate a rolling error around the right Y carriage 16 on the driving side. Become a supporting role. For this reason, the right Y carriage 16 on the driving side rolls with respect to the surface plate 10 to support the Y carriage 14, but the left Y carriage 18 on the driven side has an upper surface of the surface plate 10 to such an extent that the rolling error is reduced. It only needs to be lightly supported by 10T alone. As a result, no sliding resistance is generated in the driven left Y carriage 18, and as a result, the speed is controlled by the sliding resistance of the right Y carriage 16 on the driving side, and the yawing error can be suppressed small.

図19は、比較例2の三次元座標測定装置500の外観を示した正面図(正面概略図)である。なお、比較例2の三次元座標測定装置500において、本実施形態の三次元座標測定装置1と機能や構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。   FIG. 19 is a front view (front schematic view) showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 2. Note that in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of the comparative example 2, the same reference numerals are given to the same functions and configurations as those of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, and the description thereof is omitted.

図19に示すように、駆動部501によりY方向に駆動される駆動側の右Yキャリッジ16を支持する支持部50は、エアパッド502Rとエアパッド502Tとエアパッド502Lとを介してYガイド42(定盤10)に支持される。エアパッド502Rは定盤10のYガイド42の右側面に配置され、エアパッド502TはYガイド42の上面側に配置され、エアパッド502LはYガイド42の左側面に配置される。なお、エアパッド502R,502T,502LはそれぞれY方向に沿った2箇所の位置に設けられている。   As shown in FIG. 19, the support unit 50 that supports the drive-side right Y carriage 16 driven in the Y direction by the drive unit 501 includes a Y guide 42 (surface plate) via an air pad 502R, an air pad 502T, and an air pad 502L. 10). The air pad 502R is disposed on the right side surface of the Y guide 42 of the surface plate 10, the air pad 502T is disposed on the upper surface side of the Y guide 42, and the air pad 502L is disposed on the left side surface of the Y guide 42. The air pads 502R, 502T, and 502L are provided at two positions along the Y direction, respectively.

比較例2の三次元座標測定装置500において、駆動側の右Yキャリッジ16に追従してY方向に移動する従動側の左Yキャリッジ18は、エアパッド503Tを介して定盤10の上面10Tに摺動自在に支持される。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 2, the driven left Y carriage 18 that moves in the Y direction following the driving right Y carriage 16 slides on the upper surface 10T of the surface plate 10 via the air pad 503T. It is supported movably.

駆動部501は、Yガイド42(定盤10)の右側面に設けられたシャフト形リニアモータである。駆動部501は、支持部50に固定されたシャフト形リニアモータの可動子501Bと、Y方向に平行に配置された固定子(シャフト)501Cと、固定子501Cの両端をYガイド42の右側面に固定する固定部501Aとを備える。   The drive unit 501 is a shaft-type linear motor provided on the right side surface of the Y guide 42 (the surface plate 10). The drive unit 501 includes a shaft type linear motor mover 501B fixed to the support unit 50, a stator (shaft) 501C arranged in parallel to the Y direction, and both ends of the stator 501C on the right side of the Y guide 42. And a fixing portion 501A to be fixed to.

また、比較例2の三次元座標測定装置500においては、スケール112が、Yガイド42の右側面と定盤10の左側面とにそれぞれ設けられている。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 2, the scales 112 are provided on the right side surface of the Y guide 42 and the left side surface of the surface plate 10, respectively.

比較例2の三次元座標測定装置500では、前述の比較例1と同様に、定盤10の下面に対向するエアパッドが配置されていないので、右Yキャリッジ16がX軸周りに揺動してピッチング誤差が顕著に生じるおそれがある。また、前述の比較例1で説明したように、ピッチング誤差による変化によって、右Yキャリッジ16及び左Yキャリッジ18の摺動抵抗のバランスが左右でとれなくなると共に、Yキャリッジ14の荷重が右Yキャリッジ16と左Yキャリッジ18との双方に略均等に等分されてしまう。その結果、ヨーイング誤差が悪化するおそれがある。従って、ピッチング誤差及びヨーイング誤差を低減するためには、本実施形態の三次元座標測定装置1のように、定盤10の上下面をエアパッド62E,62F,68E,68Fで挟み込み、その上下面の間に駆動部80を設けることが好ましい。   In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of the comparative example 2, the right Y carriage 16 swings around the X axis because the air pad facing the lower surface of the surface plate 10 is not arranged as in the comparative example 1. Pitching errors may occur significantly. As described in the first comparative example, the sliding resistance balance between the right Y carriage 16 and the left Y carriage 18 cannot be balanced on the left and right due to the change due to the pitching error, and the load of the Y carriage 14 is increased by the right Y carriage. 16 and the left Y carriage 18 are equally divided equally. As a result, the yawing error may be deteriorated. Therefore, in order to reduce the pitching error and yawing error, the upper and lower surfaces of the surface plate 10 are sandwiched between the air pads 62E, 62F, 68E, and 68F as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, and It is preferable to provide the drive part 80 between them.

また、比較例2の三次元座標測定装置500では、シャフト形リニアモータの駆動部501を構成する固定部501A及び固定子501CがYガイド42(定盤10)の右側面に設けられている。このように固定部501A及び固定子501CをYガイド42(定盤10)の右側面に設けた場合、定盤10に対する固定部501A及び固定子501Cの設置誤差が生じたり、各々の熱膨張係数の違いに起因するバイメタル効果によって固定部501A及び固定子501Cに歪みが生じたりするおそれがある。この場合、定盤10を基準とした測定精度を得るのは困難である。このため、本実施形態の三次元座標測定装置1のように、Yガイド42(定盤10)の右側面に当接するローラ84を有する駆動部80を設けることが好ましい。   Further, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 2, the fixed portion 501A and the stator 501C constituting the drive unit 501 of the shaft type linear motor are provided on the right side surface of the Y guide 42 (the surface plate 10). When the fixing portion 501A and the stator 501C are provided on the right side surface of the Y guide 42 (the surface plate 10) in this way, installation errors of the fixing portion 501A and the stator 501C with respect to the surface plate 10 occur, and the respective thermal expansion coefficients. There is a risk that the fixed portion 501A and the stator 501C are distorted due to the bimetal effect resulting from the difference. In this case, it is difficult to obtain measurement accuracy based on the surface plate 10. For this reason, it is preferable to provide the drive part 80 which has the roller 84 contact | abutted to the right side surface of the Y guide 42 (surface plate 10) like the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of this embodiment.

さらに比較例2の三次元座標測定装置500では、スケール112がYガイド42の右側面と定盤10の左側面とにそれぞれ設けられており、定盤10の上面10Tにおいて測定対象物が配置される測定領域からスケール112までの距離が長くなる。その結果、スタイラス28の測定子が実際に配置されている位置のY座標値と、スケール112により実測されるYキャリッジ14のY座標値から得られる測定子のY座標値との差が大きくなる。また、Yキャリッジ14のヨーイング方向の振れ等によって、Yキャリッジ14のY座標値の測定精度の低下を招き易い。さらに、定盤10の周縁部にスケール112を設置した場合には、スケール112が外気に近いために周囲温度に影響され易く、スケール112自体の伸縮による誤差も生じ易い。   Furthermore, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 2, the scale 112 is provided on each of the right side surface of the Y guide 42 and the left side surface of the surface plate 10, and the measurement object is disposed on the upper surface 10T of the surface plate 10. The distance from the measurement area to the scale 112 becomes longer. As a result, the difference between the Y coordinate value of the position where the stylus 28 measuring element is actually arranged and the Y coordinate value of the measuring element obtained from the Y coordinate value of the Y carriage 14 actually measured by the scale 112 becomes large. . In addition, the measurement accuracy of the Y coordinate value of the Y carriage 14 is likely to be lowered due to the shake of the Y carriage 14 in the yawing direction. Furthermore, when the scale 112 is installed on the peripheral portion of the surface plate 10, the scale 112 is close to the outside air, so that it is easily affected by the ambient temperature, and an error due to the expansion and contraction of the scale 112 itself is likely to occur.

そのため、本実施形態の三次元座標測定装置1のように、溝40の左側面40L(図3参照)にスケール112を設けて、定盤10の上面10Tにおいて測定対象物が配置される測定領域からスケール112までの距離を短くすることが好ましい。すなわち、従動側の左Yキャリッジ18、測定領域、スケール112、駆動側の右Yキャリッジ16(駆動部80)の順に配置されていることが好ましい。このように、スケール112を駆動側(右Yキャリッジ16側)でかつ測定領域に近い場所に設けることで、ヨーイング誤差があっても誤差を極小化できる。なお、上面10Tに対して垂直な左側面40Lにスケールを設けた場合、仮に、定盤10の上部(上方)からゴミやホコリが落ちてきたとしても、スケール112上に乗ることはなく、ゴミやホコリによるスケール112の読み取りの誤作動は起こらない。   Therefore, as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, the measurement area in which the scale 112 is provided on the left side surface 40L (see FIG. 3) of the groove 40 and the measurement object is arranged on the upper surface 10T of the surface plate 10 is provided. It is preferable to shorten the distance from the scale 112 to the scale 112. That is, it is preferable that the driven left Y carriage 18, the measurement region, the scale 112, and the driving right Y carriage 16 (drive unit 80) are arranged in this order. As described above, by providing the scale 112 on the driving side (right Y carriage 16 side) and close to the measurement region, the error can be minimized even if there is a yawing error. When the scale is provided on the left side surface 40L perpendicular to the upper surface 10T, even if dust or dust falls from the upper part (upper side) of the surface plate 10, it does not get on the scale 112, and the And malfunction of reading of the scale 112 due to dust.

図20は、本実施形態の三次元座標測定装置1の外観を示した正面図(正面概略図)である。図21は、図20中のXXI−XXI線に沿う断面図(断面概略図)である。図22は、定盤10の上面10Tを示した上面図であり、Yキャリッジ14に設けられた各エアパッドと駆動部80との配置を示した図である。また、図21中の二点鎖線で示す矩形枠は、駆動部80の位置を示している。   FIG. 20 is a front view (front schematic diagram) showing an appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment. 21 is a cross-sectional view (schematic cross-sectional view) taken along line XXI-XXI in FIG. FIG. 22 is a top view showing the top surface 10T of the surface plate 10, and shows the arrangement of the air pads provided on the Y carriage 14 and the drive unit 80. As shown in FIG. Further, a rectangular frame indicated by a two-dot chain line in FIG. 21 indicates the position of the drive unit 80.

図20から図22に示すように、本実施形態の三次元座標測定装置1は、上記比較例1及び比較例2に対して、下記の相違点1から相違点4を有する。   As shown in FIGS. 20 to 22, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment has the following differences 1 to 4 with respect to the comparative example 1 and the comparative example 2.

相違点1として、本実施形態の三次元座標測定装置1では、駆動部80の駆動による回転モーメントがYキャリッジ14にかかるため、駆動部80を挟み込むように駆動部80により駆動される部分の上下左右前後にエアパッドを配置している。これにより、ヨーイング誤差の悪化につながるピッチング誤差及びローリング誤差を低減することができる。   As a difference 1, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, since the rotational moment due to the driving of the driving unit 80 is applied to the Y carriage 14, the upper and lower portions of the portion driven by the driving unit 80 so as to sandwich the driving unit 80 are interposed. Air pads are arranged on the left and right and front and rear. As a result, it is possible to reduce pitching errors and rolling errors that lead to worsening of yawing errors.

すなわち、本実施形態の三次元座標測定装置1では、ヨーイング誤差の低減するため、駆動側の右Yキャリッジ16が定盤10(Yガイド42)の上下左右を挟み込む形態とされる。さらに、駆動部80を中央としてこの駆動部80のY方向の前後に、エアパッド62E,64E,66E,68Eと、エアパッド62F,64F,66F,68Fとを配置している。また、従動側のエアパッド70は、定盤10の上面側だけに限定して配置すると共に、Y方向において駆動側の各エアパッドの前後の間隔の間に配置する。これにより、駆動側の方に摺動抵抗が集中し、従動側は単に支えるだけとなる。   That is, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, the drive-side right Y carriage 16 sandwiches the top, bottom, left and right of the surface plate 10 (Y guide 42) in order to reduce yawing errors. Further, air pads 62E, 64E, 66E, and 68E and air pads 62F, 64F, 66F, and 68F are arranged before and after the drive unit 80 in the center in the Y direction. The driven-side air pads 70 are disposed only on the upper surface side of the surface plate 10 and are disposed between the front and rear intervals of the driving-side air pads in the Y direction. As a result, the sliding resistance is concentrated on the driving side, and the driven side is simply supported.

また、図22に示すように、従動側のエアパッド70は、駆動部80を基準に定盤10の略反対側に位置し、且つ従動側のエアパッド70と駆動部80を結ぶラインLXと、駆動部80を挟んでその前後存在する2対のエアパッドを結ぶラインLYとが垂直になるようにすればよい。別の見方をすれば、駆動部80は駆動側の2対のエアパッドの中間地点に設けるとともに、従動側のエアパッド70も駆動側の2対のエアパッドの中間地点に設けた方が好ましい。   Further, as shown in FIG. 22, the driven-side air pad 70 is positioned substantially on the opposite side of the surface plate 10 with respect to the drive unit 80, and the line LX connecting the driven-side air pad 70 and the drive unit 80 is driven. What is necessary is just to make it perpendicular | vertical to the line LY which ties 2 pairs of air pads which exist before and after the part 80. From another viewpoint, it is preferable that the driving unit 80 is provided at an intermediate point between the two pairs of air pads on the driving side, and the air pad 70 on the driven side is also provided at an intermediate point between the two pairs of air pads on the driving side.

相違点2として、本実施形態の三次元座標測定装置1では、Yガイド42(定盤10)の右側面に当接するローラ84を有する駆動部80を設けている。これにより、比較例2とは異なり、駆動部80の設置誤差が生じたり、バイメタル効果による歪みが駆動部80に発生したりすることが防止されるため、定盤10を基準とした測定精度が得られる。   As a difference 2, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment is provided with a drive unit 80 having a roller 84 that contacts the right side surface of the Y guide 42 (the surface plate 10). Thus, unlike Comparative Example 2, it is possible to prevent the installation error of the drive unit 80 and the distortion due to the bimetal effect from occurring in the drive unit 80, so that the measurement accuracy with respect to the surface plate 10 is improved. can get.

相違点3として、本実施形態の三次元座標測定装置1では、駆動側の右Yキャリッジ16と、右Yキャリッジ16の動作に追従(追従移動)する従動側の左Yキャリッジ18との区分けを明確(左右非対称構造)にし、且つ従動側の左Yキャリッジ18の摺動抵抗を極力小さくしている。これにより、Yキャリッジ14をY方向に沿って移動させた際にZ軸周りの揺動が抑えられ、ヨーイング誤差を抑えることができる。   As a difference 3, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, the right side Y carriage 16 on the driving side and the left side Y carriage 18 on the driven side that follows (follows and moves) the operation of the right Y carriage 16 are classified. The sliding resistance of the left Y carriage 18 on the driven side is minimized as much as possible (asymmetrical structure). Thereby, when the Y carriage 14 is moved along the Y direction, the swing around the Z axis is suppressed, and the yawing error can be suppressed.

相違点4として、本実施形態の三次元座標測定装置1では、溝40の左側面40Lにスケール112を設け、定盤10の上面10Tにおいて測定対象物が配置される測定領域からスケール112までの距離を短くしている。これにより、測定精度を向上させることができる。   As a difference 4, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, a scale 112 is provided on the left side surface 40L of the groove 40, and the measurement area from the measurement area where the measurement object is arranged on the upper surface 10T of the surface plate 10 to the scale 112 is provided. The distance is shortened. Thereby, measurement accuracy can be improved.

なお、上記実施形態では、定盤10の上面10Tに形成した溝40によりYガイド42を形成しているが、他の方法でYガイドを形成してもよい。   In the above embodiment, the Y guide 42 is formed by the groove 40 formed on the upper surface 10T of the surface plate 10, but the Y guide may be formed by other methods.

図23は、上記実施形態とは異なるYガイド42Zを備える他実施形態の三次元座標測定装置1Aの正面概略図である。図23に示すように、定盤10の上面10Tの図中右端部(右Yキャリッジ16に対向する端部)には、Z方向に凸状に設けられた凸部であって、且つY軸方向に延びた凸部が形成されている。そして、この凸部によって、右Yキャリッジ16をY軸方向に移動自在に支持するYガイド42Zが形成される。なお、三次元座標測定装置1Aは、Yガイド42Zを備える点を除けば、上記実施形態の三次元座標測定装置1と基本的に同じ構成である。   FIG. 23 is a schematic front view of a three-dimensional coordinate measuring apparatus 1A of another embodiment including a Y guide 42Z different from the above embodiment. As shown in FIG. 23, the right end portion (the end portion facing the right Y carriage 16) of the upper surface 10T of the surface plate 10 is a convex portion provided in a convex shape in the Z direction and has a Y axis. A convex portion extending in the direction is formed. The convex portion forms a Y guide 42Z that supports the right Y carriage 16 so as to be movable in the Y-axis direction. The three-dimensional coordinate measuring apparatus 1A has basically the same configuration as the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the above embodiment except that the Y guide 42Z is provided.

このように凸部によってYガイド42Zを形成することも可能である。ここで、Yガイド42Zが例えば定盤10とは別の素材で形成されていた場合には、定盤10及びYガイド42Zの双方の熱伝導率が異なるため、Yガイド42Zに変形が生じる場合がある。また、定盤10が僅かに反っている場合には、定盤基準の測定を行うことができないおそれがある。このため、上記実施形態で説明したように、溝40によりYガイド42を形成することが好ましい。   In this way, the Y guide 42Z can be formed by the convex portion. Here, when the Y guide 42Z is formed of a material different from the surface plate 10, for example, the heat conductivity of the surface plate 10 and the Y guide 42Z is different, and therefore the Y guide 42Z is deformed. There is. Further, when the surface plate 10 is slightly warped, there is a possibility that measurement based on the surface plate cannot be performed. For this reason, it is preferable to form the Y guide 42 by the groove 40 as described in the above embodiment.

1…三次元座標測定装置、10…定盤、10B,20B,42B,202B…下面、10R,24R,40R,42R,250R…右側面、10T,20T,42T,202T…上面、12…架台、14…Yキャリッジ、16…右Yキャリッジ、18…左Yキャリッジ、20…Xガイド、20E,24E,202E,250E…後面、20F,24F,202F,250F…前面、22…Zコラム、24…Zキャリッジ、24L,40L,42L,250L…左側面、26…測定プローブ、28…スタイラス、40…溝、40B…底面、42…Yガイド、50,200…支持部、52…基端部、54…右側部、56…左側部、58…先端部、58A…支持板、62E,62F,64E,64F,66E,66F,68E,68F,70,210,212,214,216,260,262,264,266…エアパッド、80,220,270…駆動部、82,222,272…モータ、84,224,274…ローラ、110…リニアエンコーダ、112…スケール、114…光センサ、202…Xガイド挿通孔、250…Zキャリッジ挿通孔   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Three-dimensional coordinate measuring apparatus, 10 ... Surface plate, 10B, 20B, 42B, 202B ... Lower surface, 10R, 24R, 40R, 42R, 250R ... Right side surface, 10T, 20T, 42T, 202T ... Upper surface, 12 ... Mounting stand, 14 ... Y carriage, 16 ... right Y carriage, 18 ... left Y carriage, 20 ... X guide, 20E, 24E, 202E, 250E ... rear surface, 20F, 24F, 202F, 250F ... front surface, 22 ... Z column, 24 ... Z Carriage, 24L, 40L, 42L, 250L ... left side, 26 ... measurement probe, 28 ... stylus, 40 ... groove, 40B ... bottom surface, 42 ... Y guide, 50,200 ... support, 52 ... base end, 54 ... Right side, 56 ... left side, 58 ... tip, 58A ... support plate, 62E, 62F, 64E, 64F, 66E, 66F, 68E, 68F, 70, 21 , 212, 214, 216, 260, 262, 264, 266 ... air pad, 80, 220, 270 ... drive unit, 82, 222, 272 ... motor, 84, 224, 274 ... roller, 110 ... linear encoder, 112 ... scale , 114 ... optical sensor, 202 ... X guide insertion hole, 250 ... Z carriage insertion hole

Claims (1)

上面に測定対象物を載置する定盤と、前記定盤を跨ぐように2つの支柱で支持された門型のYキャリッジと、前記YキャリッジをY軸方向に移動自在に支持する支持手段と、前記Yキャリッジから前記定盤側へ延びる測定プローブと、を備えた三次元座標測定装置において、
前記2つの支柱の一方の側にあり前記Yキャリッジを前記定盤に対してY軸方向に沿って移動させる駆動手段を備え、
前記支持手段は、前記2つの支柱の一方の側において前記定盤の上面に対向して配置された上面側支持手段と前記定盤の下面に対向して配置された下面側支持手段とを有し、
前記駆動手段は、前記定盤の上下面に垂直な方向において、前記上面側支持手段及び前記下面側支持手段の間に位置するように配置される三次元座標測定装置。
A surface plate for placing an object to be measured on an upper surface; a gate-shaped Y carriage supported by two columns so as to straddle the surface plate; and support means for supporting the Y carriage movably in the Y-axis direction; A three-dimensional coordinate measuring apparatus comprising a measurement probe extending from the Y carriage to the surface plate side,
Drive means for moving the Y carriage along the Y-axis direction relative to the surface plate on one side of the two columns;
The support means has upper surface side support means disposed opposite to the upper surface of the surface plate on one side of the two support columns and lower surface side support means disposed opposite to the lower surface of the surface plate. And
The three-dimensional coordinate measuring apparatus is arranged such that the driving means is positioned between the upper surface side support means and the lower surface side support means in a direction perpendicular to the upper and lower surfaces of the surface plate.
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