JP2556567Y2

JP2556567Y2 - コラム型の座標測定装置

Info

Publication number: JP2556567Y2
Application number: JP1991047518U
Authority: JP
Inventors: ライテンベルガーヴェルナー
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1997-12-03
Anticipated expiration: 2006-06-24
Also published as: DE59106199D1; EP0464431A3; EP0464431A2; EP0464431B1; DE9007052U1; JPH0488801U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、コラム型の座標測定装
置であって、２つの座標方向で水平に移動可能な、鉛直
方向に向けられたコラムが設けられていて、該コラム
が、水平方向に向けられた測定アームを高さ調節可能に
案内している形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような形式の座標測定装置は最近ま
すます使用されるようになっている。それというのは、
この座標測定装置がそのコンパクトな構造に基づき製作
条件下での使用の目的でカプセル封入し易く、また測定
範囲が接近し易いという理由でオペレータにとって極め
て操作し易いからである。

【０００３】しかしながらこのような構造の座標測定装
置においては、達成可能なガイド精度を維持しながら測
定速度を増大させることは難しい。なぜならば、比較的
重いコラムが２つの座標方向において移動可能であるの
で、一方の座標方向における加速時に、他方の座標方向
におけるコラムの瞬間的な対応位置に関連して軸線外の
反動モーメントが出現してしまうからである。この反動
モーメントはガイドに支持されなければならない。これ
によって、ガイドは著しく負荷をかけられてしまう。

【０００４】ドイツ連邦共和国特許第２７１８５０６号
明細書に基づき、門型の座標測定装置の門をできるだけ
その重心の近くで駆動させて、門の傾動もしくは旋回を
回避し、ひいては測定誤差を回避することが知られてい
る。しかしこの場合、門自体はたんに１つの座標方向で
しか移動可能でないので、機械床の固定の個所に駆動装
置を簡単に構成することができる。しかしながら、この
ような手段は２つの座標において同時に運動可能なコラ
ムの駆動装置に対しては適していない。

【０００５】ドイツ連邦共和国特許第３６２８２０２号
明細書に基づき公知のブリッジ型の座標測定装置では、
２つの座標方向において移動可能である比較的軽量のセ
ンタスリーブが、両座標に関してその中心で、このセン
タスリーブと連結された駆動装置によって移動させられ
る。この駆動装置はブリッジ構造の互いに向い合って位
置する側に支持されている。このような座標測定装置は
説明したような対称的な構造に基づき、たしかに極めて
正確かつ迅速に作動するが、しかし、ブリッジ構造体全
体が載設している４つの柱体に基づき測定範囲の接近性
は極めて悪い。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】本考案の課題は、２つ
の座標方向において水平に移動可能なコラムを備えたコ
ラム型の座標測定装置において、両座標方向における駆
動時に軸線外の反動モーメントに基づくガイドへの負荷
が十分に回避されるように駆動装置とガイドとを配置す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本考案では冒頭で述べた形式の座標測定装置におい
て、コラムを支持するキャリッジが第１の座標方向で補
助キャリッジに案内されており、該補助キャリッジが第
２の座標方向に関して第１のガイドエレメントによっ
て、座標測定装置の定置の固定部分に案内されており、
前記補助キャリッジを運動させるための第１の駆動装置
が、コラムを支持する前記キャリッジに固定されてお
り、前記固定部分に、第１の座標方向に対して平行に向
けられた別のガイドが設けられており、該ガイドに前記
駆動装置が支持されているようにした。

【０００８】

【考案の効果】本考案による上記解決手段は座標測定技
術においては当然であるように、両座標方向のためのガ
イドを重なり合うように構成するという構想から出発し
ている。しかしながら第１の座標方向に関して第１に固
定部分に案内された補助キャリッジに設けられた駆動装
置は、この補助キャリッジ自体に作用するのではなく、
この補助キャリッジに案内された、コラムを支持するキ
ャリッジに作用する。したがって、補助キャリッジはＸ
方向において、つまりコラムが補助キャリッジ自体に案
内されている方向において駆動力を受け止めるだけでよ
く、それに対してＸ方向に対して垂直なＹ方向において
前記補助キャリッジは、この補助キャリッジに取り付け
られたコラム用のガイドを介して単純に連行される。補
助キャリッジが比較的僅かな質量しか有しておらず、装
置の主質量がコラム自体によるか、もしくはコラムを支
持するキャリッジによって形成されるので、補助キャリ
ッジの運動方向に関しても、駆動したい部分の重心の近
くで、もしくはこの重心において駆動を確実に行なうこ
とができる。

【０００９】ガイドにかかる負荷を減少させるコンパク
トな構造を得るためには、コラムを支持するキャリッジ
が固定部分の水平のガイドプレートに直接載置している
と有利である。この場合には、補助キャリッジに対して
極めて僅かな固有質量しか必要とならない。その理由
は、補助キャリッジが、水平な１つの座標においてコラ
ムを案内するためにしか働かず、コラムの重量を一緒に
受け止める必要がないからである。

【００１０】コラムと、このコラムを支持するキャリッ
ジとから成る座標測定装置部分の重心に駆動装置もしく
はその作用ラインを正確に設置することが不可能である
場合でも、駆動装置によって運動させられる部分の重心
をほぼ通って延びる鉛直平面に駆動装置の作用ラインを
設置することが有利になる。これによって、コラムの鉛
直方向軸線に関する不都合な反動モーメントは確実に出
現しなくなる。

【００１１】

【実施例】以下に、本考案の実施例を図面につき詳しく
説明する。

【００１２】図示の座標測定装置の定置の機械ベースは
たとえば花崗岩から成る機械テーブル１によって形成さ
れる。この機械テーブル１に取り付けられたガイドに沿
って、座標測定装置の可動の部分がエアベアリングを介
して摩擦なしで滑動する。

【００１３】前記機械テーブル上を２つの座標方向Ｘ，
Ｙで移動可能なコラムは符号１０で図示されている。こ
のコラムは方形の柱体の形を有している。このコラム１
０には、鉛直方向で移動可能な座標測定装置の測定アー
ム１１が支承されている。この測定アームはその前端部
にプローブヘッド１３を保持しており、このプローブヘ
ッドを用いて測定したいワーク（図示しない）がトレー
スされる。

【００１４】コラム１０はキャリッジ１２に組み付けら
れている。このキャリッジはほぼ三角形のプレートの形
を有していて、端部で３つのエアベアリング１４ａ，１
４ｂ，１４ｃを介して直接に機械テーブル１の表面に載
置している。キャリッジ１２（以降、上側キャリッジと
呼ぶ）は矢印Ｙで示した座標方向に関して、ガイド条片
３に沿って補助キャリッジ２に案内されている。このた
めには、それぞれ互いに緊定された２つのエアベアリン
グ対１７ａ，１７ｂが上側キャリッジに設けられてい
る。下側キャリッジに設けられてエアベアリング対１７
ａ，１７ｂによって取り囲まれたガイド条片３は、Ｙ座
標方向におけるコラム１０の摺動動作を測定するための
スケール１６を保持している。補助キャリッジ２を以
降、下側キャリッジと呼ぶ。下側キャリッジ２は同じく
３つのエアベアリングを介して、つまりエアベアリング
４ａ，４ｂ，４ｃを介して機械テーブル１に載置してい
て、それ自体は矢印Ｘで示した座標方向に関してガイド
条片５に沿って機械テーブル１に案内されている。ガイ
ド条片５はやはりスケール６を保持しており、このスケ
ールによって座標方向Ｘにおける下側キャリッジの運動
が測定される。ガイド条片５への下側キャリッジの結合
は上側キャリッジの場合と同様に、このガイド条片を取
り囲む係合部材に固定されて互いに緊定された２つのエ
アベアリング７ａ，７ｂによって行われる。

【００１５】下側キャリッジは座標方向Ｙに細長いスリ
ット８を備えており、このスリットを貫通して上側キャ
リッジのエアベアリング１４ｃが係合している。

【００１６】Ｘ方向において、つまり下側キャリッジ２
が案内されている方向において、コラム１０を駆動する
ためには、第１の駆動装置が設けられており、この駆動
装置は上側キャリッジ１２に組み付けられている。この
駆動装置はモータ１９とギヤボックス１８と駆動スピン
ドル２０とから成っている。駆動スピンドル２０はスピ
ンドルナットに抗して作動する。このスピンドルナット
は結合エレメント２１とエアベアリング対２２ａ，２２
ｂとを介して、機械テーブル１に設けられた付加的な補
助ガイド１５に支持されている。補助ガイド１５は下側
キャリッジ２に設けられたガイド条片３に対して平行に
Ｙ座標方向に延びている。ギヤボックス１８とモータ１
９と駆動スピンドル２０と結合エレメント２１とから成
る駆動装置は、その作用ラインＷ１が、コラム１０と測
定アーム１１と上側キャリッジ１２とから成る一緒に運
動可能な部分の重心Ｓをほぼ通過するように位置決めさ
れている。たしかに、コラムの重心Ｓは鉛直方向で見る
と機械テーブル平面よりも少しだけ高いので前記作用ラ
インは正確には前記重心Ｓを通過していないが、しかし
前記重心Ｓと前記作用ラインＷ１とは同一の鉛直平面Ｖ
１に位置しているので、コラム１０の鉛直方向軸線に関
するＹ座標に沿ったコラム１０の位置とは無関係にコラ
ム１０は常に反動モーメントなしで駆動される。

【００１７】この場合、比較的軽量の下側キャリッジ２
はエアベアリング対１７ａ，１７ｂによって取囲まれた
ガイド条片３を介して簡単に連行される。

【００１８】コラム１０のＹ座標方向における運動のた
めには、相応する駆動装置９が設けられている。この駆
動装置９は下側キャリッジに組み付けられており、この
駆動装置の作用ラインＷ２も同じく重心Ｓを含む平面に
配置されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による座標測定装置をカバーを取り除い
た状態で示す平面図である。

【図２】図１に示した座標測定装置の側面図である。

【符号の説明】

１機械テーブル、２下側キャリッジ、３ガイ
ド条片、４ａ，４ｂ，４ｃエアベアリング、５
ガイド条片、６スケール、７ａ，７ｂエアベアリ
ング対、８スリット、９駆動装置、１０コ
ラム、１１測定アーム、１２上側キャリッジ、
１３プローブヘッド、１４ａ，１４ｂ，１４ｃエ
アベアリング、１５補助ガイド、１６スケー
ル、１７ａ，１７ｂエアベアリング対、１８ギヤ
ボックス、１９モータ、２０駆動スピンドル、
２１結合エレメント、２２ａ，２２ｂエアベアリ
ング対、Ｓ重心、Ｘ，Ｙ座標方向、Ｗ１，Ｗ
２作用ライン、Ｖ１鉛直平面

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】コラム型の座標測定装置であって、２つ
の座標方向（Ｘ，Ｙ）で水平に移動可能な、鉛直方向に
向けられたコラム（１０）が設けられていて、該コラム
が、水平方向に向けられた測定アーム（１１）を高さ調
節可能に案内している形式のものにおいて、コラム（１０）を支持するキャリッジ（１２）が第１の
座標方向（Ｙ）で補助キャリッジ（２）に案内されてお
り、該補助キャリッジが第２の座標方向（Ｘ）に関して
第１のガイドエレメント（５）によって、座標測定装置
の定置の固定部分（１）に案内されており、前記補助キャリッジ（２）を運動させるための第１の駆
動装置（１９）が、コラムを支持する前記キャリッジ
（１２）に固定されており、前記固定部分に、第１の座
標方向（Ｙ）に対して平行に向けられた別のガイド（１
５）が設けられており、該ガイドに前記駆動装置（１
９）が支持されていることを特徴とする、コラム型の座
標測定装置。
【請求項２】コラム（１０）を支持するキャリッジ
（１２）が、３つのエアベアリング（１４ａ，１４ｂ，
１４ｃ）によって、前記固定部分の水平なガイドプレー
トに直接載置している、請求項１記載の座標測定装置。
【請求項３】コラム（１０）と、該コラムを支持する
キャリッジ（１２）とから成っていて前記補助キャリッ
ジ（２）に案内されている座標測定装置部分の重心
（Ｓ）を通って延びている鉛直平面（Ｖ）に、前記第１
の駆動装置（１９）の作用ラインが位置している、請求
項１または２記載の座標測定装置。
【請求項４】コラム（１０）を支持するキャリッジ
（１２）を運動させるための第２の駆動装置（９）が、
前記補助キャリッジ（２）に固定されていて、前記キャ
リッジ（１２）に作用している、請求項１から３までの
いずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項５】同じくコラム（１０）と、該コラムを支
持するキャリッジ（１２）とから成っていて前記補助キ
ャリッジ（２）に案内されている座標測定装置部分の重
心（Ｓ）を通って延びている第２の鉛直平面（Ｖ２）
に、前記第２の駆動装置（９）の作用ラインが位置して
いる、請求項４記載の座標測定装置。