JP2572853B2 - Measuring machine - Google Patents
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- JP2572853B2 JP2572853B2 JP1200809A JP20080989A JP2572853B2 JP 2572853 B2 JP2572853 B2 JP 2572853B2 JP 1200809 A JP1200809 A JP 1200809A JP 20080989 A JP20080989 A JP 20080989A JP 2572853 B2 JP2572853 B2 JP 2572853B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真直度測定機、三次元測定機、表面形状測
定機等の測定機に係り、一層詳細には、コラムに摺動自
在に支持されたスライダを真直に案内する真直案内機構
の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a measuring machine such as a straightness measuring machine, a three-dimensional measuring machine, and a surface shape measuring machine. The present invention relates to an improvement of a straight guide mechanism for guiding a supported slider straight.
被測定物の真円度及び真直度並びに平行度等を測定す
る装置として種々の表面形状測定機が広範に利用されて
いる。この種の表面形状測定機の中には、例えば、被測
定物を載置する基台と、この基台の一端に立設される支
柱（コラム）と、この支柱を囲繞し、かつ、上下方向に
摺動自在となるスライダと、このスライダに取着され、
被測定物に対して進退自在となる検出器とを含むものが
ある。2. Description of the Related Art Various surface shape measuring machines are widely used as devices for measuring the roundness, straightness, parallelism, and the like of an object to be measured. Some surface profile measuring machines of this type include, for example, a base on which an object to be measured is placed, a column (column) provided on one end of the base, and a column surrounding the column, and A slider slidable in the direction, and attached to the slider,
Some include a detector capable of moving forward and backward with respect to the measured object.
このような表面形状測定機で、例えば、真直度、すな
わち、被測定物の直線部分の表面形状がどのくらい真直
線に近似しているかを表す度合を測定する場合には、先
ず、てこ式ダイヤルゲージ（テストインジケータ）等か
らなる検出器の測定子を被測定物の直線部分に当接させ
る。この当接状態のまま、支柱に取着されたスライダを
直線部分に沿った方向、例えば、上下方向に変位させる
と、前記検出器もこれに伴って変位する。この時、検出
器の測定子は、被測定物の直線部分に当接したまま変位
するので、直線部分の凹凸に倣って揺動することとな
り、この揺動の度合を検出することで、被測定物の真直
度を測定している。In such a surface profile measuring instrument, for example, when measuring the degree of straightness, that is, the degree of approximation of the surface shape of a straight line portion of a measured object to a straight line, first, a lever type dial gauge A measuring element of a detector, such as a (test indicator), is brought into contact with a linear portion of the device under test. When the slider attached to the column is displaced in the direction along the linear portion, for example, in the up-down direction in this abutting state, the detector is displaced accordingly. At this time, the tracing stylus of the detector is displaced while being in contact with the linear portion of the object to be measured, and swings following the irregularities of the linear portion. The straightness of the measured object is measured.
ところで、前記スライダを上下方向に変位させる手段
として、一般的には、ボールねじ軸を利用することが多
く、前記スライダは、このボールねじ軸に螺合される。
従って、前記ボールねじ軸を回転させることにより、ス
ライダが上下方向に変位するよう構成される。In general, a ball screw shaft is often used as a means for vertically displacing the slider, and the slider is screwed to the ball screw shaft.
Therefore, the slider is configured to be displaced in the vertical direction by rotating the ball screw shaft.
しかしながら、前記ボールねじ軸は、僅かではある
が、偏心や曲がりを有している。このため、ボールねじ
軸を回転させると、ボールねじ軸に螺合されたスライダ
は、その半径外方向に偏心運動や振動をし、所謂、振れ
回り現象が惹起されることになる。このため、前記ボー
ルねじ軸に螺合されたスライダと一体的に支持される検
出器も、その分、偏心運動することになるので、被測定
物の真直度を精密に測定することは、困難となる欠点が
露呈する。However, the ball screw shaft has eccentricity and bending, albeit slightly. Therefore, when the ball screw shaft is rotated, the slider screwed to the ball screw shaft makes an eccentric motion or vibrations in a radially outward direction, causing a so-called whirling phenomenon. For this reason, the detector integrally supported with the slider screwed to the ball screw shaft also moves eccentrically by that amount, so that it is difficult to accurately measure the straightness of the measured object. The following disadvantages are exposed.
そこで、ボールねじ軸に螺合される部分をボールナッ
トとしてスライダとは独立させ、このボールナットとス
ライダとの間にボールねじ軸と平行にワイヤを張設する
ことによって、この振れ回りをワイヤで吸収し、これに
より、高精度に真直度を測定する装置が提案されてい
る。Therefore, the part to be screwed to the ball screw shaft is made independent of the slider as a ball nut, and a wire is stretched between the ball nut and the slider in parallel with the ball screw shaft, so that this whirling can be prevented by the wire. Devices that absorb and thereby measure straightness with high precision have been proposed.
しかしながら、この場合、ワイヤの線径は径大になる
とワイヤ自体の変位量が少なくなり、振れ回りを効果的
に吸収しなくなる。このため、ワイヤの線径を径小にし
て振れ回りを吸収している。However, in this case, when the wire diameter of the wire is large, the displacement of the wire itself is reduced, and the whirling is not effectively absorbed. For this reason, the whirling is absorbed by reducing the diameter of the wire.
従って、このような機構を採用した表面形状測定機で
は、スライダの重量が比較的軽量なものにしか使用でき
ず、スライダが重量化する表面形状測定機にこの機構を
採用すると、ワイヤの強度不足が懸念されることとな
る。Therefore, a surface profile measuring machine employing such a mechanism can be used only for a slider whose weight is relatively light. Will be a concern.
また、送りねじ軸を一対のワイヤで両側から挾持する
とともに、これらのワイヤの先端をばねで引っ張って両
ワイヤの送りねじ軸のねじ溝に係合させることによって
偏心運動を吸収するもの（実開昭58−32411号公報）
や、ワイヤの代わりに一対のローラを揺動可能なアーム
に支持させ、これらのアームをシリンダで引っ張って各
ローラを送りねじ軸のねじ溝に係合させたもの（実開昭
58−32412号公報）、更には、送りねじ軸の代わりにね
じのない駆動軸を用い、この駆動軸に送り方向に傾斜し
たローラを係合させたもの（実開昭62−186011号公報、
実開昭62−19608号公報）等がある。Further, the feed screw shaft is clamped from both sides by a pair of wires, and the ends of these wires are pulled by a spring and engaged with the thread grooves of the feed screw shafts of both wires to absorb the eccentric motion (actual opening). No. 58-32411)
Or, instead of wires, a pair of rollers are supported on a swingable arm, and these arms are pulled by a cylinder to engage each roller with the thread groove of the feed screw shaft.
58-32412), and further, a drive shaft having no screw is used in place of the feed screw shaft, and a roller inclined in the feed direction is engaged with this drive shaft (Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-186011,
JP-A-62-19608).
しかし、これらは水平方向の送りには問題はないが、
上下方向の送りにはワイヤあるいはローラでは前記従来
例と同様に強度不足となる虞れがある。But these are fine for horizontal feed,
For vertical feeding, there is a risk that the strength of the wire or roller will be insufficient as in the conventional example.
本発明の目的は、ボールねじ軸の曲がり等に基づく振
れ回り（偏心運動）の影響をスライダに与えることがな
く、しかも、大重量のスライダにも適用可能な偏心運動
吸収手段を備えた測定機を提供するにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a measuring machine having an eccentric motion absorbing means which does not exert an influence of whirling (eccentric motion) due to bending of a ball screw shaft on a slider and which can be applied to a heavy slider. To provide.
本発明の測定機は、コラムにスライダを上下方向へ摺
動自在に支持するととともに、このスライダを介して前
記コラムに間接的に支持される検出器を被測定物に関与
させ、この被測定物と検出器とを相対変位させて前記被
測定物の寸法、形状等を測定する測定機において、前記
コラムに前記スライダの摺動方向と略平行にボールねじ
軸を設けるとともに、このボールねじ軸にボールナット
を螺合し、このボールナットと前記スライダとの間を偏
心運動吸収手段を介して連結し、この偏心運動吸収手段
は、前記ボールねじ軸を囲繞するとともに一端がスライ
ダ側に連結されかつ他端に前記ボールねじ軸の軸線方向
に対して直交する方向に突出する一対の第１のピンを有
する第１のジョイントピースと、前記ボールねじ軸を囲
繞するとともに一端の前記ボールねじ軸の軸線および前
記第１のピンの突出方向に対して直交する方向に突出す
る一対の第２のピンを有するとともに他端が前記ボール
ナット側に連結された第２のジョイントピースと、前記
ボールねじ軸を囲繞するとともに前記第１および第２の
ピンをその軸方向に摺動自在かつその各軸方向および前
記ボールねじ軸の軸線方向に対して直交する方向にそれ
ぞれ変位不能に案内する直交方向の溝部が画成された変
位板と、前記ボールねじ軸を囲繞するとともに前記溝部
を塞いで変位板に被せられ前記第１および第２のピンを
前記ボールねじ軸の軸線方向に対して変位不能に保持す
る蓋体とを備えて構成されたことを特徴としている。The measuring device of the present invention supports a slider slidably in a vertical direction on a column, and causes a detector indirectly supported on the column via the slider to be involved in an object to be measured. And a detector that relatively displaces the detector and measures the size, shape, and the like of the object to be measured.A ball screw shaft is provided on the column substantially parallel to the sliding direction of the slider. A ball nut is screwed in, the ball nut and the slider are connected via an eccentric motion absorbing means, and the eccentric motion absorbing means surrounds the ball screw shaft and has one end connected to the slider side; A first joint piece having a pair of first pins projecting in a direction perpendicular to the axial direction of the ball screw shaft at the other end; and a first joint piece surrounding the ball screw shaft and having one end. A second joint piece having a pair of second pins protruding in a direction perpendicular to the axis of the ball screw shaft and the direction in which the first pins protrude, and having the other end connected to the ball nut side; The first and second pins surround the ball screw shaft and are slidable in the axial direction thereof, and are guided so as not to be displaceable in the respective axial directions and the direction orthogonal to the axial direction of the ball screw shaft. And a displacement plate having a groove in a direction perpendicular to the ball screw shaft, the first and second pins surrounding the ball screw shaft and being covered with the displacement plate by closing the groove, with respect to the axial direction of the ball screw shaft. And a lid that is held so as not to be displaceable.
このような本発明において、ボールねじ軸の回転によ
りボールねじ軸に振れ回りが生じると、それに螺合され
たボールナット、更に、そのボールナットに連結された
第２のジョイントピースはボールねじ軸の軸線方向に対
して直交する方向へ変位される。すると、その変位のう
ち、第２のピン方向の変位は、第２のピンが変位板の溝
部に対して摺動することにより吸収される。また、第１
のピン方向の変位は、第２のピンが変位板を第１のピン
方向へ変位させることにより、換言すれば、第１のジョ
イントピースに対して変位板が第１のピン方向へ変位さ
れることにより吸収される。従って、ボールねじ軸の振
れ回りがスライダに伝達されることがないから、スライ
ダを略直線的に変位させることができ、スライダに取着
される検出器も略直線的に変位させることができるた
め、被測定物の真直度等の高精度に測定できる。In the present invention, when whirling occurs in the ball screw shaft due to the rotation of the ball screw shaft, the ball nut screwed to the ball screw shaft and the second joint piece connected to the ball nut are connected to the ball screw shaft. Displaced in a direction perpendicular to the axial direction. Then, of the displacements, the displacement in the second pin direction is absorbed by the second pin sliding on the groove of the displacement plate. Also, the first
Is displaced in the pin direction by the second pin displacing the displacement plate in the first pin direction, in other words, the displacement plate is displaced in the first pin direction with respect to the first joint piece. Is absorbed by Therefore, since the whirling of the ball screw shaft is not transmitted to the slider, the slider can be displaced substantially linearly, and the detector attached to the slider can also be displaced substantially linearly. It can measure with high accuracy such as straightness of the object to be measured.
また、両ジョイントピース、変位板および蓋体はボー
ルねじ軸を囲繞するとともに、各ジョイントピースには
互いに直交する一対のピンが設けられ、これらのピンが
変位板に画成されかつ蓋体で塞がれた溝部にその軸方向
にのみ摺動可能に保持された構成であるから、重量化し
たスライダにも適用可能である。つまり、スライダの重
量を、ボールねじ軸の周囲において計４本のピンを介し
て変位板または蓋体によって安定支持できるから、重量
化したスライダにも適用可能である。The joint pieces, the displacement plate and the lid surround the ball screw shaft, and each joint piece is provided with a pair of pins orthogonal to each other, and these pins are defined on the displacement plate and closed by the lid. Since it is configured to be slidably held only in the axial direction in the grooved groove, it can be applied to a slider that is heavy. That is, the weight of the slider can be stably supported by the displacement plate or the lid via the total of four pins around the ball screw shaft, so that the present invention is also applicable to a slider with a heavy weight.
次に、本発明に係る測定機を、真直度、真円度、平行
度等が測定可能な面形状測定機に適用した好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら、詳細に説明する。Next, a preferred embodiment in which the measuring instrument according to the present invention is applied to a surface shape measuring instrument capable of measuring straightness, roundness, parallelism, etc. will be described in detail with reference to the accompanying drawings. I do.
第１図において、参照符号10は、本実施例に係る表面
形状測定機を示し、この表面形状測定機10は、床上に配
置される支持台11上に載置される。In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a surface shape measuring device according to the present embodiment, and the surface shape measuring device 10 is mounted on a support base 11 arranged on a floor.
前記表面形状測定機10は、各種測定を行う測定手段20
と、この測定手段20の測定結果としてペーパーへの表示
あるいは電気的表示等を行う出力手段50とで構成されて
いる。The surface profile measuring device 10 includes a measuring unit 20 for performing various measurements.
And output means 50 for displaying the result of measurement by the measuring means 20 on a paper or electrical display.
前記測定手段20は、基台21を含み、この基台21上に
は、円柱状の被測定物Ｗを載置する回転テーブル22が図
示しないエアベアリングを介して矢印Ａ方向に回動自在
に設けられている。この回転テーブル22は、前記被測定
物Ｗを回転テーブル22の中心部に支持するために、図示
しない求心装置を有している。また、回転テーブル22の
近傍には、前記回転テーブルの回転角度、回転速度等を
表示するアウンタ部23が立設されている。The measuring means 20 includes a base 21, on which a rotary table 22 on which a columnar object W is placed is rotatable in the direction of arrow A via an air bearing (not shown). Is provided. The turntable 22 has a centripetal device (not shown) for supporting the workpiece W at the center of the turntable 22. In the vicinity of the rotary table 22, an aunter unit 23 for displaying a rotation angle, a rotation speed and the like of the rotary table is provided upright.
前記基台21には、回転テーブル22の側方において支持
板24が固設されており、この支持板24が固設されてお
り、この支持板24の一端、奥側に略逆Ｌ字状のコラム25
が立設されている。このコラム25の上面部25Aには、矢
印Ａ方向に回動自在なモータ26が取着され、このモータ
26の出力軸（図示せず）には、前記コラム25と支持板24
との間に回転自在に支持され、かつ、コラム25と略平行
に配置されたボールねじ軸27が連結されている。A support plate 24 is fixed to the base 21 on the side of the rotary table 22, and the support plate 24 is fixed. One end of the support plate 24 has a substantially inverted L-shape at the back side. Column 25
Is erected. A motor 26 rotatable in the direction of arrow A is attached to the upper surface 25A of the column 25.
The output shaft 26 (not shown) includes the column 25 and the support plate 24.
And a ball screw shaft 27 that is rotatably supported between and is arranged substantially parallel to the column 25.
前記コラム25には、コラム25を囲繞する方形枠状のス
ライダ28が矢印Ｘ方向、すなわち、上下方向に摺動自在
に装着されている、このスライダ28と、前記ボールじ軸
27に螺合されたボールナット29との間には、後に詳述す
る偏心運動吸収手段60が介装されている。A rectangular frame-shaped slider 28 surrounding the column 25 is slidably mounted on the column 25 in the direction of arrow X, that is, in the vertical direction.
An eccentric motion absorbing means 60, which will be described in detail later, is interposed between the ball nut 29 and the ball nut 29 screwed to the screw 27.
前記スライダ28の前面には、Ｘ軸駆動装置31が取着さ
れ、このＸ軸駆動装置31には、矢印Ｘ方向、すなわち、
水平方向の一方向に変位自在な支持軸32が設けられてい
る。この支持軸32は、前記Ｘ方向に延長されるとともに
Ｘ軸駆動装置31により軸方向に駆動されるアーム33と、
このアーム33と直交方向に延長された連結アーム34と、
この連結アーム34の先端に連結されるとともに前記アー
ム33の延長方向（Ｘ方向）に延長された先端アーム35と
から構成されている。An X-axis driving device 31 is attached to the front surface of the slider 28. The X-axis driving device 31 has an arrow X direction,
A support shaft 32 that is displaceable in one horizontal direction is provided. The support shaft 32 extends in the X direction and is driven in the axial direction by an X-axis driving device 31;
A connecting arm 34 extending in a direction orthogonal to the arm 33,
A distal arm 35 is connected to the distal end of the connecting arm 34 and is extended in the direction in which the arm 33 extends (X direction).
前記先端アーム35には、てこ式ダイヤルゲージ（テス
トインジケータ）タイプの検出器41が着脱自在に取付け
られ、この検出器41には、矢印Ｂ方向に揺動可能な測定
子42が設けられている。A lever type dial gauge (test indicator) type detector 41 is detachably attached to the tip arm 35, and the detector 41 is provided with a tracing stylus 42 which can swing in the arrow B direction. .
前記支持板24の他端、手前側には、複数のスイッチ類
が配設される操作部45と、ジョイスティック48とが設け
られ、このジョイスティック48を矢印Ｘ方向に変位させ
ると、支持軸32が矢印Ｘ方向へ、ジョイスティック48を
矢印Ｙ方向に変位させると支持軸32が矢印Ｚ方向へ、そ
れぞれ、移動するよう構成されている。At the other end of the support plate 24, on the near side, an operation unit 45 in which a plurality of switches are arranged, and a joystick 48 are provided, and when the joystick 48 is displaced in the arrow X direction, the support shaft 32 is When the joystick 48 is displaced in the arrow X direction and in the arrow Y direction, the support shaft 32 is configured to move in the arrow Z direction.
一方、前記出力手段50は、複数のスイッチ類が配設さ
れる操作部51と、前記検出器41に設けられた測定子42の
変位量を示す表示部55と、被測定物Ｗの真円度、真直度
等がペーパーに記録される出力部58とで構成される。On the other hand, the output unit 50 includes an operation unit 51 in which a plurality of switches are arranged, a display unit 55 indicating the displacement of a tracing stylus 42 provided in the detector 41, and a true circle of the DUT W. The output unit 58 records the degree, straightness, and the like on paper.
ここで、スライダ28とボールナット29との間に設けら
れる偏心運動吸収手段60について、第２図ないし第４図
を参照して説明する。Here, the eccentric motion absorbing means 60 provided between the slider 28 and the ball nut 29 will be described with reference to FIGS.
前記偏心運動吸収手段60は、前記スライダ28に４本の
ビス61によって固定される略Ｌ字状の取付板62を含み、
この取付板62の底部63にはボールねじ軸27により十分に
大径な孔部64が穿設されている。また、底部63には、外
部からこの孔部64へと貫通するように２個のねじ孔65A,
65Bが設けられている。The eccentric motion absorbing means 60 includes a substantially L-shaped mounting plate 62 fixed to the slider 28 by four screws 61,
A hole 64 having a sufficiently large diameter is formed in the bottom 63 of the mounting plate 62 by the ball screw shaft 27. In the bottom 63, two screw holes 65A,
65B is provided.
前記取付板62の底部63上には、任意の方向に移動可能
な変位板66が載置されている。この変位板66の中央に
は、前記孔部64と略同径の孔部67が穿設され、この孔部
67の外周から変位板66の外側面まで十字状に溝部68Aな
いし68Dが凹設され、更に、前記変位板66の各角隅部に
は計４つのねじ孔69が螺設されている。On the bottom 63 of the mounting plate 62, a displacement plate 66 movable in an arbitrary direction is placed. At the center of the displacement plate 66, a hole 67 having substantially the same diameter as the hole 64 is formed.
Grooves 68A to 68D are recessed in a cross shape from the outer periphery of 67 to the outer surface of the displacement plate 66, and a total of four screw holes 69 are screwed into each corner of the displacement plate 66.
前記孔部64と孔部67とには、前記ボールねじ軸27を挿
通するに十分、すなわち、囲繞するに十分な孔部71Aを
有する円筒状の第１のジョイントピース71が遊嵌され、
更に、このジョイントピース71の前記孔部64への係合部
である下端部は、前記底部63のねじ孔65A,65Bにそれぞ
れ螺合された止めねじ72A,72Bによって取付板62に固定
される。また、第１のジョイントピース71の上面には、
突部73A,73Bがそれぞれ一体に設けられ、これらの突部7
3A,73Bから半形方向外方に向かって第１とピンとしての
円柱ピン74A,74Bが同一直線上に突設されている。これ
らの円柱ピン74A,74Bは、前記変位板66の溝部68A,68Bに
それぞれ係合されるようになっている。A cylindrical first joint piece 71 having a hole 71A sufficient for inserting the ball screw shaft 27, i.e., surrounding the ball screw shaft 27, is loosely fitted in the hole 64 and the hole 67,
Further, a lower end of the joint piece 71, which is an engaging portion with the hole 64, is fixed to the mounting plate 62 by set screws 72A, 72B screwed into screw holes 65A, 65B of the bottom 63, respectively. . Also, on the upper surface of the first joint piece 71,
The projections 73A and 73B are provided integrally, and these projections 7
Cylindrical pins 74A and 74B as first pins protrude on the same straight line from 3A and 73B outward in the half-shape direction. These cylindrical pins 74A, 74B are adapted to be engaged with the grooves 68A, 68B of the displacement plate 66, respectively.
一方、前記変位板66の溝部68C及び68Dには、第２のピ
ンとしての円柱ピン75A,75Bが係合されることになり、
これらの円柱ピン75A,75Bは、前記第１ジョイントピー
ス71と同一形状で90度向きを変えられ、かつ、孔部76A
を有する第２のジョイントピース76の突部77A,77Bにそ
れぞれ設けられる。そして、前記各ピン74A,74B及び75
A,75Bの抜け止め防止として、変位板66上には、前記第
２のジョイントピース76の外径より径大な孔部78が穿設
される蓋体79が被覆されている。この蓋体79は、その四
隅に形成された孔81に挿入される４つのビス82（第４図
では１個のみ図示）が変位板66のねじ孔69に螺合される
ことにより、変位板66に固定される。On the other hand, cylindrical pins 75A and 75B as second pins are engaged with the grooves 68C and 68D of the displacement plate 66,
These cylindrical pins 75A, 75B have the same shape as the first joint piece 71 and can be turned 90 degrees, and have a hole 76A.
Are provided on the protrusions 77A and 77B of the second joint piece 76 having Then, the pins 74A, 74B and 75
To prevent the A and 75B from coming off, the displacement plate 66 is covered with a lid 79 in which a hole 78 larger than the outer diameter of the second joint piece 76 is formed. The cover 79 is formed by screwing four screws 82 (only one is shown in FIG. 4) inserted into holes 81 formed at the four corners thereof into the screw holes 69 of the displacement plate 66. Fixed to 66.
この際、溝部68A〜68Dの深さは、丁度円柱ピン74A,74
B及び75A,75Bの直径と等しくされ、各円柱ピン74A,74B
及び75A,75Bがガタなく、かつ、ピン軸方向に移動可能
に、変位板66と蓋体79とで挾持されるようになってい
る。ここにおいて、変位板66と蓋体79とにより変位部材
80が構成されている。At this time, the depth of the groove portions 68A to 68D is just the cylindrical pins 74A and 74D.
B and 75A, 75B equal in diameter and each cylindrical pin 74A, 74B
And 75A, 75B are held between the displacement plate 66 and the lid 79 so as to be playable and movable in the pin axis direction. Here, a displacement member is formed by the displacement plate 66 and the lid 79.
80 are configured.
従って、第１、第２の一対のジョイントピース71,76
は、孔部71A,76Aによりボールねじ軸27を囲繞するとと
もに、変位板66の溝部68A〜68Dと蓋体79とにより挾持さ
れた円柱ピン74A,74B及び75A,75Bの作用によって、互い
に直交するボールねじ軸27の半径方向摺動自在、かつ、
ボールねじ軸27の軸方向変位不能に連結されている。な
お、変位部材80によりそれぞれボールねじ軸27の軸方向
に変位不能に連結された第１、第２のジョイントピース
71,76は、両ジョイントピース71,76及び変位部材80の全
体、すなわち、偏心運動吸収手段60としては、ボールね
じ軸27の軸方向に移動可能であることは勿論である。Therefore, the first and second pair of joint pieces 71, 76
Are surrounded by the holes 71A and 76A, and are orthogonal to each other by the action of the cylindrical pins 74A, 74B and 75A, 75B held between the grooves 68A to 68D of the displacement plate 66 and the lid 79. The ball screw shaft 27 can slide freely in the radial direction, and
The ball screw shaft 27 is connected so that it cannot be displaced in the axial direction. The first and second joint pieces are connected by a displacement member 80 so as not to be displaceable in the axial direction of the ball screw shaft 27.
The entirety of the joint pieces 71, 76 and the displacement member 80, that is, the eccentric motion absorbing means 60 can move in the axial direction of the ball screw shaft 27 as a matter of course.
前記蓋体79上には、支持板83が載置され、この支持板
83には、前記孔部78と略同径で、かつ、第２のジョイン
トピース76の外径より多少大径の孔部84と、四隅部の４
つのねじ孔85とが設けられ、また、その側面には外部か
ら前記孔部84連通するねじ孔86A,86Bが螺設されてい
る。これらのねじ孔86A,86Bにそれぞれ止めねじ87A,87B
を螺合することで、第２のジョイントピース76の上端が
支持板83に固定される。A support plate 83 is placed on the lid 79, and the support plate 83
83 has a hole 84 having substantially the same diameter as the hole 78 and having a diameter slightly larger than the outer diameter of the second joint piece 76;
One screw hole 85 is provided, and screw holes 86A and 86B communicating with the hole 84 from the outside are screwed on the side surface thereof. Set screws 87A and 87B in these screw holes 86A and 86B, respectively.
Are screwed into each other, the upper end of the second joint piece 76 is fixed to the support plate 83.
更に、この支持板83上には取付台88が載置され、この
取付台88の四隅に設けられた孔89を貫通して４つのビス
91が支持板83のねじ孔85に螺合されることにより、取付
台88が支持板83に固着されている。この取付台88の略中
央には、前記ボールナット29の下端が固定され、このボ
ールナット29の内周にはねじ山29Aが螺設され、このね
じ山29Aにボール29B（第３図参照）を介してボールねじ
軸27が螺合される。Further, a mounting base 88 is placed on the support plate 83, and four screws are inserted through holes 89 provided at four corners of the mounting base 88.
The mounting base 88 is fixed to the support plate 83 by screwing the 91 into the screw hole 85 of the support plate 83. The lower end of the ball nut 29 is fixed substantially at the center of the mounting base 88, and a screw thread 29A is screwed around the inner periphery of the ball nut 29. A ball 29B is screwed onto the screw thread 29A (see FIG. 3). , The ball screw shaft 27 is screwed.
本実施例に係る表面形状測定機10は、基本的には以上
のように構成されるものであり、次にその作用について
説明する。The surface profile measuring apparatus 10 according to the present embodiment is basically configured as described above, and the operation thereof will be described next.
前記表面形状測定機10は、真直度及び真円度並びに平
行度等を測定することができるが、ここでは、真直度を
測定する場合につき説明する。The surface profile measuring device 10 can measure straightness, roundness, parallelism, and the like. Here, the case of measuring straightness will be described.
先ず、被測定物Ｗを回転テーブル22上に載置し、次い
で、ジョイスティック48を矢印X,Y方向に変位させて、
検出器41の測定子42を被測定物Ｗの上側面に当接（図中
二点鎖線で図示）させた後、ジョイスティック48を中立
の位置（図中の位置）に戻す。First, the device under test W is placed on the turntable 22, and then the joystick 48 is displaced in the directions of the arrows X and Y,
After the tracing stylus 42 of the detector 41 is brought into contact with the upper surface of the DUT W (shown by a two-dot chain line in the drawing), the joystick 48 is returned to the neutral position (the position in the drawing).
次に、ジョイスティック48を矢印Y1方向に変位させる
と、モータ26の回転作用下にボールぬじ軸27が矢印A1方
向に回転するので、ボールねじ軸27に螺合されたボール
ナット29が矢印Z1方向に下降され、更に偏心運動吸収手
段60を介してスライダ28がZ1方向に下降変位する。従っ
て、スライダ28にＸ軸駆動装置31及び支持軸32を介して
支持された検出器41の測定子42が被測定物Ｗの側面に当
接しながら矢印Z1方向に下降変位する。このようにし
て、前記測定子42が被測定物Ｗの下側面に到達した時点
で、ジョイスティック48を中立の位置に戻すことによ
り、その変位が停止する。Then, when the displacement of the joystick 48 in the arrow Y 1 direction, the ball bran Flip shaft 27 is rotated to the motor 26 is rotated in the arrow A 1 direction, the ball nut 29 screwed to the ball screw shaft 27 is is lowered in the arrow Z 1 direction, the slider 28 further through the eccentric movement absorbing means 60 is displaced downward in the Z 1 direction. Accordingly, the measuring element 42 of the detector 41 supported through the X-axis drive unit 31 and the support shaft 32 in the slider 28 is displaced downward in the arrow Z 1 direction while in contact with the side surface of the object W. In this way, when the tracing stylus 42 reaches the lower surface of the device under test W, the joystick 48 is returned to the neutral position to stop the displacement.
この時、前記測定子42は、被測定物Ｗの外周面の凹凸
に沿って変位するため、この変位量が被測定物Ｗの当該
周面における真直度として検出され、出力手段50に入力
されて表示部55への表示及び出力部58へプリントアウト
がなされる。At this time, since the tracing stylus 42 is displaced along the irregularities of the outer peripheral surface of the DUT W, the amount of displacement is detected as the straightness of the DUT W on the peripheral surface, and is input to the output means 50. Thus, a display on the display unit 55 and a printout to the output unit 58 are made.
ところで、ボールねじ軸27によるスライダ28の矢印Ｚ
方向の駆動にあたり、ボールねじ軸27が彎曲していた
り、あるいはモータ26の回転軸（図示せず）に対して偏
心していたりする場合には、その回転時に半径外方向に
発生する偏心運動、すなわち、振れ回りが矢印X,Y及び
その合成方向に発生することになる。By the way, the arrow Z of the slider 28 by the ball screw shaft 27
When the ball screw shaft 27 is curved or eccentric with respect to the rotation axis (not shown) of the motor 26 in driving in the direction, the eccentric motion generated in a radially outward direction during the rotation, that is, , Whirling occurs in the directions of the arrows X, Y and their combination.
この場合、矢印Ｘ方向にボールねじ軸27が変位する
と、これに螺合するボールナット29も変位し、更に支持
板83に固定される第２のジョイントピース76も矢印Ｘ方
向に変位することになる。しかし、この変位は、円柱ピ
ン75A,75Bが変位板66の溝部68C,68Dを摺動することによ
り吸収される（第２図中二点鎖線参照）。In this case, when the ball screw shaft 27 is displaced in the direction of the arrow X, the ball nut 29 screwed thereto is also displaced, and the second joint piece 76 fixed to the support plate 83 is also displaced in the direction of the arrow X. Become. However, this displacement is absorbed by the cylindrical pins 75A, 75B sliding on the grooves 68C, 68D of the displacement plate 66 (see the two-dot chain line in FIG. 2).
また、ボールねじ軸27が矢印Ｙ方向に変位すると、前
記と同様にボールナット29及び第２のジョイントピース
76も矢印Ｙ方向に変位することになるが、この変位は円
柱ピン75A,75Bが変位板66を矢印Ｙ方向に変位させる
（図中二点鎖線参照）ことによって吸収される。換言す
ると、溝部68A,68Bが取付板62に固定される第１のジョ
イントピース71の円柱ピン74A,74Bを矢印Ｙ方向に摺動
させることにより吸収される。When the ball screw shaft 27 is displaced in the arrow Y direction, the ball nut 29 and the second joint piece are moved in the same manner as described above.
76 is also displaced in the arrow Y direction, but this displacement is absorbed by the cylindrical pins 75A and 75B displacing the displacement plate 66 in the arrow Y direction (see the two-dot chain line in the figure). In other words, the groove portions 68A, 68B are absorbed by sliding the cylindrical pins 74A, 74B of the first joint piece 71 fixed to the mounting plate 62 in the arrow Y direction.
更に、矢印X,Yの合成方向に発生する振れ回りは、第
２のジョイントピース76と変位板66及び蓋体79とのＸ方
向及びＹ方向への各成分に応じた相対変位によって吸収
される。従って、矢印ＸからＹ方向までの任意の方向に
発生する振れ回りは、瞬時に吸収される。これにより、
ボールねじ軸27の曲がりや偏心に拘わりなく、検出器41
は略正確に直線的に変位し、検出器41の測定子42により
被測定物Ｗの真直度を精密に測定できる。Furthermore, the whirling generated in the combined direction of the arrows X and Y is absorbed by the relative displacement between the second joint piece 76 and the displacement plate 66 and the lid 79 in the X and Y directions according to the respective components. . Therefore, whirling occurring in any direction from the arrow X to the Y direction is instantaneously absorbed. This allows
Regardless of the bending or eccentricity of the ball screw shaft 27, the detector 41
Is linearly displaced substantially accurately, and the straightness of the workpiece W can be precisely measured by the tracing stylus 42 of the detector 41.
前述のような本実施例によれば、次のような効果があ
る。According to the present embodiment as described above, the following effects can be obtained.
すなわち、偏心運動吸収手段60として、特に第２のジ
ョイントピース76と、変位部材80すなわち変位板66及び
蓋体79とを備えているので、被測定物Ｗの真直度を測定
する際、悪影響を及ぼすボールねじ軸27の振れ回りを前
記第２のジョイントピース76と変位部材80との相対変位
により吸収できる。従って、前記振れ回りは、偏心運動
吸収手段60でそのほとんどが吸収されるので、ボールね
じ軸27の直線運動のみが検出器41に確実に伝達され、こ
れにより、この検出器41の測定子42は略直線的に変位可
能となる。ちなみに、前記検出器41を矢印Ｚ方向へ200m
m変位させても測定誤差が0.2μｍという高精度真直度測
定が可能となる効果を奏する。That is, since the eccentric motion absorbing means 60 includes the second joint piece 76, the displacement member 80, that is, the displacement plate 66 and the lid 79, the eccentric motion absorbing means 60 has an adverse effect when measuring the straightness of the workpiece W. The resulting whirling of the ball screw shaft 27 can be absorbed by the relative displacement between the second joint piece 76 and the displacement member 80. Therefore, most of the whirling is absorbed by the eccentric motion absorbing means 60, so that only the linear motion of the ball screw shaft 27 is reliably transmitted to the detector 41. Can be displaced substantially linearly. By the way, the detector 41 is moved 200 m in the arrow Z direction.
Even if it is displaced by m, there is an effect that a highly accurate straightness measurement with a measurement error of 0.2 μm becomes possible.
また、偏心運動吸収手段60は、変位板66が平板に溝加
工したもの、第１、第２のジョイントピース71,76が円
筒体にピンを突設したもの等から構成され、更に、他の
構成部品も平板等の簡単な構造の部材から形成されるか
ら、安価に提供できる。Further, the eccentric motion absorbing means 60 is constituted by one in which the displacement plate 66 is grooved in a flat plate, one in which the first and second joint pieces 71, 76 are provided with pins protruding from a cylindrical body, and the like. Since the components are also formed from members having a simple structure such as a flat plate, they can be provided at low cost.
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能なことは勿論である。As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
例えば、溝部68A〜68Dは角形凹溝状にしたが、この他
に、丸溝、三角溝等でもよく、その形状は問わない。For example, the grooves 68A to 68D are square concave grooves, but may be round grooves, triangular grooves, or the like, and their shapes are not limited.
また、円柱ピン74A,74B,75A,75Bの形状を角柱状にす
ることもできる。更に、ピン74A,74B,75A,75Bの周面軸
方向に沿って凹溝をそれぞれ設け、これらの凹溝に係合
する凸条を変位板66に設けて凹溝と凸条をその軸方向に
摺動自在に組み合わせたものでもよい。Further, the shape of the cylindrical pins 74A, 74B, 75A, 75B can be made into a prismatic shape. Further, grooves are provided along the circumferential direction of the peripheral surfaces of the pins 74A, 74B, 75A, 75B, and ridges engaging with these grooves are provided on the displacement plate 66, and the grooves and the ridges are aligned in the axial direction. May be slidably combined.
また、偏心運動吸手段60を表面形状測定機10の他に、
三次元測定機等、ボールねじ軸をその送り手段とする他
の形式の測定機に使用できることは勿論である。In addition to the eccentric motion absorbing means 60, in addition to the surface shape measuring machine 10,
Needless to say, the present invention can be used for other types of measuring machines such as a three-dimensional measuring machine using a ball screw shaft as its feeding means.
更に、検出器41としては、被測定物Ｗに対して接触す
る接触式の測定子42を有するものに限らず、レーザ光等
で非接触式に被測定物Ｗに関与させて真直度等を測定す
る形式の測定機でもよい。Further, the detector 41 is not limited to the one having the contact type tracing stylus 42 that comes into contact with the object W. A measuring device of a type for measuring may be used.
前述のような本発明によれば、スライダの送り手段と
して用いるボールねじ軸に曲がり等があっても、それに
基づく振れ回り（偏心運動）の影響をスライダに与える
ことがなく、しかも、大重量のスライダにも適用可能な
測定機を提供できるという効果がある。According to the present invention as described above, even if the ball screw shaft used as the slider feed means has a bend or the like, the slider is not affected by the whirling (eccentric motion) due to the bend, and the weight is large. There is an effect that a measuring instrument applicable to a slider can be provided.
第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図、第
２図はその要部である偏心運動吸収手段の斜視図、第３
図は第２図の断面図、第４図は第２図の分解斜視図であ
る。 10……表面形状測定機、20……測定手段、22……回転テ
ーブル、25……コラム、27……ボールねじ軸、28……ス
ライダ、29……ボールナット、41……検出器、42……測
定子、50……出力手段、60……偏心運動吸収手段、62…
…取付板、66……変位板、71……第１のジョイントピー
ス、71A……孔部、74A,74B,75A,75B……円柱ピン、76…
…第２のジョイントピース、76A……孔部、79……蓋
体、80……変位部材。FIG. 1 is a perspective view showing an entire configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an eccentric motion absorbing means as a main part thereof, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view of FIG. 2, and FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 10 Surface profile measuring machine, 20 Measurement means, 22 Rotary table, 25 Column, 27 Ball screw shaft, 28 Slider, 29 Ball nut, 41 Detector, 42 ... Measuring element, 50 ... Output means, 60 ... Eccentric motion absorbing means, 62 ...
... Mounting plate, 66 ... Displacement plate, 71 ... First joint piece, 71A ... Hole, 74A, 74B, 75A, 75B ... Cylindrical pin, 76 ...
... Second joint piece, 76A ... Hole, 79 ... Lid, 80 ... Displacement member.
Claims (1)
支持するととともに、このスライダを介して前記コラム
に間接的に支持される検出器を被測定物に関与させ、こ
の被測定物と検出器とを相対変位させて前記被測定物の
寸法、形状等を測定する測定機において、 前記コラムに前記スライダの摺動方向と略平行にボール
ねじ軸を設けるとともに、このボールねじ軸にボールナ
ットを螺合し、このボールナットと前記スライダとの間
を偏心運動吸収手段を介して連結し、 この偏心運動吸収手段は、前記ボールねじ軸を囲繞する
とともに一端がスライダ側に連結されかつ他端に前記ボ
ールねじ軸の軸線方向に対して直交する方向に突出する
一対の第１のピンを有する第１のジョイントピースと、
前記ボールねじ軸を囲繞するとともに一端に前記ボール
ねじ軸の軸線および前記第１のピンの突出方向に対して
直交する方向に突出する一対の第２のピンを有するとと
もに他端が前記ボールナット側に連結された第２のジョ
イントピースと、前記ボールねじ軸を囲繞するとともに
前記第１および第２のピンをその軸方向に摺動自在かつ
その各軸方向および前記ボールねじ軸の軸線方向に対し
て直交する方向にそれぞれ変位不能に案内する直交方向
の溝部が画成された変位板と、前記ボールねじ軸を囲繞
するとともに前記溝部を塞いで変位板に被せられ前記第
１および第２のピンを前記ボールねじ軸の軸線方向に対
して変位不能に保持する蓋体とを備えて構成されたこと
を特徴とする測定機。A column supports a slider so as to be slidable in a vertical direction, and a detector indirectly supported by the column via the slider is involved in an object to be measured. A ball screw shaft is provided on the column substantially parallel to the sliding direction of the slider, and a ball nut is mounted on the ball screw shaft. And the ball nut and the slider are connected via an eccentric motion absorbing means. The eccentric motion absorbing means surrounds the ball screw shaft and has one end connected to the slider side and the other end. A first joint piece having a pair of first pins projecting in a direction orthogonal to an axial direction of the ball screw shaft;
The ball nut has a pair of second pins that surround the ball screw shaft and protrude at one end in a direction perpendicular to the axis of the ball screw shaft and the direction in which the first pin protrudes, and the other end is closer to the ball nut. A second joint piece connected to the ball screw shaft and surrounding the ball screw shaft, and slidably move the first and second pins in the axial direction thereof and with respect to the respective axial directions and the axial direction of the ball screw shaft. And a first plate and a second pin which cover the ball screw shaft and cover the groove so as to cover the ball screw shaft and cover the groove, respectively. And a lid that holds the ball screw so as not to be displaceable in the axial direction of the ball screw shaft.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1200809A JP2572853B2 (en) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | Measuring machine |
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| JPH0363513A JPH0363513A (en) | 1991-03-19 |
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| JP (1) | JP2572853B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10128624B4 (en) * | 2000-06-13 | 2011-03-10 | Mitutoyo Corp., Kawasaki-shi | Machine for measuring the construction of surfaces |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6625007B2 (en) * | 2016-04-27 | 2019-12-25 | 株式会社ディスコ | Measurement jig |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60224015A (en) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Automatic feeding device of three dimensional measuring machine |
| JPS6113101A (en) * | 1984-06-29 | 1986-01-21 | Tokyo Optical Co Ltd | Feeding mechanism |
-
1989
- 1989-08-01 JP JP1200809A patent/JP2572853B2/en not_active Expired - Fee Related
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| DE10128624B4 (en) * | 2000-06-13 | 2011-03-10 | Mitutoyo Corp., Kawasaki-shi | Machine for measuring the construction of surfaces |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0363513A (en) | 1991-03-19 |
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