JP3126259U - 測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い応答性を有する測定装置を提供する。
【解決手段】コラム15は、Z軸方向に平行に設けられた二対の第一及び第二支持プーリ154aa〜154bbと、Z軸方向に延びるZ軸平行領域153A,153Bを構成するように第一及び第二支持プーリ154aa〜154bbに内接し、Z軸平行領域153Aにスピンドル16を設けたループ状の第一駆動ベルト153と、第一駆動ベルト153のZ軸平行領域153Bに設けられた、プローブ17、及びスピンドル16の第一駆動ベルト153に及ぼす荷重を相殺する自重を有するカウンタウェイト156と、第一駆動ベルト153に駆動力を供給可能なモータ157とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】コラム15は、Z軸方向に平行に設けられた二対の第一及び第二支持プーリ154aa〜154bbと、Z軸方向に延びるZ軸平行領域153A,153Bを構成するように第一及び第二支持プーリ154aa〜154bbに内接し、Z軸平行領域153Aにスピンドル16を設けたループ状の第一駆動ベルト153と、第一駆動ベルト153のZ軸平行領域153Bに設けられた、プローブ17、及びスピンドル16の第一駆動ベルト153に及ぼす荷重を相殺する自重を有するカウンタウェイト156と、第一駆動ベルト153に駆動力を供給可能なモータ157とを備える。
【選択図】図2
Description
本考案は、被測定物上の三次元座標値を取り込むことにより、被測定物の三次元形状、表面性状等の測定を行う測定装置に関する。
三次元測定装置及びダイヤルゲージ等の測定装置は、スピンドルをその軸方向に支持し、このスピンドルの軸方向の変位量を機械式、光学式、静電容量式などの検出手段で検出し、その変位量から被測定物の形状或いは表面性状等を測定するものである。
従来、この種の測定装置においては、被測定物との接触感知するプローブを先端に有するスピンドルと、そのスピンドルをZ軸方向(被測定物を載置する面に対して垂直方向)に駆動させるZ軸駆動機構が搭載されている。そして、特許文献1には、このZ軸駆動機構により駆動されるスピンドル及びプローブ等の自重を相殺するバランスウェイトを設けた測定装置が開示されている。
上記特許文献1記載の測定装置は、スピンドルを駆動する駆動ワイヤを閉ループ構造としているので、比較的高い応答性を得ることができる。しかしながら、特許文献1の構造においては、その駆動に多数のプーリを必要とする構成であるため、駆動ワイヤがプーリにかけるテンション、及びプーリにかける摩擦力等は、それらプーリの数だけ大きなものとなる。したがって、特許文献1記載の構造であっても、未だ十分な応答性が得られる構造とはなっていない。
そこで、本考案は、このような問題を解決するものであって、高い応答性を有する測定装置を提供することを目的とする。
本考案に係る測定装置は、被測定物との接触を検知するプローブと、当該プローブを先端に有するスピンドルと、当該スピンドルをZ軸方向に駆動可能とする駆動機構とを備える測定装置であって、前記駆動機構は、前記スピンドルが取り付けられたループ状の第一駆動ベルトと、当該第一駆動ベルトに内接して、前記第一駆動ベルトを支持する少なくとも一対の支持プーリと、前記プローブ及び前記スピンドルの前記第一駆動ベルトに及ぼす荷重を相殺する自重を有する、前記第一駆動ベルトに設けられたカウンタウェイトと、前記支持プーリに第一駆動ベルトの駆動力を供給可能な駆動力供給部とを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、閉ループ構造となる第一駆動ベルトにバランスウェイトを設け、最低二つの支持プーリを介して、スピンドルを移動可能とする構成としているので、支持プーリによる駆動力の低減を防ぎ、送り剛性の低下を抑制することができる。また、構成部材が少なくなるので、部品費、組立調整費を含めたコストダウンが可能である。また、プーリ自体を駆動させる簡便な構造であるため、その構成をコンパクトな大きさとすることができる。
また、本考案に係る測定装置において、前記駆動力供給部は、駆動力を生成可能な原動部と、当該原動部からの駆動力により駆動される第一駆動プーリと、いずれかの前記支持プーリと同じ軸芯を有し、当該支持プーリの回転と共に回転可能とされた第二駆動プーリと、当該第二駆動プーリ及び前記第一駆動プーリと内接するように配置されたループ状の第二駆動ベルトとを備える構成としてもよい。
以上のように本考案によれば、高い応答性を有する測定装置を提供することができる。
次に、本考案に係る測定装置の実施形態について図面に基づいて説明する。
[第一実施形態]
先ず、図1〜図3を参照して、本考案の第一実施形態に係る三次元測定装置を説明する。図1は、本考案の一実施形態に係る三次元測定装置の斜視図である。
先ず、図1〜図3を参照して、本考案の第一実施形態に係る三次元測定装置を説明する。図1は、本考案の一実施形態に係る三次元測定装置の斜視図である。
この三次元測定装置は、三次元測定機1と、この三次元測定機1を駆動制御して必要な測定値を取り込むと共に形状処理に必要な演算処理を実行するコンピュータ2とから構成されている。
三次元測定機1は、例えば図1に示すように構成されており、除震台10の上には、定盤11がその上面をベース面として水平面と一致するように載置され、この定盤11の両端側から立設されたビーム支持体12a,12bの上端でX軸方向に延びるビーム13を支持している。ビーム支持体12aは、その下端がY軸駆動機構14によってY軸方向に駆動される。また、ビーム支持体12bは、その下端がエアーベアリングによって定盤11にY軸方向に移動可能に支持されている。ビーム13は、垂直方向(Z軸方向)に延びるコラム15を支持する。コラム15は、ビーム13に沿ってX軸方向に駆動される。コラム15には、スピンドル16がコラム15に沿ってZ軸方向に駆動されるように設けられている。スピンドル16の下端には、接触式のプローブ17が装着されている。また、プローブ17の先端には、例えば円球形状の接触子17aが形成されている。この接触子17aが、定盤11上に載置された被測定物31に接触したときに、タッチ信号が出力され、そのときの接触子17aの基準位置のXYZ座標値をコンピュータ2が取り込むようになっている。
コンピュータ2は、コンピュータ本体21、キーボード22、マウス23、CRT24及びプリンタ25を備えて構成されている。
図2は、三次元測定機1のコラム15のA−A’断面図であり、図3は、図2のB−B’断面図である。図2に示すように、スピンドル16は、コラム筐体151に設けられた駆動ベルト153に取り付けられている。このコラム筐体151は、その下方に設けられた2つのスライダ151a,151aにより、ビーム13に設けられた2つのレール13a,13aに摺動可能に支持されている。
コラム筐体151には、Z軸方向に平行に2対の第一支持プーリ154aa,154ab、第二支持プーリ154ba,154bbが設けられている。これら4つの第一及び第二支持プーリ154aa,154ab,154ba,154bbを内接させるように、ループ状の第一駆動ベルト153が取り付けられている。なお、第一支持プーリ154aaは、第一支持プーリ154abの上方に設けられており、第二支持プーリ154baは、第二支持プーリ154bbの上方に設けられている。
第一支持プーリ154aa,154abによりZ軸方向に平行となった第一駆動ベルト153上の第一のZ軸平行領域153Aには、スピンドル16が取り付け部材16aを介して取り付けられている。また、スピンドル16の末端に設けられたスライダ152,152は、コラム本体151に設けられたZ軸方向に伸びるレール155,155に摺動可能に取り付けられている。
一方、第二支持プーリ154ba,154bbによりZ軸平行となった第一駆動ベルト153上の第二のZ軸平行領域153Bに、カウンタウェイト156が設けられている。なお、このカウンタウェイト156は、プローブ17、及びスピンドル16の第一駆動ベルト153に及ぼす荷重を相殺する質量を有する。
Z軸方向下側の第一支持プーリ154abの近傍には、回転力を発生させるモータ157と、そのモータ157の駆動力を伝達する第一駆動プーリ157aと、第一支持プーリ154abと同じ軸心を有する第二駆動プーリ157bとが設けられている。つまり、第一駆動プーリ154abが回転すれば、第二駆動プーリ157bも回転する構成となっている。そして、第一駆動プーリ157aと、第二駆動プーリ157bとを内接させるように、第二駆動ベルト158が設けられている。
したがって、モータ157を駆動させることにより、第一駆動プーリ157a、第二駆動ベルト158、第二駆動プーリ157bを介して、その駆動力が第一支持プーリ154abに伝達される。そして、この第一支持プーリ154abから駆動力を受け、他方の第一支持プーリ154aaと第二支持プーリ154ba,154bbとに支持され、第一駆動ベルト153が回転する。つまり、モータ157と第二駆動ベルト153と第一及び第二駆動プーリ157a,157bとが、第一支持プーリ154abに駆動力を供給する駆動力供給部として機能している。そして、カウンタウェイト156は、その自重により、プローブ17、及びスピンドル16の第一駆動ベルト153に及ぼす荷重を相殺し、スピンドル15の駆動時の応答性を高めている。
本考案は、ループ状の第一駆動ベルト153に、カウンタウェイト156を設ける構成であるので、その駆動力を伝達する構成は、クローズドループ構造となり、駆動系全体の剛性を高めることができる。そして、プーリの数を極力少なくした構成とされているので、プーリによって駆動ベルトに与えられるテンション及び摩擦等による駆動ベルトの回転力の低減を抑えることが可能となる。すなわち、モータ157の駆動に対して、スライダ152の高い応答性が得られることとなる。また、構成部材が少なくなるので、部品費、組立調整費を含めたコストダウンが可能となる。また、クローズドループ構造を構成するプーリ自体を駆動させる簡便な構成としており、その他の駆動機構を省略することができる。したがって、その駆動機構のサイズをコンパクト化でき、コラム15のサイズもコンパクト化することができる。
[第二実施形態]
次に、図4及び図5を参照して、本考案の第二実施形態に係る三次元測定装置を説明する。図4は、本考案の第二実施形態に係る三次元測定装置のコラム15’のA−A’断面図を示す図であり、図5は、図4のC−C’断面図である。第二実施形態に係る三次元測定装置は、コラム15の代わりにコラム15’を有する点のみが、第一実施形態と異なる。なお、コラム15’内の構成において、第一実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次に、図4及び図5を参照して、本考案の第二実施形態に係る三次元測定装置を説明する。図4は、本考案の第二実施形態に係る三次元測定装置のコラム15’のA−A’断面図を示す図であり、図5は、図4のC−C’断面図である。第二実施形態に係る三次元測定装置は、コラム15の代わりにコラム15’を有する点のみが、第一実施形態と異なる。なお、コラム15’内の構成において、第一実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
第二実施形態に係るコラム15’内には、第一実施形態の構成における下方に位置する第二支持プーリ153ba、第一駆動プーリ157a、第二駆動プーリ157bが取り除かれている。そして、コラム15’内には、モータ157の回転軸にその軸芯が接続された第三支持プーリ154cが、第一駆動ベルト153に内接する位置に設けられている。すなわち、モータ157は、第三支持プーリ154cに直接的に駆動力を与え、第三支持プーリ154cを回転させ、第一及び第三支持プーリ154aa〜154cにより支持された第一駆動ベルト153を回転させる。
第二実施形態に係る三次元測定装置は、第一実施形態と比較して、より少ない数のプーリで構成されている。したがって、第一実施形態よりも更に応答性が高く、コストダウンした三次元測定装置を提供することが可能となる。また、第一実施形態よりもさらにコンパクトな構造とすることができる。
上記のように、本考案の一実施形態に係る三次元測定装置を説明したが、本考案は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、本考案は、ダイヤルゲージ等のその他の測定装置にも適用可能である。また、第一及び第二実施形態における支持プーリ及び駆動プーリの数に限られることはなく、支持プーリ及び駆動プーリは、2以上であればよい。
1…三次元測定機、2…コンピュータ、10…除震台、11…定盤、12a,12b…ビーム支持体、13…ビーム、13a…レール、14…Y軸駆動機構、15,15’…コラム、16…スピンドル、17…プローブ、17a…接触子、21…コンピュータ本体、22…キーボード、23…マウス、24…CRT、25…プリンタ、31…被測定物、151…コラム筐体,151a…スライダ、152…スライダ、153…第一駆動ベルト、154aa,154ab…第一支持プーリ、154ba,154bb…第二支持プーリ、154c…第三支持プーリ、155…レール、156…カウンタウェイト、157…モータ、157a…第一駆動プーリ、157b…第二駆動プーリ、158…第二駆動ベルト。
Claims (2)
- 被測定物との接触を検知するプローブと、当該プローブを先端に有するスピンドルと、当該スピンドルをZ軸方向に駆動可能とする駆動機構とを備える測定装置であって、
前記駆動機構は、
前記スピンドルが取り付けられたループ状の第一駆動ベルトと、
当該第一駆動ベルトに内接して、前記第一駆動ベルトを支持する少なくとも一対の支持プーリと、
前記プローブ及び前記スピンドルの前記第一駆動ベルトに及ぼす荷重を相殺する自重を有する、前記第一駆動ベルトに設けられたカウンタウェイトと、
前記支持プーリに第一駆動ベルトの駆動力を供給可能な駆動力供給部と
を備えることを特徴とする測定装置。 - 前記駆動力供給部は、
駆動力を生成可能な原動部と、
当該原動部からの駆動力により駆動される第一駆動プーリと、
いずれかの前記支持プーリと同じ軸芯を有し、当該支持プーリの回転と共に回転可能とされた第二駆動プーリと、
当該第二駆動プーリ及び前記第一駆動プーリと内接するように配置されたループ状の第二駆動ベルトと
を備えることを特徴とする請求項1記載の測定装置。
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JP2006006379U JP3126259U (ja) | 2006-08-08 | 2006-08-08 | 測定装置 |
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---|---|---|---|---|
JP2010107281A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Mitsutoyo Corp | 三次元測定機の昇降装置 |
JP2012179709A (ja) * | 2012-05-21 | 2012-09-20 | Kuroda Precision Ind Ltd | 加圧装置 |
JP7512459B2 (ja) | 2018-10-23 | 2024-07-08 | 株式会社ミツトヨ | 三次元測定機 |
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