JP7096972B2 - CMM - Google Patents

CMM Download PDF

Info

Publication number
JP7096972B2
JP7096972B2 JP2020009852A JP2020009852A JP7096972B2 JP 7096972 B2 JP7096972 B2 JP 7096972B2 JP 2020009852 A JP2020009852 A JP 2020009852A JP 2020009852 A JP2020009852 A JP 2020009852A JP 7096972 B2 JP7096972 B2 JP 7096972B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
linear motion
moving frame
guide
axis moving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020009852A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020073919A (en
JP2020073919A5 (en
Inventor
哲司 川上
信宏 大久保
和久 房安
圭一郎 五味
隆 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP2020009852A priority Critical patent/JP7096972B2/en
Publication of JP2020073919A publication Critical patent/JP2020073919A/en
Publication of JP2020073919A5 publication Critical patent/JP2020073919A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7096972B2 publication Critical patent/JP7096972B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

本発明は三次元測定機に係り、特に互いに直交するX軸、Y軸、Z軸の各方向に移動可能に設けられたプローブを用いてワーク(測定対象物)の形状、寸法等を測定する三次元測定機に関する。 The present invention relates to a coordinate measuring machine, and particularly measures the shape, dimensions, etc. of a work (measurement object) using a probe provided so as to be movable in each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions orthogonal to each other. Regarding a three-dimensional measuring machine.

三次元測定機は、プローブを用いた接触式の測定機であり、プローブの先端がワーク(測定対象物)に触れたときの先端の座標(X、Y、Z)を検出し、その座標値の集合からワークの形状、寸法等を測定する。このため、プローブは、互いに直交する三軸(X軸、Y軸、Z軸)の各方向に移動可能に設けられる。 The coordinate measuring machine is a contact-type measuring machine using a probe, and detects the coordinates (X, Y, Z) of the tip when the tip of the probe touches a work (measurement object), and the coordinate values thereof. The shape, dimensions, etc. of the work are measured from the set of. Therefore, the probe is provided so as to be movable in each of the three axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis) orthogonal to each other.

プローブを移動させる機構は、一般にY軸に沿って移動するY軸移動体と、Y軸移動体に設けられてX軸に沿って移動するX軸移動体と、X軸移動体に設けられてZ軸に沿って移動するZ軸移動体とで構成され、プローブは、Z軸移動体に取り付けられる。プローブを移動させる機構の精度は、そのままワークの測定精度に反映されるため、三次元測定機では、これをいかに高精度に構成できるかが重要とされる。特に、Y軸移動体は、その上にX軸移動体とZ軸移動体が搭載されることから、変形などがなく、高精度に移動することが要求される。このため、三次元測定機では、プローブをY軸に沿って移動させる機構に関して、さまざまな方式のものが提案されている(たとえば、特許文献1、2等)。 The mechanism for moving the probe is generally provided in a Y-axis moving body that moves along the Y-axis, an X-axis moving body that is provided in the Y-axis moving body and moves along the X-axis, and an X-axis moving body. It consists of a Z-axis moving body that moves along the Z-axis, and the probe is attached to the Z-axis moving body. Since the accuracy of the mechanism for moving the probe is directly reflected in the measurement accuracy of the workpiece, it is important for the CMM to be able to configure this with high accuracy. In particular, since the X-axis moving body and the Z-axis moving body are mounted on the Y-axis moving body, it is required to move with high accuracy without deformation. For this reason, various methods have been proposed for the mechanism for moving the probe along the Y axis in the coordinate measuring machine (for example, Patent Documents 1, 2, etc.).

図12(A)は、ブリッジ型と呼ばれる三次元測定機の概略構成を示す正面図である。 FIG. 12A is a front view showing a schematic configuration of a three-dimensional measuring machine called a bridge type.

ブリッジ型の三次元測定機1000は、Y軸移動体1002が一対の脚部1002A、1002Bを備えた門型の形状を有する。Y軸移動体1002は、両方の脚部1002A、1002Bがエアベアリングに支持されて、Y軸方向にスライド自在に支持される。すなわち、一方の脚部1002Aがベース1004に配設された1本のガイドレール1006にエアパッド1008Aを介してスライド自在に支持され、他方の脚部1002Bがエアパッド1008Bを介してベース1004の水平面上をスライド自在に支持される(たとえば、特許文献3、4等)。 The bridge-type coordinate measuring machine 1000 has a gate-shaped shape in which the Y-axis moving body 1002 includes a pair of legs 1002A and 1002B. In the Y-axis moving body 1002, both legs 1002A and 1002B are supported by air bearings and slidably supported in the Y-axis direction. That is, one leg 1002A is slidably supported by one guide rail 1006 arranged on the base 1004 via the air pad 1008A, and the other leg 1002B is slidably supported on the horizontal plane of the base 1004 via the air pad 1008B. It is slidably supported (for example, Patent Documents 3, 4, etc.).

ブリッジ型の三次元測定機としては、この他、両方の脚部を機械式の直動案内軸受(直動ガイド)でスライド自在に支持する方式(たとえば、特許文献5等)や、一方の脚部を一対の機械式の直動案内軸受でスライド自在に支持し、他方の脚部をエアベアリングでスライド自在に支持する方式(たとえば、特許文献6等)などが知られている。 Other bridge-type coordinate measuring machines include a method in which both legs are slidably supported by a mechanical linear motion guide bearing (linear motion guide) (for example, Patent Document 5 and the like), and one leg. A method is known in which a portion is slidably supported by a pair of mechanical linear motion guide bearings and the other leg portion is slidably supported by an air bearing (for example, Patent Document 6 and the like).

図12(B)は、ガントリー型と呼ばれる三次元測定機の概略構成を示す正面図である。 FIG. 12B is a front view showing a schematic configuration of a three-dimensional measuring machine called a gantry type.

ガントリー型の三次元測定機1100は、Y軸移動体1102がバー形状を有する。Y軸移動体1102は、ベース1104に配設された一対のコラム1106A、1106Bの上に橋渡しする形で配置され、直動ガイド1108A、1108Bを介して各コラム1106A、1106Bの上をスライド自在に支持される(たとえば、特許文献7等)。 In the gantry type coordinate measuring machine 1100, the Y-axis moving body 1102 has a bar shape. The Y-axis moving body 1102 is arranged so as to bridge over a pair of columns 1106A and 1106B arranged on the base 1104, and is slidably slidable on each column 1106A and 1106B via linear motion guides 1108A and 1108B. It is supported (for example, Patent Document 7 and the like).

図12(C)は、カンチレバー型と呼ばれる三次元測定機の概略構成を示す正面図である。 FIG. 12C is a front view showing a schematic configuration of a three-dimensional measuring machine called a cantilever type.

カンチレバー型の三次元測定機1200は、Y軸移動体1202がバー形状を有する。
Y軸移動体1202は、ベース1204に配設された1つのコラム1206に片持ち支持され、一対の直動ガイド1208A、1208Bを介してコラム1206の上をスライド自在に支持される(たとえば、特許文献8等)。
In the cantilever type coordinate measuring machine 1200, the Y-axis moving body 1202 has a bar shape.
The Y-axis moving body 1202 is cantilevered and supported by one column 1206 disposed on the base 1204 and slidably supported on the column 1206 via a pair of linear motion guides 1208A and 1208B (eg, patent). Document 8 etc.).

特開平5-248840号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-248840 特表2000-510241号公報Special Table 2000-510241 実公平7-3283号公報Jitsufuku No. 7-3283 Gazette 特開平5-99651号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-99651 実公平7-25605号公報Jitsufuku 7-25605 Gazette 特開2006-287098号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-287098 特開2010-122118号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-122118 特開2010-181157号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-181157

ブリッジ型で両方の脚部をエアベアリングで浮上支持するタイプの三次元測定機は、Y軸移動体に変形を生じさせずに、少ない摺動抵抗でY軸移動体をガイドできるという利点がある。 A bridge-type CMM that floats and supports both legs with air bearings has the advantage of being able to guide the Y-axis moving body with less sliding resistance without causing deformation of the Y-axis moving body. ..

しかしながら、ブリッジ型で両方の脚部をエアベアリングで浮上支持するタイプの三次元測定機は、加減速時におけるピッチング方向及びヨーイング方向の動的な変位が大きいという問題がある。この加減速時におけるピッチング方向及びヨーイング方向の動的な変位は振動として現れ、経時的に収束するが、収束する前に測定を行うと、測定誤差を生じさせるという問題がある。特に、ブリッジ型の三次元測定機では、移動体の重心が駆動側の支持点よりも上部に位置し、その間の距離も離れた構成になるため、倒れやすい構成になる。そのため加減速時の倒れやすさに比例したピッチング方向の慣性モーメントが大きくなり、ピッチング方向に振動が発生し、ピッチング誤差が発生しやすいという欠点がある。 However, the bridge type three-dimensional measuring machine in which both legs are floated and supported by air bearings has a problem that the dynamic displacement in the pitching direction and the yawing direction during acceleration / deceleration is large. The dynamic displacement in the pitching direction and the yawing direction during acceleration / deceleration appears as vibration and converges over time, but if the measurement is performed before the convergence, there is a problem that a measurement error occurs. In particular, in a bridge-type coordinate measuring machine, the center of gravity of the moving body is located above the support point on the drive side, and the distance between them is also large, so that the structure is easy to fall down. Therefore, there is a drawback that the moment of inertia in the pitching direction, which is proportional to the ease of tilting during acceleration / deceleration, becomes large, vibration is generated in the pitching direction, and a pitching error is likely to occur.

また、ブリッジ型で両方の脚部をエアベアリングで浮上支持するタイプの三次元測定機は、両方の脚部に摺動抵抗が存在しなくなる。この場合、両方の脚部の中間位置でY軸移動体を推進させると、Y軸移動体はバランスよく移動するが、片側の脚部だけを駆動すると、従動側の脚部が遅れて移動するようになり、左右の推進バランスが取れなくなる。このため、ヨーイング方向の動的誤差が大きくなるという欠点がある。 Further, in the bridge type three-dimensional measuring machine in which both legs are levitated and supported by air bearings, there is no sliding resistance on both legs. In this case, if the Y-axis moving body is propelled at the intermediate position of both legs, the Y-axis moving body moves in a well-balanced manner, but if only one leg is driven, the driven leg moves with a delay. And the left and right propulsion balance becomes unbalanced. Therefore, there is a drawback that the dynamic error in the yawing direction becomes large.

また、両方の脚部をエアベアリングで浮上支持すると、まったく摺動抵抗が存在しないため、駆動後の微小振動が落ち着くまでの静定時間に長い時間を要するようになる。 Further, when both legs are floated and supported by air bearings, since there is no sliding resistance at all, it takes a long time for the statically determinate time until the minute vibration after driving settles down.

更に、ブリッジ型では、重心位置が支点位置よりも相対的に高くなるため、動き出した際の慣性力によるピッチング誤差が大きくなる他、そのピッチングによる前後方向の揺れが収まるまでに極めて長い時間を要するという欠点もある。 Furthermore, in the bridge type, the position of the center of gravity is relatively higher than the position of the fulcrum, so the pitching error due to the inertial force when starting to move becomes large, and it takes an extremely long time for the pitching to stop the shaking in the front-rear direction. There is also a drawback.

また、圧縮エアの消費量が大きく、ランニングコストが高いという欠点もある。 It also has the disadvantages of high consumption of compressed air and high running costs.

一方、ブリッジ型で両方の脚部を直動ガイドで支持するタイプの三次元測定機は、両方の脚部に生じる摺動抵抗が大きくなるという欠点がある。そして、両方共に摺動抵抗が大きい状態で片側の脚部だけを駆動すると、従動側の脚部が遅れて移動するため、左右の推進のバランスが取れなくなり、ヨーイング方向の動的誤差が大きくなるという欠点がある
。この結果、直動ガイドの左右で移動のヒステリシスが大きくなってヨーイングが大きくなり、測定誤差を生じさせやすいという欠点がある。
On the other hand, the bridge type three-dimensional measuring machine in which both legs are supported by a linear motion guide has a drawback that the sliding resistance generated in both legs increases. If only one leg is driven with high sliding resistance in both cases, the driven leg will move with a delay, and the left and right propulsion will not be balanced, resulting in a large dynamic error in the yawing direction. There is a drawback. As a result, there is a drawback that the hysteresis of the movement becomes large on the left and right of the linear motion guide, the yawing becomes large, and a measurement error is likely to occur.

また、2つの直動ガイドで支持されるため、駆動部が発熱しやすいという欠点がある(駆動部の発熱は、装置本体に熱応力を発生させ、ガイド部の変形等を生じさせる。)。 Further, since it is supported by two linear motion guides, there is a drawback that the drive unit tends to generate heat (heat generation of the drive unit generates thermal stress in the main body of the device, causing deformation of the guide unit and the like).

更に、2つの直動ガイドの平行度が高精度に保たれていない場合や長年の経時変化で2つの直動ガイドの平行度が徐々に悪化してくると、直動ガイド同士が相互に干渉して移動時にY軸移動体に変形(捩れ、撓み等)が生じ、動きが滑らかではなくなるという欠点もある。一般に、Y軸移動体の撓みによるプローブの接触位置の誤差は、基準ワークの測定結果から得られる補正式などにより、ある程度は補正可能であるが、撓み量の変化による影響まで正確に補正するのは難しいという問題がある。 Furthermore, if the parallelism of the two linear motion guides is not maintained with high accuracy, or if the parallelism of the two linear motion guides gradually deteriorates due to changes over time, the linear motion guides interfere with each other. As a result, the Y-axis moving body is deformed (twisted, bent, etc.) during movement, and the movement is not smooth. In general, the error in the contact position of the probe due to the deflection of the Y-axis moving body can be corrected to some extent by the correction formula obtained from the measurement result of the reference work, but the effect of the change in the amount of deflection is also corrected accurately. Has the problem of being difficult.

また、一方の脚部を一対の直動ガイドで支持し、他方の脚部をエアベアリングで支持する構成の三次元測定機においても、一方の脚部が2つの直動ガイドで支持されるため、摺動抵抗が大きく、駆動部が発熱しやすいという欠点がある。 Further, even in a coordinate measuring machine in which one leg is supported by a pair of linear motion guides and the other leg is supported by an air bearing, one leg is supported by two linear motion guides. There is a drawback that the sliding resistance is large and the drive unit tends to generate heat.

また、一対の直動ガイドの支持部は、回転方向の変位が許さない構造となる。この場合、一対の直動ガイドとエアベアリングとの平行度が高精度に保たれていない場合、すなわち、厳密には直動ガイドの水準と定盤面(定盤のワーク載置面)の水準位置とがY軸方向で変化していく場合には、Y軸移動体がY軸方向に移動する過程で他方の脚部がエアベアリングから受ける抗力に呼応して、直動ガイドによる支持部分がフレキシブルに回転できない構成となる。この結果、Y軸移動体がX軸方向内で反り返る形となって変形するという欠点がある。なお、一般に直動ガイドの摺動面とエアベアリングの摺動面との平行度は加工誤差を有している。 Further, the support portion of the pair of linear motion guides has a structure that does not allow displacement in the rotational direction. In this case, when the parallelism between the pair of linear motion guides and the air bearing is not maintained with high accuracy, that is, strictly speaking, the level of the linear motion guide and the level position of the platen surface (work mounting surface of the platen). When and change in the Y-axis direction, the support part by the linear motion guide is flexible in response to the resistance force received from the air bearing by the other leg in the process of moving the Y-axis moving body in the Y-axis direction. The configuration cannot be rotated. As a result, there is a drawback that the Y-axis moving body is deformed in a warped shape in the X-axis direction. Generally, the parallelism between the sliding surface of the linear motion guide and the sliding surface of the air bearing has a processing error.

ガントリー型の三次元測定機でも同様に、2つの直動ガイドで支持されるため、摺動抵抗が大きく、ヨーイング誤差が大きくなる欠点がある。また、2つの直動ガイドの平行度が高精度に保たれていないと、移動時にY軸移動体に変形が生じることや、移動に際して滑らかに移動しないという欠点がある。 Similarly, the gantry type coordinate measuring machine is supported by two linear motion guides, so that it has a drawback that the sliding resistance is large and the yawing error is large. Further, if the parallelism of the two linear motion guides is not maintained with high accuracy, there are drawbacks that the Y-axis moving body is deformed during movement and that the two linear motion guides do not move smoothly during movement.

また、プローブの定盤面からの高さを補正する基準面位置において、プローブのZ方向の直動ガイドによって定義される基準面と、測定対象の基準面、すなわち、定盤によって規定される基準面とが、全く独立した異なる基準面になるため、Y軸移動体が移動した際に、必ずしも高精度なZ変位を取得することはできないという欠点がある。 Further, at the reference plane position for correcting the height of the probe from the surface plate surface, the reference plane defined by the linear motion guide in the Z direction of the probe and the reference plane to be measured, that is, the reference plane defined by the surface plate. However, since they are completely independent and different reference planes, there is a drawback that it is not always possible to obtain a highly accurate Z displacement when the Y-axis moving body moves.

更に、ガントリー型の三次元測定機は、ベースに一対のコラムが設置されるため、測定エリアの視認性が悪いという欠点もある。 Further, the gantry type coordinate measuring machine has a drawback that the visibility of the measuring area is poor because a pair of columns are installed on the base.

また、カンチレバー型の三次元測定機は、Y軸移動体が片持ち支持される構成のため、剛性が低く、自重による撓みが生じやすいという欠点がある。 Further, the cantilever type coordinate measuring machine has a drawback that the rigidity is low and the bending due to its own weight is likely to occur because the Y-axis moving body is cantilevered and supported.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ピッチング誤差やヨーイング誤差が小さく、定盤基準で高精度な測定ができる三次元測定機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 coordinate measuring machine capable of high-precision measurement based on a surface plate with small pitching error and yawing error.

課題を解決するための手段は、次のとおりである。 The means for solving the problem are as follows.

第1の態様は、Y軸ガイド手段と、Y軸ガイド手段にガイドされてY軸方向に移動するY軸移動体と、Y軸移動体に備えられるX軸ガイド手段と、X軸ガイド手段にガイドされ
てX軸方向に移動するX軸移動体と、X軸移動体に備えられるZ軸ガイド手段と、Z軸ガイド手段にガイドされてZ軸方向に移動するZ軸移動体と、Z軸移動体に備えられる測定部と、を備え、測定部をX軸、Y軸、Z軸方向に移動させてワークを測定する測定機において、Y軸ガイド手段は、Y軸と平行な1本のガイドレールと、ガイドレールに複数の転動体を介してスライド自在に設けられ、Y軸移動体のX軸方向の一端が接続されて、Y軸移動体をY軸方向にガイドするスライダと、Y軸及びX軸と平行なガイド面と、Y軸移動体のX軸方向の他端に取り付けられ、ガイド面との間に空気膜を形成して、Y軸移動体のX軸方向の他端をガイド面に対して非接触でスライド可能に支持するエアパッドと、を備える測定機である。
The first aspect is the Y-axis guide means, the Y-axis moving body guided by the Y-axis guide means and moving in the Y-axis direction, the X-axis guide means provided in the Y-axis moving body, and the X-axis guide means. An X-axis moving body that is guided and moves in the X-axis direction, a Z-axis guiding means provided in the X-axis moving body, a Z-axis moving body that is guided by the Z-axis guiding means and moves in the Z-axis direction, and a Z-axis. In a measuring machine provided with a measuring unit provided on a moving body and measuring a workpiece by moving the measuring unit in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, the Y-axis guide means is one parallel to the Y-axis. A slider that is slidably provided on the guide rail via a plurality of rolling elements, and one end of the Y-axis moving body in the X-axis direction is connected to guide the Y-axis moving body in the Y-axis direction, and Y. It is attached to the other end of the Y-axis moving body in the X-axis direction with the guide surface parallel to the axis and the X-axis, and forms an air film between the guide surface and the other end of the Y-axis moving body in the X-axis direction. It is a measuring machine provided with an air pad that slidably supports the guide surface in a non-contact manner.

本態様によれば、Y軸移動体は、一端がスライダを介して1本のガイドレール上をスライド自在に支持され、他端がエアパッドを介してガイド面上を浮上支持される。これにより、ガイドレールによるスライダの支持部を中心として、Y軸移動体がY軸と平行な軸周りに揺動(回動)可能に支持される(ローリング方向に揺動(回動)可能に支持される。)。すなわち、スライダの支持部を中心としたY軸移動体のフレキシブルな揺動(回動)が可能となる。これにより、他端のエアパッドは、一定の抗力にてガイド面上の測定ベース位置を基準とした挙動をとるため、測定ベースを基準としたZ方向の測定ができる。また、これにより、Y軸移動体の撓み変形を防ぐことができる。すなわち、2本のガイドレールにスライダを介してスライド自在に支持した場合、2本のガイドレールの平行度が高精度に保たれていないと、Y軸移動体に捩れ等の変形が生じるが、一端を1本のガイドレールで支持し、他端をエアパッドで浮上支持することにより、両者の平行度の違いをY軸移動体の揺れ(ガイドレールによるスライダの支持部を起点としたY軸と平行な軸周りの回転運動(ローリング方向の回転運動))によって吸収でき、Y軸移動体の変形を防ぐことができる。また、両端を支持するので、片持ち支持のような自重による変形も防ぐことができる。これにより、Y軸移動体の変形によって生じる測定誤差を防ぐことができる。 According to this aspect, one end of the Y-axis moving body is slidably supported on one guide rail via a slider, and the other end is floated and supported on a guide surface via an air pad. As a result, the Y-axis moving body can be swayed (rotated) around an axis parallel to the Y-axis (swing (rotate) in the rolling direction) around the support portion of the slider by the guide rail. It is supported.). That is, the Y-axis moving body can be flexibly swung (rotated) around the support portion of the slider. As a result, the air pad at the other end behaves with reference to the measurement base position on the guide surface with a constant drag, so that measurement in the Z direction can be performed with reference to the measurement base. Further, this can prevent the Y-axis moving body from bending and deforming. That is, when the two guide rails are slidably supported by the sliders, if the parallelism of the two guide rails is not maintained with high accuracy, the Y-axis moving body is deformed such as twisting. By supporting one end with one guide rail and floatingly supporting the other end with an air pad, the difference in parallelism between the two can be seen as the shaking of the Y-axis moving body (the Y-axis starting from the support part of the slider by the guide rail). It can be absorbed by the rotational motion around the parallel axis (rotational motion in the rolling direction), and the deformation of the Y-axis moving body can be prevented. Moreover, since both ends are supported, deformation due to its own weight such as cantilever support can be prevented. This makes it possible to prevent measurement errors caused by deformation of the Y-axis moving body.

また、一端がスライダを介して1本のガイドレールに支持されることにより、Y軸移動体がY軸上を移動するための直進性は、ガイドレール上のスライダによって規定されることになる。このため、1つのガイドレールを基準としてY軸方向に直進し、Y軸方向への移動時に左右に振れることがない。これにより、ヨーイング方向の変位を抑えることができる。一般に、エアベアリングによる浮上支持は、Y軸移動体をY軸方向へ移動させるための直進性を確保することが難しく、ヨーイング方向の変位が大きい。このため、両端をエアベアリングによって浮上支持すると、移動方向に対して左右に微小に向きを変えるようになり、ヨーイング方向の変位が大きくなる。一方、本態様のように、一端をガイドレールで支持することにより、Y軸移動体をY軸方向に移動させるための直進性は、一端のガイドレールを基準に、ガイドレールの直進性で規定させることができる。このため、Y軸移動体は一方のガイドレールを基準に直進移動する。この結果、ヨーイング方向の変位を抑えることができる。これにより、加減速時におけるヨーイング方向の振動を抑えることができ、高精度な測定を行うことができる。 Further, since one end is supported by one guide rail via the slider, the straightness for the Y-axis moving body to move on the Y-axis is defined by the slider on the guide rail. Therefore, the rail travels straight in the Y-axis direction with respect to one guide rail, and does not swing left or right when moving in the Y-axis direction. This makes it possible to suppress the displacement in the yawing direction. In general, the levitation support by the air bearing makes it difficult to secure the straightness for moving the Y-axis moving body in the Y-axis direction, and the displacement in the yawing direction is large. For this reason, when both ends are floated and supported by air bearings, the direction is slightly changed to the left and right with respect to the moving direction, and the displacement in the yawing direction becomes large. On the other hand, as in this embodiment, the straightness for moving the Y-axis moving body in the Y-axis direction by supporting one end with the guide rail is defined by the straightness of the guide rail with reference to the guide rail at one end. Can be made to. Therefore, the Y-axis moving body moves straight ahead with respect to one of the guide rails. As a result, the displacement in the yawing direction can be suppressed. As a result, vibration in the yawing direction during acceleration / deceleration can be suppressed, and highly accurate measurement can be performed.

また、片側のみエアパッドで浮上支持する構成とすることにより、圧縮エアの消費量を抑えることができる。これにより、ランニングコストを抑えることができる。更に、1本のガイドレールで支持する構成とすることにより、摺動抵抗を低減できる。これにより、駆動部(モータ)の発熱を抑えることができ、熱応力によるベースの変形を抑えることができる。 Further, by adopting a configuration in which only one side is floated and supported by an air pad, the consumption of compressed air can be suppressed. As a result, the running cost can be suppressed. Further, the sliding resistance can be reduced by supporting the structure with one guide rail. As a result, heat generation of the drive unit (motor) can be suppressed, and deformation of the base due to thermal stress can be suppressed.

第2の態様は、第1の態様の測定機において、スライダを駆動して、Y軸移動体をY軸方向に移動させるY軸駆動手段を更に備える態様である。 The second aspect is the aspect in which the measuring machine of the first aspect further includes a Y-axis driving means for driving a slider to move the Y-axis moving body in the Y-axis direction.

本態様によれば、Y軸移動体を駆動するY軸駆動手段が、エアパッド側ではなく、ガイ
ドレール側に配設される。これにより、Y軸移動体のヨーイングによる誤差を更に軽減することができる。すなわち、一方のスライダ部分と、他方のエアパッド部分とでは、摺動抵抗の大きさが異なり、スライダ部分の方が格段に大きい。Y軸移動体を駆動する際、摺動抵抗が大きいスライダ側に駆動手段を設けることで、ガイドレールの直進性を基準にして、Y軸移動体を直進させることが可能となる。これにより、Y軸移動体がY方向に移動する際、左右に微小に交互に向きを変えながら移動するということはなくなり、ガイドレールの直進性に沿って移動することになる。この結果、Y軸移動体のヨーイングによる誤差を更に軽減することが可能となる。
According to this aspect, the Y-axis driving means for driving the Y-axis moving body is arranged not on the air pad side but on the guide rail side. This makes it possible to further reduce the error due to yawing of the Y-axis moving body. That is, the magnitude of the sliding resistance differs between one slider portion and the other air pad portion, and the slider portion is significantly larger. When driving the Y-axis moving body, by providing the driving means on the slider side where the sliding resistance is large, the Y-axis moving body can be made to go straight based on the straightness of the guide rail. As a result, when the Y-axis moving body moves in the Y direction, it does not move while slightly alternating left and right, and moves along the straightness of the guide rail. As a result, it is possible to further reduce the error due to yawing of the Y-axis moving body.

なお、本態様による効果は、上記第1の態様による効果、すなわち、Y軸移動体を揺動可能に支持することの効果(Y軸移動体の変形を防ぐ効果)とは、独立した効果である。本態様は、中央部に測定部を有する測定機において、測定部を支える手段として、一端をガイドレールに沿って摺動するスライダで支持し、他端をエアパッドで浮上支持する機構を有し、スライダ側に駆動系を備えることにより、移動に際して起こるヨーイング(左右に交互に微小に向きを変えながら動く動作)を低減する効果を有する。すなわち、本態様は、摺動抵抗のバランスと、その摺動抵抗のバランスを加味しながら、Y軸移動体を駆動させる際、左右方向へ微小に向きを変える慣性モーメントを低減しながら直進させ、その結果、ヨーイングによる誤差をなくすという独特の作用効果を生じさせるものである。 The effect of this aspect is independent of the effect of the first aspect, that is, the effect of swingably supporting the Y-axis moving body (the effect of preventing the Y-axis moving body from being deformed). be. In this embodiment, in a measuring machine having a measuring unit in the center, as a means for supporting the measuring unit, one end is supported by a slider sliding along a guide rail, and the other end is floated and supported by an air pad. By providing a drive system on the slider side, it has the effect of reducing yawing (movement that moves while turning slightly to the left and right alternately) that occurs during movement. That is, in this embodiment, when the Y-axis moving body is driven while taking into consideration the balance of the sliding resistance and the balance of the sliding resistance, the Y-axis moving body is driven straight while reducing the moment of inertia that slightly changes the direction in the left-right direction. As a result, a unique action effect of eliminating the error due to yawing is produced.

なお、上記のように、Y軸移動体の両端をエアパッドで浮上支持する場合は、基準となる直進性が確保できず、また、摺動抵抗が存在しないため、片側だけ駆動すると、容易に向きを変えてしまい、ヨーイングが大きくなるという欠点がある。また、両端をスライダで支持する場合も同様に片側だけ駆動すると、ヨーイング誤差が更に大きくなるという欠点がある。また、互いの平行が取れていない場合は、動きそのものが滑らかではなくなるという欠点がある。 As described above, when both ends of the Y-axis moving body are levitated and supported by air pads, the standard straightness cannot be secured and there is no sliding resistance, so if only one side is driven, the orientation is easy. There is a drawback that the yawing becomes large because it changes. Further, when both ends are supported by sliders, if only one side is driven in the same manner, there is a drawback that the yawing error becomes larger. Further, if they are not parallel to each other, there is a drawback that the movement itself is not smooth.

第3の態様は、第1又は2の態様の測定機において、ガイドレールが、測定部よりも上方に配設される態様である。 The third aspect is the aspect in which the guide rail is arranged above the measuring unit in the measuring machine of the first or second aspect.

ガイドレールは、Y軸移動体を支える支点となる。厳密に支点は、ガイドレール部分と、エアパッドを支えるガイド面の部分との2つの点になるが、エアパッドは定盤に対して非接触であるため、Y軸移動体を実質的に支える点はガイドレール部分となる。一方、Y軸移動における重心位置は、測定部(プローブで測定する場合はプローブの先端付近)とすることが、測定誤差の観点で最も望ましい。しかし、厳密には測定部の少し上部となる。ただし、ガイドレールの支点位置よりも重心点の位置を下方に位置させることは可能となる。このような駆動機構でスライドする支点位置よりも重心位置が低くなることで、Y軸の移動機構全体が倒れにくい構造とすることができる。そして、このように倒れにくい構造とすることにより、ピッチング方向の誤差(移動する際に前後方向に揺れ動く誤差)を格段に小さくすることができるという効果を奏することができる。このように測定部の位置(プローブで測定する場合はプローブの位置)を、支点となるガイドレール位置よりも低い設定することにより、ピッチング誤差を大きく減らすことができる。 The guide rail serves as a fulcrum that supports the Y-axis moving body. Strictly speaking, there are two fulcrums, the guide rail part and the guide surface part that supports the air pad, but since the air pad is not in contact with the surface plate, the point that substantially supports the Y-axis moving body is. It becomes the guide rail part. On the other hand, it is most desirable from the viewpoint of measurement error that the position of the center of gravity in the Y-axis movement is the measurement unit (near the tip of the probe when measuring with the probe). However, strictly speaking, it is slightly above the measuring unit. However, it is possible to position the position of the center of gravity below the position of the fulcrum of the guide rail. Since the position of the center of gravity is lower than the position of the fulcrum that slides by such a drive mechanism, the entire Y-axis movement mechanism can be made to have a structure that does not easily collapse. And, by making the structure hard to fall down like this, it is possible to achieve the effect that the error in the pitching direction (the error of swinging in the front-back direction when moving) can be remarkably reduced. By setting the position of the measuring unit (the position of the probe when measuring with the probe) lower than the position of the guide rail as the fulcrum in this way, the pitching error can be greatly reduced.

第4の態様は、第1から3のいずれか1の態様の測定機において、X軸及びY軸と平行なワーク載置面を有する定盤を更に備え、ワーク載置面がエアパッドのガイド面を兼ねる態様である。 A fourth aspect is the measuring machine according to any one of the first to third aspects, further comprising a surface plate having a work mounting surface parallel to the X-axis and the Y-axis, and the work mounting surface is a guide surface of an air pad. It is an aspect that also serves as.

本態様によれば、ワークを載置するための定盤が備えられ、定盤のワーク載置面がエアパッドのガイド面とされる。これにより、別途ガイド面を備える必要がなくなり、構成を簡素化することができる。また、一般に定盤のワーク載置面は、高精度に平坦化されるので、Y軸移動体を高精度にガイドすることができる。 According to this aspect, a surface plate for mounting a work is provided, and the work mounting surface of the surface plate is used as a guide surface of the air pad. As a result, it is not necessary to separately provide a guide surface, and the configuration can be simplified. Further, since the work mounting surface of the surface plate is generally flattened with high accuracy, the Y-axis moving body can be guided with high accuracy.

また、定盤のワーク載置面がエアパッドのガイド面とされることにより、次の効果を奏する。ワークのZ方向の基準面は、定盤の表面(上面)、すなわち、ワーク載置面(定盤面)が基準となる。プローブで測定する場合、プローブをワーク載置面に当接させ、当接された点を0点として、ワーク載置面基準で高さを定義することができる。一方で、プローブを含むY軸移動体の基準面もワーク載置面となる。Y軸移動体は、エアパッドによる浮上力で絶えずワーク載置面を基準として上下する構成とされており、一方の支持点であるガイドレール側は、ガイドレールのセンタを中心として、揺動(回動)する構成とされている。たとえば、ガイドレールと定盤の平行度が確保されていない場合であっても、エアパッドによって形成される一定浮上力の下、ワーク載置面を基準としてY軸移動体を持上げ、ガイドレールの部分で揺動(回動)して調整され、Y軸移動体を撓み変形させることなく追従する。よって、ワーク並びにプローブの2つがワーク載置面を基準としていることから、同一基準面の下で精度よく測定することができる。 Further, by using the work mounting surface of the surface plate as the guide surface of the air pad, the following effects can be obtained. The reference plane in the Z direction of the work is the surface of the surface plate (upper surface), that is, the work mounting surface (surface plate surface) as a reference. When measuring with a probe, the height can be defined based on the work mounting surface by abutting the probe on the work mounting surface and setting the abutted point as 0 point. On the other hand, the reference surface of the Y-axis moving body including the probe is also the work mounting surface. The Y-axis moving body is configured to constantly move up and down with respect to the work mounting surface due to the levitation force of the air pad, and the guide rail side, which is one of the support points, swings (turns) around the center of the guide rail. It is configured to move). For example, even if the parallelism between the guide rail and the surface plate is not ensured, the Y-axis moving body is lifted with reference to the work mounting surface under the constant levitation force formed by the air pad, and the part of the guide rail. It is adjusted by swinging (rotating) with, and follows the Y-axis moving body without bending and deforming. Therefore, since the work and the probe are based on the work mounting surface, the measurement can be performed accurately under the same reference surface.

また、測定の基準面を、ワーク、プローブともに一つの面と規定することから、制御・管理を容易にすることができ、装置の微小な経年変化があったとしても、逐次構成することにより、高精度な測定を長期にわたり確保することができる。 In addition, since the reference surface for measurement is defined as one surface for both the workpiece and the probe, control and management can be facilitated, and even if there is a slight secular change in the device, it can be configured sequentially. Highly accurate measurement can be ensured for a long period of time.

更に、ガイドレールを測定部よりも上方に配設した場合には、次の効果を奏する。ガイドレールを測定部よりも上方に配設した場合、ワークの測定部位は、Z方向ならびにX方向において、Y軸移動体を支える2つの支点(ガイドレールとエアパッドに対向する定盤)のほぼ中間位置に位置することになる。このように2つの支点のほぼ中間位置にワークの測定部位が存在することは、それぞれの支点部分における微小な振動や微小な変位が、かえって助長されるということはなく、打ち消されるか、少なくとも縮小されることになる。仮に、ブリッジ型の測定機やガントリー型の測定機の場合は、2つの支点の位置に比べて、ワークの測定部位は離れたところに存在する。そのため、支点部分の少しの振動がモーメントによって助長され、更に大きな誤差になってしまう問題がある。しかし、本態様によれば、このように振動や変位が助長されるという問題は発生しない。 Further, when the guide rail is arranged above the measuring portion, the following effects are obtained. When the guide rail is arranged above the measurement unit, the measurement site of the work is approximately halfway between the two fulcrums (the surface plate facing the guide rail and the air pad) that support the Y-axis moving body in the Z and X directions. It will be located in the position. The existence of the measurement site of the work at an approximately intermediate position between the two fulcrums in this way does not mean that minute vibrations and minute displacements at each fulcrum are promoted, but are canceled out or at least reduced. Will be done. In the case of a bridge-type measuring machine or a gantry-type measuring machine, the measurement sites of the work are located farther apart than the positions of the two fulcrums. Therefore, there is a problem that a small amount of vibration of the fulcrum portion is promoted by the moment, resulting in a larger error. However, according to this aspect, the problem that vibration and displacement are promoted in this way does not occur.

第4の態様は、第1から3のいずれか1の態様の測定機において、Y軸移動体は、Z軸と平行な脚部と、脚部の上端部からX軸と平行に延びるX軸ベース部とからなるL字形状を有し、X軸ベース部の先端部にスライダが接続され、脚部の下端部にエアパッドが取り付けられ、X軸ベース部にX軸ガイド手段が備えられる態様である。 A fourth aspect is that in the measuring machine according to any one of the first to third aspects, the Y-axis moving body has a leg portion parallel to the Z axis and an X axis extending from the upper end portion of the leg portion parallel to the X axis. It has an L-shape consisting of a base, a slider is connected to the tip of the X-axis base, an air pad is attached to the lower end of the leg, and the X-axis guide means is provided on the X-axis base. be.

本態様によれば、Y軸移動体が、X軸ベース部と脚部とからなるL字形状を有する。Y軸移動体は、X軸ベース部の先端部にスライダが接続され、脚部の下端部にエアパッドが取り付けられて、Y軸方向に移動自在に支持される。L字形状とすることにより、ブリッジ型に比して、移動部を軽量化することができる。これにより、加減速時の慣性モーメントを低減でき、動的なピッチング方向の変位(振動)を低減することができる。また、測定エリアの視認性を向上させることができる。 According to this aspect, the Y-axis moving body has an L-shape including an X-axis base portion and a leg portion. The Y-axis moving body is supported so as to be movable in the Y-axis direction by connecting a slider to the tip end portion of the X-axis base portion and attaching an air pad to the lower end portion of the leg portion. The L-shape makes it possible to reduce the weight of the moving portion as compared with the bridge type. As a result, the moment of inertia during acceleration / deceleration can be reduced, and the dynamic displacement (vibration) in the pitching direction can be reduced. In addition, the visibility of the measurement area can be improved.

第6の態様は、第5の態様の測定機において、ガイドレールが備えられるY軸ベースと、定盤に備えられ、Y軸ベースを支持するV字形状のY軸コラムと、を更に備える態様である。 A sixth aspect is the aspect in which the measuring machine of the fifth aspect further includes a Y-axis base provided with a guide rail and a V-shaped Y-axis column provided on a surface plate and supporting the Y-axis base. Is.

本態様によれば、ガイドレールが配設されるY軸ベースが、定盤上にV字形状のY軸コラムを介して設置される。これにより、測定エリアの視認性を向上させることができる。また、一般に定盤は石で構成され、Y軸コラムは金属で構成(主に鋳鉄製)されるが、Y軸コラムをV字形状とすることにより、剛性を確保しつつ、定盤に対するY軸コラムの設置面積を最小限に抑えることができる。これにより、バイメタルの影響を最小限に抑える
ことができる。
According to this aspect, the Y-axis base on which the guide rails are arranged is installed on the surface plate via the V-shaped Y-axis column. This makes it possible to improve the visibility of the measurement area. In addition, the surface plate is generally made of stone, and the Y-axis column is made of metal (mainly made of cast iron). The installation area of the shaft column can be minimized. As a result, the influence of bimetal can be minimized.

第7の態様は、第1から3のいずれか1の態様の測定機において、Y軸移動体は、X軸と平行なX軸ベース部と、X軸ベース部の両端からZ軸と平行に延びる一対の脚部とからなる門形状を有し、一方の脚部の下端部にスライダが接続され、他方の脚部の下端部にエアパッドが取り付けられ、X軸ベース部にX軸ガイド手段が備えられる態様である。 A seventh aspect is that in the measuring machine according to any one of the first to third aspects, the Y-axis moving body is parallel to the X-axis base portion parallel to the X-axis and parallel to the Z-axis from both ends of the X-axis base portion. It has a gate shape consisting of a pair of extending legs, a slider is connected to the lower end of one leg, an air pad is attached to the lower end of the other leg, and an X-axis guide means is attached to the X-axis base. It is a mode to be provided.

本態様によれば、Y軸移動体が門形状を有する。これにより、測定エリアの視認性を高めることができる。 According to this aspect, the Y-axis moving body has a phylum shape. This makes it possible to improve the visibility of the measurement area.

第8の態様は、第7の態様の測定機において、X軸及びY軸と平行なワーク載置面を有する定盤を更に備え、ワーク載置面がガイド面を兼ねる態様である。 The eighth aspect is the aspect in which the measuring machine of the seventh aspect further includes a surface plate having a work mounting surface parallel to the X-axis and the Y-axis, and the work mounting surface also serves as a guide surface.

本態様によれば、ワークを載置するための定盤が備えられ、定盤のワーク載置面がエアパッドのガイド面とされる。これにより、別途ガイド面を備える必要がなくなり、構成を簡素化することができる。また、一般に定盤のワーク載置面は、高精度に平坦化されるので、Y軸移動体を高精度にガイドすることができる。 According to this aspect, a surface plate for mounting a work is provided, and the work mounting surface of the surface plate is used as a guide surface of the air pad. As a result, it is not necessary to separately provide a guide surface, and the configuration can be simplified. Further, since the work mounting surface of the surface plate is generally flattened with high accuracy, the Y-axis moving body can be guided with high accuracy.

第9の態様は、第1から3のいずれか1の態様の測定機において、X軸及びY軸と平行なワーク載置面を有する定盤と、ガイドレールが備えられる第1のY軸ベースと、定盤に備えられ、第1のY軸ベースを支持する第1のY軸コラムと、ガイド面を有する第2のY軸ベースと、定盤に備えられ、第2のY軸ベースを支持する第2のY軸コラムと、を更に備え、Y軸移動体は、バー形状を有する態様である。 A ninth aspect is the first Y-axis base provided with a platen having a work mounting surface parallel to the X-axis and the Y-axis and a guide rail in the measuring machine according to any one of the first to third aspects. A first Y-axis column provided on the platen to support the first Y-axis base, a second Y-axis base having a guide surface, and a second Y-axis base provided on the platen. Further comprising a second Y-axis column to support, the Y-axis moving body is an embodiment having a bar shape.

本態様によれば、Y軸移動体がバー形状を有する。これにより、Y軸移動体を必要最小限の大きさ、すなわち、X軸移動体の移動を確保できる最小限の大きさにすることができる。これにより、移動部を軽量化でき、加減速時の慣性モーメントを低減することができる。 According to this aspect, the Y-axis moving body has a bar shape. As a result, the Y-axis moving body can be made to the minimum necessary size, that is, the minimum size that can secure the movement of the X-axis moving body. As a result, the weight of the moving portion can be reduced, and the moment of inertia during acceleration / deceleration can be reduced.

第10の態様は、第1から9のいずれか1の態様の測定機において、エアパッドは、自由継手を介してY軸移動体に取り付けられる態様である。 A tenth aspect is the aspect in which the air pad is attached to the Y-axis moving body via a free joint in the measuring machine according to any one of the first to nine aspects.

本態様によれば、エアパッドが自由継手を介してY軸移動体に取り付けられる。これにより、ガイド面にうねりがある場合であっても、そのうねりに沿ってエアパッドが揺動でき、Y軸移動体が捩じりモーメントを受けるのを防止できる。 According to this aspect, the air pad is attached to the Y-axis moving body via the free joint. As a result, even if the guide surface has a swell, the air pad can swing along the swell, and the Y-axis moving body can be prevented from receiving a twisting moment.

第11の態様は、測定部が搭載された移動体を水平な軸に沿ってガイドする測定機の移動ガイド機構において、軸と平行に配設される1本のガイドレールと、ガイドレールに複数の転動体を介してスライド自在に設けられ、移動体の一端が接続されて、移動体を軸に沿ってガイドするスライダと、水平なガイド面と、移動体の他端に取り付けられ、ガイド面との間に空気膜を形成して、移動体の他端をガイド面に対して非接触でスライド可能に支持するエアパッドと、を備える測定機の移動ガイド機構である。 The eleventh aspect is a movement guide mechanism of a measuring machine that guides a moving body on which a measuring unit is mounted along a horizontal axis, one guide rail arranged in parallel with the axis, and a plurality of guide rails. A slider, a horizontal guide surface, and a guide surface attached to the other end of the moving body, which are slidably provided via the rolling element of the moving body and are connected to one end of the moving body to guide the moving body along an axis. It is a movement guide mechanism of a measuring instrument including an air pad that forms an air film between the two and slidably supports the other end of the moving body in a non-contact manner with respect to the guide surface.

本態様によれば、移動体は、一端がスライダを介して1本のガイドレール上をスライド自在に支持され、他端がエアパッドを介してガイド面上を浮上支持される。これにより、移動体が、ガイドレールによるスライダの支持部を起点としてY軸と平行な軸周りに揺動可能に支持(ローリング方向に揺動可能に支持)される。このように移動体に対してフレキシブルな揺動を可能にすることにより、移動体の変形を防ぐことができる。また、両端を支持するので、自重による変形も防ぐことができる。これにより、移動体の変形によって生じる測定誤差を防ぐことができる。また、一端がスライダを介して1本のガイドレー
ルに支持されることにより、ヨーイング方向の変位を抑えることができる。これにより、加減速時におけるヨーイング方向の振動を抑えることができ、高精度な測定を行うことができる。また、片側のみエアパッドで浮上支持する構成とすることにより、圧縮エアの消費量を抑えることができる。これにより、ランニングコストを抑えることができる。更に、1本のガイドレールで支持する構成とすることにより、摺動抵抗を低減できる。これにより、駆動部(モータ)の発熱を抑えることができ、熱応力によるベースの変形を抑えることができる。
According to this aspect, one end of the moving body is slidably supported on one guide rail via a slider, and the other end is floated and supported on a guide surface via an air pad. As a result, the moving body is swingably supported (supported swingably in the rolling direction) around an axis parallel to the Y axis, starting from the support portion of the slider by the guide rail. By enabling flexible swinging with respect to the moving body in this way, deformation of the moving body can be prevented. Moreover, since both ends are supported, deformation due to its own weight can be prevented. This makes it possible to prevent measurement errors caused by deformation of the moving body. Further, since one end is supported by one guide rail via the slider, the displacement in the yawing direction can be suppressed. As a result, vibration in the yawing direction during acceleration / deceleration can be suppressed, and highly accurate measurement can be performed. Further, by adopting a configuration in which only one side is floated and supported by an air pad, the consumption of compressed air can be suppressed. As a result, the running cost can be suppressed. Further, the sliding resistance can be reduced by supporting the structure with one guide rail. As a result, heat generation of the drive unit (motor) can be suppressed, and deformation of the base due to thermal stress can be suppressed.

第12の態様は、第11の態様の測定機の移動ガイド機構において、移動体は、脚部とベース部とからなるL字形状を有し、ベース部の先端部にスライダが接続され、脚部の下端部にエアパッドが取り付けられ、ベース部に測定部が搭載される態様である。 A twelfth aspect is the movement guide mechanism of the measuring machine according to the eleventh aspect, in which the moving body has an L-shape including a leg portion and a base portion, a slider is connected to the tip portion of the base portion, and the leg An air pad is attached to the lower end of the portion, and a measuring portion is mounted on the base portion.

本態様によれば、移動体がL字形状を有する。これにより、ブリッジ型に比して、移動部を軽量化することができ、加減速時の慣性モーメントを低減できる。また、測定エリアの視認性を向上させることができる。 According to this aspect, the moving body has an L-shape. As a result, the weight of the moving portion can be reduced as compared with the bridge type, and the moment of inertia during acceleration / deceleration can be reduced. In addition, the visibility of the measurement area can be improved.

第13の態様は、測定部が搭載された移動体を水平な軸に沿ってガイドする測定機の移動ガイド機構において、移動体の一端を支持して、移動体を軸に沿って直線ガイドする1つの機械式の直動案内軸受と、移動体の他端を浮上支持する少なくとも1つのエアベアリングと、を備える測定機の移動ガイド機構である。 A thirteenth aspect is a movement guide mechanism of a measuring machine that guides a moving body on which a measuring unit is mounted along a horizontal axis, supporting one end of the moving body and linearly guiding the moving body along the axis. A movement guide mechanism for a measuring instrument comprising one mechanical linear motion guide bearing and at least one air bearing that floats and supports the other end of the moving body.

本態様によれば、移動体は、一端が1つ直動案内軸受で支持され、他端がエアベアリングで支持される。これにより、移動体を直動案内軸受の部分で揺動可能に支持(ローリング方向に揺動可能に支持)でき、移動体の変形を防ぐことができる。また、両端を支持するので、自重による変形も防ぐことができる。これにより、移動体の変形によって生じる測定誤差を防ぐことができる。また、一端が直動案内軸受で支持されることにより、ヨーイング方向の変位を抑えることができる。これにより、加減速時におけるヨーイング方向の振動を抑えることができる。また、片側のみエアベアリングで浮上支持する構成とすることにより、圧縮エアの消費量を抑えることができる。これにより、ランニングコストを抑えることができる。更に、1つの直動案内軸受で支持する構成とすることにより、摺動抵抗を低減できる。これにより、駆動部(モータ)の発熱を抑えることができ、熱応力によるベースの変形を抑えることができる。 According to this aspect, one end of the moving body is supported by a linear motion guide bearing, and the other end is supported by an air bearing. As a result, the moving body can be swingably supported (supported swingably in the rolling direction) at the portion of the linear motion guide bearing, and deformation of the moving body can be prevented. Moreover, since both ends are supported, deformation due to its own weight can be prevented. This makes it possible to prevent measurement errors caused by deformation of the moving body. Further, since one end is supported by the linear motion guide bearing, the displacement in the yawing direction can be suppressed. This makes it possible to suppress vibration in the yawing direction during acceleration / deceleration. Further, by adopting a configuration in which only one side is floated and supported by an air bearing, the consumption of compressed air can be suppressed. As a result, the running cost can be suppressed. Further, the sliding resistance can be reduced by supporting the bearing with one linear motion guide bearing. As a result, heat generation of the drive unit (motor) can be suppressed, and deformation of the base due to thermal stress can be suppressed.

第14の態様は、第13の態様の測定機の移動ガイド機構において、移動体は、脚部とベース部とからなるL字形状を有し、ベース部の先端部が直動案内軸受に支持され、脚部の下端部がエアベアリングで支持され、ベース部に測定部が搭載される態様である。 The fourteenth aspect is in the movement guide mechanism of the measuring machine of the thirteenth aspect, in which the moving body has an L-shape composed of a leg portion and a base portion, and the tip portion of the base portion is supported by a linear motion guide bearing. The lower end of the leg is supported by an air bearing, and the measuring unit is mounted on the base.

本態様によれば、移動体がL字形状を有する。これにより、ブリッジ型に比して、移動部を軽量化することができ、加減速時の慣性モーメントを低減できる。また、測定エリアの視認性を向上させることができる。 According to this aspect, the moving body has an L-shape. As a result, the weight of the moving portion can be reduced as compared with the bridge type, and the moment of inertia during acceleration / deceleration can be reduced. In addition, the visibility of the measurement area can be improved.

本発明によれば、ランニングコストを抑えて高精度な測定ができる。また、視認性の高い測定機を構成することできる。 According to the present invention, running cost can be suppressed and highly accurate measurement can be performed. In addition, a measuring machine with high visibility can be configured.

本発明に係る測定機の第1の実施形態を示す正面図Front view showing the first embodiment of the measuring machine according to the present invention. 図1に示した測定機の左側面図Left side view of the measuring instrument shown in FIG. 図1に示した測定機の右側面図Right side view of the measuring instrument shown in FIG. 図1に示した測定機の平面図Plan view of the measuring machine shown in FIG. 直動ガイドの構成を示す斜視図Perspective view showing the configuration of the linear motion guide 図5の6-6断面図6-6 sectional view of FIG. 本発明に係る測定機の作用の説明図Explanatory drawing of operation of measuring machine which concerns on this invention 本発明に係る測定機の第2の実施形態を示す正面図Front view showing the second embodiment of the measuring machine which concerns on this invention. 図8に示した測定機の右側面図Right side view of the measuring instrument shown in FIG. 本発明に係る測定機の第3の実施形態を示す正面図Front view showing a third embodiment of the measuring machine according to the present invention. 図10に示した測定機の左側面図Left side view of the measuring instrument shown in FIG. 従来の測定機の概略構成を示す正面図Front view showing the schematic configuration of a conventional measuring machine

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説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

《第1の実施の形態》
〈装置構成〉
図1は、本発明に係る測定機の第1の実施形態を示す正面図、図2、図3、図4は、それぞれ図1に示した測定機の左側面図、右側面図、平面図である。
<< First Embodiment >>
<Device configuration>
1 is a front view showing a first embodiment of the measuring machine according to the present invention, and FIGS. 2, 3, and 4 are a left side view, a right side view, and a plan view of the measuring machine shown in FIG. 1, respectively. Is.

この測定機10は、いわゆる三次元測定機であり、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸の各軸の方向に移動可能に設けられたプローブを用いてワークの形状、寸法等を測定する。 The measuring machine 10 is a so-called three-dimensional measuring machine, and measures the shape, dimensions, etc. of the work by using a probe provided so as to be movable in the directions of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis orthogonal to each other. ..

なお、本実施の形態において、X軸とY軸とは水平な軸を構成し、Z軸は垂直な軸を構成する。したがって、X軸とY軸とが成す面は水平な面を構成し、X軸とZ軸とが成す面、及び、Y軸とZ軸とが成す面は、垂直な面を構成する。 In this embodiment, the X-axis and the Y-axis form a horizontal axis, and the Z-axis forms a vertical axis. Therefore, the plane formed by the X-axis and the Y-axis constitutes a horizontal plane, and the plane formed by the X-axis and the Z-axis and the plane formed by the Y-axis and the Z-axis form a vertical plane.

測定機10は、主として、架台(ベース)12と、架台12上に備えられる定盤14と、定盤14上に備えられるY軸コラム16と、Y軸コラム16に支持されるY軸ベース18と、Y軸ベース18に備えられるY軸ガイド機構20と、Y軸ガイド機構20にガイドされてY軸に沿って移動するY軸移動フレーム(Y軸移動体)22と、Y軸移動フレーム22をY軸に沿って移動させるY軸駆動ユニット(Y軸駆動手段)24と、Y軸移動フレーム22に備えられるX軸ガイド機構26と、X軸ガイド機構26にガイドされてX軸に沿って移動するX軸移動フレーム(X軸移動体)28と、X軸移動フレーム28をX軸に沿って移動させるX軸駆動ユニット(X軸駆動手段)30と、X軸移動フレーム28に備えられるZ軸ガイド機構32と、Z軸ガイド機構32にガイドされてZ軸に沿って移動するZ軸移動フレーム(Z軸移動体)34と、Z軸移動フレーム34をZ軸に沿って移動させるZ軸駆動ユニット36と、Z軸移動フレーム34に備えられる測定部38とを備えて構成される。 The measuring machine 10 mainly includes a pedestal (base) 12, a platen 14 provided on the pedestal 12, a Y-axis column 16 provided on the platen 14, and a Y-axis base 18 supported by the Y-axis column 16. A Y-axis guide mechanism 20 provided on the Y-axis base 18, a Y-axis moving frame (Y-axis moving body) 22 guided by the Y-axis guide mechanism 20 and moving along the Y-axis, and a Y-axis moving frame 22. A Y-axis drive unit (Y-axis drive means) 24 that moves the vehicle along the Y-axis, an X-axis guide mechanism 26 provided in the Y-axis movement frame 22, and an X-axis guide mechanism 26 that guides the vehicle along the X-axis. A moving X-axis moving frame (X-axis moving body) 28, an X-axis driving unit (X-axis driving means) 30 for moving the X-axis moving frame 28 along the X-axis, and a Z provided in the X-axis moving frame 28. The axis guide mechanism 32, the Z-axis moving frame (Z-axis moving body) 34 guided by the Z-axis guide mechanism 32 and moving along the Z-axis, and the Z-axis moving the Z-axis moving frame 34 along the Z-axis. It is configured to include a drive unit 36 and a measuring unit 38 provided in the Z-axis moving frame 34.

架台12は、定盤14を水平に支持する。架台12は、3本の固定用脚部12Aと、2本の転倒防止用脚部12Bとを備える。3本の固定用脚部12Aは、三角形の各頂点位置に配置され、うち2本の固定用脚部12Aは、定盤14の右側の前後のコーナー部に配置される。また、残りの1本の固定用脚部12Aは、定盤14の左側の辺の中央部分に配置される。2本の転倒防止用脚部12Bは、定盤14の左側の前後のコーナー部に配置される。 The gantry 12 horizontally supports the surface plate 14. The gantry 12 includes three fixing legs 12A and two fall prevention legs 12B. The three fixing legs 12A are arranged at each apex position of the triangle, and the two fixing legs 12A are arranged at the front and rear corners on the right side of the surface plate 14. Further, the remaining one fixing leg portion 12A is arranged in the central portion of the left side of the surface plate 14. The two fall prevention legs 12B are arranged at the front and rear corners on the left side of the surface plate 14.

各固定用脚部12Aの先端には、それぞれ高さ調整可能な足部12aが備えられる。同様に、各転倒防止用脚部12Bの先端には、それぞれ高さ調整可能な足部12bが備えられる。 A height-adjustable foot portion 12a is provided at the tip of each fixing leg portion 12A. Similarly, the tip of each fall prevention leg 12B is provided with a height-adjustable foot 12b.

定盤14は、表面を正しく平滑に仕上げた平面盤である。測定対象のワークは、この定盤14の上に載置される。本実施の形態の測定機10では、定盤14が矩形状に形成され
る。X軸及びY軸は、この定盤14の上面(ワーク載置面(定盤面))14Aと平行に設定され、Z軸は、定盤14の上面(ワーク載置面14A)と垂直に設定される。また、X軸は、定盤14の前後の辺と平行に設定され、Y軸は定盤14の左右の辺と平行に設定される。
The surface plate 14 is a flat surface plate whose surface is correctly and smoothly finished. The work to be measured is placed on the surface plate 14. In the measuring machine 10 of the present embodiment, the surface plate 14 is formed in a rectangular shape. The X-axis and Y-axis are set parallel to the upper surface (work mounting surface (surface plate surface)) 14A of the surface plate 14, and the Z-axis is set perpendicular to the upper surface (work mounting surface 14A) of the surface plate 14. Will be done. Further, the X-axis is set parallel to the front and rear sides of the surface plate 14, and the Y-axis is set parallel to the left and right sides of the surface plate 14.

なお、定盤14は、熱などによる変形を防ぐため、石材(たとえば、人工大理石など)で構成することが好ましい。 The surface plate 14 is preferably made of a stone material (for example, artificial marble) in order to prevent deformation due to heat or the like.

Y軸コラム16は、定盤14の上に設置されて、Y軸ベース18を定盤14から所定高さの位置に支持する。Y軸コラム16は、基部16Aと、その基部16Aの両端から上方に延びる2本の支柱部16Bとを備え、全体としてV字形状に形成される。すなわち、2本の支柱部16Bが、基部16Aから外側に向けて拡がるように配置されて、V字形状に形成される。Y軸コラム16は、基部16Aが定盤14に固定されることにより、定盤14に設置され、Y軸に沿って垂直に配置される。 The Y-axis column 16 is installed on the surface plate 14 and supports the Y-axis base 18 at a position at a predetermined height from the surface plate 14. The Y-axis column 16 includes a base portion 16A and two strut portions 16B extending upward from both ends of the base portion 16A, and is formed in a V shape as a whole. That is, the two strut portions 16B are arranged so as to extend outward from the base portion 16A, and are formed in a V shape. The Y-axis column 16 is installed on the surface plate 14 by fixing the base portion 16A to the surface plate 14, and is arranged vertically along the Y-axis.

Y軸コラム16は、たとえば、鋳鉄で構成される。Y軸コラム16を鋳鉄で構成した場合、石材で構成された定盤14との間で温度変化によるバイメタルの影響が問題となる。しかし、本例のY軸コラム16は、V字形状に形成されるので、定盤14との設置面積を抑えることができる。これにより、バイメタルの影響を最小限に抑えることができる。また、Y軸コラム16をV字形状とすることにより、側方の視認性(Y軸コラム16の設置側から見た視認性)も確保することができる。 The Y-axis column 16 is made of, for example, cast iron. When the Y-axis column 16 is made of cast iron, the influence of bimetal due to a temperature change between the Y-axis column 16 and the surface plate 14 made of stone becomes a problem. However, since the Y-axis column 16 of this example is formed in a V shape, the installation area with the surface plate 14 can be suppressed. As a result, the influence of bimetal can be minimized. Further, by forming the Y-axis column 16 in a V shape, lateral visibility (visibility seen from the installation side of the Y-axis column 16) can be ensured.

Y軸ベース18は、角柱状に形成される。Y軸ベース18は、Y軸コラム16に支持されて、定盤14から所定高さの位置に配設される。Y軸ベース18は、Y軸に沿って配設される。 The Y-axis base 18 is formed in a prismatic shape. The Y-axis base 18 is supported by the Y-axis column 16 and is arranged at a predetermined height from the surface plate 14. The Y-axis base 18 is arranged along the Y-axis.

Y軸ベース18は、たとえば、鋳鉄で構成される。なお、Y軸ベース18とY軸コラム16とは一体で構成することも可能である。 The Y-axis base 18 is made of, for example, cast iron. The Y-axis base 18 and the Y-axis column 16 can be integrally configured.

Y軸ガイド機構20は、Y軸移動フレーム(Y軸移動体)22をY軸に沿って移動自在に支持する。Y軸ガイド機構20は、Y軸テーブル42と、Y軸テーブル42をY軸に沿って移動自在に支持するY軸直動ガイド44とを備えて構成される。 The Y-axis guide mechanism 20 movably supports the Y-axis moving frame (Y-axis moving body) 22 along the Y-axis. The Y-axis guide mechanism 20 includes a Y-axis table 42 and a Y-axis linear motion guide 44 that movably supports the Y-axis table 42 along the Y-axis.

Y軸直動ガイド44は、いわゆる機械式の直動案内軸受(リニアガイド、LMガイド(商標)ともいう。)である。 The Y-axis linear motion guide 44 is a so-called mechanical linear motion guide bearing (also referred to as a linear guide or LM guide (trademark)).

図5は、直動ガイドの構成を示す斜視図である。また、図6は、図5の6-6断面図である。 FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the linear motion guide. Further, FIG. 6 is a sectional view taken along the line 6-6 of FIG.

同図に示すように、Y軸直動ガイド44は、直線状に延びる1本のY軸ガイドレール46と、複数のボール(転動体)48を介してY軸ガイドレール46にスライド自在に支持されるY軸スライダ50とを備えて構成される。 As shown in the figure, the Y-axis linear motion guide 44 is slidably supported on the Y-axis guide rail 46 via one Y-axis guide rail 46 extending linearly and a plurality of balls (rolling bodies) 48. It is configured to include a Y-axis slider 50 to be formed.

Y軸ガイドレール46は、基部46Aと、支持部46Bと、レール部46Cとを備え、断面が略I字形状に形成される。基部46Aは、Y軸ベース18への設置部である。Y軸ガイドレール46は、この基部46Aに支持部46Bを介してレール部46Cが支持される構造を有する。支持部46Bは、基部46A及びレール部46Cに対して薄肉化されており、この結果、Y軸ガイドレール46は、全体としての断面の形状が略I字形状に形成される。 The Y-axis guide rail 46 includes a base portion 46A, a support portion 46B, and a rail portion 46C, and has a substantially I-shaped cross section. The base portion 46A is an installation portion on the Y-axis base 18. The Y-axis guide rail 46 has a structure in which the rail portion 46C is supported by the base portion 46A via the support portion 46B. The support portion 46B is thinner than the base portion 46A and the rail portion 46C, and as a result, the Y-axis guide rail 46 is formed in a substantially I-shaped cross section as a whole.

Y軸ガイドレール46のレール部46Cには、ボール48が転走するボール転走面52が備えられる。本実施の形態のY軸直動ガイド44では、レール部46Cの左右に2条ずつ、合計4条のボール転走面52が備えられる。各ボール転走面52は、Y軸ガイドレール46の軸に沿って形成され、それぞれY軸ガイドレール46の底面(基部46Aの底面)に対して45°の角度で傾斜して形成される。 The rail portion 46C of the Y-axis guide rail 46 is provided with a ball rolling surface 52 on which the ball 48 rolls. The Y-axis linear motion guide 44 of the present embodiment is provided with two ball rolling surfaces 52 on each side of the rail portion 46C, for a total of four balls. Each ball rolling surface 52 is formed along the axis of the Y-axis guide rail 46, and is formed so as to be inclined at an angle of 45 ° with respect to the bottom surface of the Y-axis guide rail 46 (the bottom surface of the base 46A).

Y軸スライダ50は、断面の形状が略コ字形状のブロック体として構成され、Y軸ガイドレール46を跨ぐようにして、Y軸ガイドレール46に組み付けられる。Y軸スライダ50には、転動体であるボール48の無限循環路が備えられる。Y軸スライダ50は、この無限循環路内をボール48が循環することにより、Y軸ガイドレール46に対してスライド自在に支持される。 The Y-axis slider 50 is configured as a block body having a substantially U-shaped cross section, and is assembled to the Y-axis guide rail 46 so as to straddle the Y-axis guide rail 46. The Y-axis slider 50 is provided with an infinite circulation path of the ball 48, which is a rolling element. The Y-axis slider 50 is slidably supported with respect to the Y-axis guide rail 46 by the balls 48 circulating in the infinite circulation path.

Y軸スライダ50は、スライダ本体54と、スライダ本体54の軸方向(スライド方向)の前後両端面に取り付けられる一対のエンドプレート56とを備えて構成される。 The Y-axis slider 50 includes a slider main body 54 and a pair of end plates 56 attached to both front and rear end surfaces of the slider main body 54 in the axial direction (sliding direction).

スライダ本体54は、主桁部54Aと、一対の脚部54Bとを備えて構成され、全体として断面形状が略コ字形状のブロック体として構成される。 The slider main body 54 is configured to include a main girder portion 54A and a pair of leg portions 54B, and is configured as a block body having a substantially U-shaped cross section as a whole.

主桁部54Aは、矩形の平板状に形成され、その上面部分がY軸テーブル42の取り付け面として機能する。 The main girder portion 54A is formed in the shape of a rectangular flat plate, and the upper surface portion thereof functions as a mounting surface for the Y-axis table 42.

一対の脚部54Bは、主桁部54Aの左右両側に配置される。各脚部54Bの内側には、ボール48が転走する負荷転走面58が備えられる。負荷転走面58は、ガイドレール側のボール転走面52に対応して設けられる。すなわち、Y軸スライダ50をY軸ガイドレール46に組み付けたとき、Y軸ガイドレール46に備えられたボール転走面52と対向するように配置される。本実施の形態のY軸直動ガイド44には、Y軸ガイドレール46のレール部46Cの左右に2条ずつ、合計4条のボール転走面52が備えられている。このため、Y軸スライダ50にも各脚部54Bの内側に2条ずつ、合計4条の負荷転走面58が備えられる。 The pair of leg portions 54B are arranged on both the left and right sides of the main girder portion 54A. Inside each leg portion 54B, a load rolling surface 58 on which the ball 48 rolls is provided. The load rolling surface 58 is provided corresponding to the ball rolling surface 52 on the guide rail side. That is, when the Y-axis slider 50 is assembled to the Y-axis guide rail 46, it is arranged so as to face the ball rolling surface 52 provided on the Y-axis guide rail 46. The Y-axis linear motion guide 44 of the present embodiment is provided with two ball rolling surfaces 52 on each side of the rail portion 46C of the Y-axis guide rail 46, for a total of four rails. Therefore, the Y-axis slider 50 is also provided with two load rolling surfaces 58 inside each leg 54B, for a total of four loads.

上記のように、スライダ本体54の負荷転走面58は、Y軸スライダ50をY軸ガイドレール46に組み着けたときに、ガイドレール側のボール転走面52と対向するように配置される。これにより、Y軸ガイドレール46とY軸スライダ50との間にボール48の負荷通路60が構成される。ボール48は、Y軸スライダ50とY軸ガイドレール46との間で荷重を負荷しながら負荷通路60を転走する。 As described above, the load rolling surface 58 of the slider main body 54 is arranged so as to face the ball rolling surface 52 on the guide rail side when the Y-axis slider 50 is attached to the Y-axis guide rail 46. .. As a result, the load passage 60 of the ball 48 is formed between the Y-axis guide rail 46 and the Y-axis slider 50. The ball 48 rolls in the load passage 60 while applying a load between the Y-axis slider 50 and the Y-axis guide rail 46.

ここで、各負荷転走面58の断面形状(軸方向と直交する方向の断面形状)は、ボール48の球面の曲率半径よりも僅かに大きな曲率半径を有するサーキュラーアーク状に形成される。ただし、この形状は適宜設計変更することができる。Y軸ガイドレール46に備えられるボール転走面52も同様にサーキュラーアーク状に形成される。 Here, the cross-sectional shape of each load rolling surface 58 (cross-sectional shape in the direction orthogonal to the axial direction) is formed in a circular arc shape having a radius of curvature slightly larger than the radius of curvature of the spherical surface of the ball 48. However, this shape can be redesigned as appropriate. The ball rolling surface 52 provided on the Y-axis guide rail 46 is also formed in a circular arc shape.

各脚部54Bには、各負荷通路60に対応してボール戻し通路62が備えられる(各脚部54Bに2条ずつ、合計4条のボール戻し通路62が1つのスライダ本体54に備えられる。)。ボール戻し通路62は、断面形状が円形状に形成され、負荷通路と平行に形成される。なお、ボール戻し通路62の内径は、ボール48が荷重から開放された状態で転走できるように、ボール48の外径よりも大きく形成される。 Each leg 54B is provided with a ball return passage 62 corresponding to each load passage 60 (two balls in each leg 54B, a total of four ball return passages 62 are provided in one slider main body 54. ). The ball return passage 62 has a circular cross-sectional shape and is formed parallel to the load passage. The inner diameter of the ball return passage 62 is formed to be larger than the outer diameter of the ball 48 so that the ball 48 can roll in a state of being released from the load.

エンドプレート56は、スライダ本体54の形状に対応して形成され、断面形状が略コ字形状に形成される。エンドプレート56には、スライダ本体54の各ボール戻し通路62に対応して方向転換路(不図示)が備えられる(左右に2条ずつ、合計4条の方向転換路が1つのエンドプレート56に備えられる。)。方向転換路は、U字形状に形成され、エンドプレート56がスライダ本体54に取り付けられることにより、スライダ本体54のボール戻し通路62と負荷通路60とを連通する。これにより、ボール48の無限循環路が構成される。 The end plate 56 is formed corresponding to the shape of the slider main body 54, and the cross-sectional shape is formed into a substantially U-shape. The end plate 56 is provided with a turning path (not shown) corresponding to each ball return passage 62 of the slider main body 54 (two turning paths on the left and right, a total of four turning paths on one end plate 56). Be prepared.). The direction change path is formed in a U-shape, and the end plate 56 is attached to the slider main body 54 to communicate the ball return passage 62 and the load passage 60 of the slider main body 54. This constitutes an infinite circulation path for the ball 48.

ボール48は、負荷通路60においてY軸ガイドレール46のボール転走面52とY軸スライダ50の負荷転走面58に接触し、Y軸ガイドレール46とY軸スライダ50との間に作用する荷重を負荷しながら負荷通路60を転走する。 The ball 48 contacts the ball rolling surface 52 of the Y-axis guide rail 46 and the load rolling surface 58 of the Y-axis slider 50 in the load passage 60, and acts between the Y-axis guide rail 46 and the Y-axis slider 50. It rolls in the load passage 60 while applying a load.

Y軸スライダ50が、Y軸ガイドレール46上を移動すると、ボール48は、負荷通路60内をY軸スライダ50の移動方向とは逆方向に転走する。そして、負荷通路60の終端から転がり出ると、荷重から解放され、無負荷状態で方向転換路(不図示)に進入する。方向転換路に進入したボール48は、方向転換路に案内されて、その進行方向を180°転換し、ボール戻し通路62に進入する。ボール48は、ボール戻し通路62を無負荷状態で進行した後、再度、方向転換路に進入し、その進行方向を180°転換して、負荷通路60に進入する。そして、再びY軸ガイドレール46とY軸スライダ50との間に作用する荷重を負荷しながら負荷通路60を転走することになる。このようにしてボール48は、負荷状態、無負荷状態を交互に繰り返しながら、無限循環路を循環する。そして、これによりY軸スライダ50がY軸ガイドレール46に沿ってスムーズにスライドすることが可能になる。 When the Y-axis slider 50 moves on the Y-axis guide rail 46, the ball 48 rolls in the load passage 60 in the direction opposite to the moving direction of the Y-axis slider 50. Then, when it rolls out from the end of the load passage 60, it is released from the load and enters the turning path (not shown) in a no-load state. The ball 48 that has entered the turning path is guided by the turning path, changes its traveling direction by 180 °, and enters the ball return passage 62. After traveling in the ball return passage 62 in a no-load state, the ball 48 enters the turning path again, changes its traveling direction by 180 °, and enters the load passage 60. Then, the load passage 60 is rotated while the load acting between the Y-axis guide rail 46 and the Y-axis slider 50 is applied again. In this way, the ball 48 circulates in the infinite circulation path while alternately repeating the loaded state and the unloaded state. As a result, the Y-axis slider 50 can smoothly slide along the Y-axis guide rail 46.

なお、本実施の形態のY軸直動ガイド44では、転動体としてボールを利用しているが、転動体にはローラ等も使用することができる。 In the Y-axis linear motion guide 44 of the present embodiment, the ball is used as the rolling element, but a roller or the like can also be used as the rolling element.

また、本実施の形態のY軸直動ガイド44では、ボールが転走する無限循環路を4条列で構成しているが、無限循環路の条列数は、これに限定されるものではない。たとえば、無限循環路を2条列としてもよい。 Further, in the Y-axis linear motion guide 44 of the present embodiment, the infinite circulation path in which the ball rolls is composed of four rows, but the number of rows of the infinite circulation path is not limited to this. do not have. For example, the infinite circulation path may be a two-row row.

以上のように構成されるY軸直動ガイド44は、Y軸ガイドレール46がY軸に沿ってY軸ベース18に敷設される。したがって、Y軸スライダ50は、Y軸に沿って移動可能に支持される。 In the Y-axis linear motion guide 44 configured as described above, the Y-axis guide rail 46 is laid on the Y-axis base 18 along the Y-axis. Therefore, the Y-axis slider 50 is movably supported along the Y-axis.

また、本実施の形態のY軸直動ガイド44では、1つのY軸ガイドレール46に2つのY軸スライダ50が支持される(図5では1つのスライダのみを図示している。)。 Further, in the Y-axis linear motion guide 44 of the present embodiment, two Y-axis sliders 50 are supported on one Y-axis guide rail 46 (only one slider is shown in FIG. 5).

Y軸テーブル42は、矩形の平板状に形成される。Y軸テーブル42は、Y軸スライダ50に固定されて、水平に設置される(X-Y面と平行に設置される。)。したがって、Y軸テーブル42は、Y軸方向に沿って水平な姿勢でスライド自在に支持される。 The Y-axis table 42 is formed in the shape of a rectangular flat plate. The Y-axis table 42 is fixed to the Y-axis slider 50 and installed horizontally (installed in parallel with the XY plane). Therefore, the Y-axis table 42 is slidably supported in a horizontal posture along the Y-axis direction.

Y軸移動フレーム22は、Y軸ガイド機構20にガイドされてY軸に沿って移動する。Y軸移動フレーム22は、水平な梁部22Aと、垂直な支柱部22Bとを有するL字形状に形成され、X軸に沿って垂直に配設される(X-Z面に沿って配設される。)。 The Y-axis movement frame 22 is guided by the Y-axis guide mechanism 20 and moves along the Y-axis. The Y-axis moving frame 22 is formed in an L shape having a horizontal beam portion 22A and a vertical strut portion 22B, and is arranged vertically along the X axis (arranged along the XZ plane). Will be.).

梁部22Aは、略角柱状に形成され、X軸に沿って配設される。支柱部22Bは、略角柱状に形成され、Z軸に沿って配設される。支柱部22Bは、上端部で梁部22Aの一端と連結されて一体化される。これにより、全体としてL字形状のY軸移動フレーム22が形成される。 The beam portion 22A is formed in a substantially prismatic shape and is arranged along the X axis. The strut portion 22B is formed in a substantially prismatic shape and is arranged along the Z axis. The strut portion 22B is connected to and integrated with one end of the beam portion 22A at the upper end portion. As a result, the L-shaped Y-axis moving frame 22 is formed as a whole.

Y軸移動フレーム22は、梁部22Aの先端が、Y軸テーブル42に固定されて、Y軸方向にスライド自在に支持される。また、Y軸移動フレーム22は、支柱部22Bの下端
が、エアベアリング70によって定盤14上に浮上支持される。
In the Y-axis moving frame 22, the tip of the beam portion 22A is fixed to the Y-axis table 42 and is slidably supported in the Y-axis direction. Further, in the Y-axis moving frame 22, the lower end of the support column portion 22B is floated and supported on the surface plate 14 by the air bearing 70.

エアベアリング70は、エアパッド72を備え、定盤14の上面(ワーク載置面)14Aをガイド面として、Y軸移動フレーム22の支柱部22Bを浮上支持する。 The air bearing 70 includes an air pad 72, and floats and supports the support column portion 22B of the Y-axis moving frame 22 with the upper surface (work mounting surface) 14A of the surface plate 14 as a guide surface.

エアパッド72は、円盤状に形成され、支柱部22Bの下端部に取り付けられる。エアパッド72は、定盤14の上面(ワーク載置面14A)に向けて圧縮エアを噴射することにより、定盤14の上面との間にエアの層を形成し、支柱部22Bを定盤14の上面に対して浮上支持する。 The air pad 72 is formed in a disk shape and is attached to the lower end portion of the support column portion 22B. The air pad 72 injects compressed air toward the upper surface of the surface plate 14 (work mounting surface 14A) to form an air layer between the air pad 72 and the upper surface of the surface plate 14, and the support column 22B is formed on the surface plate 14. It floats and supports the upper surface of the surface plate.

なお、本例では、エアパッド72が支柱部22Bの下端部に自在継手74を介して取り付けられる。すなわち、エアパッド72が、支柱部22Bの下端部に首振り可能な状態で取り付けられる。このように自在継手74を介してエアパッド72を支柱部22Bに取り付けることにより、定盤14の上面(ガイド面)14Aにうねりがある場合であっても、そのうねりに沿ってエアパッド72が揺動でき、Y軸移動フレーム22が捩じりモーメントを受けるのを防止することできる。 In this example, the air pad 72 is attached to the lower end of the support column 22B via the universal joint 74. That is, the air pad 72 is attached to the lower end of the support column 22B in a swingable state. By attaching the air pad 72 to the support column 22B via the universal joint 74 in this way, even if the upper surface (guide surface) 14A of the surface plate 14 has a swell, the air pad 72 swings along the swell. It is possible to prevent the Y-axis moving frame 22 from receiving a twisting moment.

以上のように、Y軸移動フレーム22は、一端(梁部22Aの先端)が1つのY軸直動ガイド44によってY軸方向に沿ってスライド自在に支持され、他端(支柱部22Bの下端)がエアベアリング70によって定盤14上を浮上支持されて、Y軸に沿って移動自在に支持される。このような構造でY軸移動フレーム22を支持することにより、Y軸移動フレーム22の変形(捩れ、撓み等)を防いで、高精度にY軸移動フレーム22を移動させることができる。これは次のメカニズムによる。 As described above, one end (the tip of the beam portion 22A) of the Y-axis moving frame 22 is slidably supported along the Y-axis direction by one Y-axis linear motion guide 44, and the other end (the lower end of the column portion 22B). ) Is levitated and supported on the surface plate 14 by the air bearing 70, and is movably supported along the Y axis. By supporting the Y-axis moving frame 22 with such a structure, it is possible to prevent the Y-axis moving frame 22 from being deformed (twisted, bent, etc.) and move the Y-axis moving frame 22 with high accuracy. This is due to the following mechanism.

Y軸移動フレーム22は、X軸移動フレーム28をX軸方向に移動可能に支持する。このため、その梁部22Aの長さは、少なくともX軸移動フレーム28の移動ストローク分確保する必要がある。また、梁部22Aの両端部を直動ガイド(機械式の直動案内軸受)とエアベアリングとで支持する場合、両者の設置間隔は、X軸移動フレーム28の移動ストローク分確保する必要がある。このように直動ガイドとエアベアリングとを離間して設置した場合、両者の平行度が高精度に保たれていないと、Y軸移動フレーム22にローリング方向のモーメント(Y軸周りのモーメント)が発生する。 The Y-axis moving frame 22 supports the X-axis moving frame 28 so as to be movable in the X-axis direction. Therefore, it is necessary to secure the length of the beam portion 22A by at least the moving stroke of the X-axis moving frame 28. Further, when both ends of the beam portion 22A are supported by a linear motion guide (mechanical linear motion guide bearing) and an air bearing, it is necessary to secure an installation interval between the two by the moving stroke of the X-axis moving frame 28. .. When the linear motion guide and the air bearing are installed apart from each other in this way, if the parallelism between the two is not maintained with high accuracy, the moment in the rolling direction (moment around the Y axis) is applied to the Y-axis moving frame 22. Occur.

いま、Y軸移動フレーム22の両端を直動ガイド(機械式の直動案内軸受)で支持する場合を考える。この場合、Y軸移動フレーム22に発生するモーメントは、曲げモーメントとしてY軸移動フレーム22に直接作用する。この結果、Y軸移動フレーム22に変形が生じる。 Now, consider a case where both ends of the Y-axis moving frame 22 are supported by a linear motion guide (mechanical linear motion guide bearing). In this case, the moment generated in the Y-axis moving frame 22 acts directly on the Y-axis moving frame 22 as a bending moment. As a result, the Y-axis moving frame 22 is deformed.

一端がエアベアリングを支持し、他端を一対の直動ガイドで支持する場合も同様に、モーメントは、曲げモーメントとしてY軸移動フレーム22に直接作用する。この結果、Y軸移動フレーム22に変形が生じる。 Similarly, when one end supports the air bearing and the other end is supported by a pair of linear motion guides, the moment acts directly on the Y-axis moving frame 22 as a bending moment. As a result, the Y-axis moving frame 22 is deformed.

これに対して、本実施の形態のように、一端を1つのY軸直動ガイド44で支持し、他端をエアベアリング70で支持した場合、Y軸移動フレーム22に発生するモーメントは、Y軸直動ガイド44で吸収される。 On the other hand, when one end is supported by one Y-axis linear motion guide 44 and the other end is supported by an air bearing 70 as in the present embodiment, the moment generated in the Y-axis moving frame 22 is Y. It is absorbed by the shaft linear motion guide 44.

一般に直動ガイド(機械式の直動案内軸受)は、その構造上、ピッチング方向(図5のMP方向)及びヨーイング方向(図5のMY方向)の負荷モーメントには強いが、ローリング方向(図5のMR方向)の負荷モーメントには弱いという特性がある。このため、一端を1つのY軸直動ガイド44で支持し、他端をエアベアリング70で支持すると、図7に示すように、Y軸移動フレーム22は、ローリング方向(MR)に対してフレキシブル
な運動が可能になる。この結果、Y軸移動フレーム22にローリング方向のモーメントが発生した場合であっても、Y軸移動フレーム22には負荷はかからず、変形が防止される。
In general, a linear motion guide (mechanical linear motion guide bearing) is strong against load moments in the pitching direction (MP direction in FIG. 5) and yawing direction (MY direction in FIG. 5) due to its structure, but is strong in the rolling direction (FIG. 5). It has the characteristic of being weak against the load moment (in the MR direction of 5). Therefore, when one end is supported by one Y-axis linear motion guide 44 and the other end is supported by an air bearing 70, the Y-axis moving frame 22 is flexible with respect to the rolling direction (MR) as shown in FIG. Exercise becomes possible. As a result, even when a moment in the rolling direction is generated in the Y-axis moving frame 22, no load is applied to the Y-axis moving frame 22 and deformation is prevented.

また、本構造によれば、Y軸移動フレーム22は両端が支持されるので、片持ち支持のように、自重による変形も防ぐことができる。 Further, according to this structure, since both ends of the Y-axis moving frame 22 are supported, it is possible to prevent deformation due to its own weight as in the case of cantilever support.

また、一般にエアベアリングによる浮上支持は、ヨーイング方向の変位が大きいという欠点があるが、一端をY軸直動ガイド44で支持することにより、ヨーイング方向の変位も抑えることができる。すなわち、上記のように、直動ガイドは、ピッチング方向及びヨーイング方向の負荷モーメントには強いという特性を有しているので(与圧がかかった機械式の直動案内軸受であるため、ヨーイング剛性が高い)、一端をY軸直動ガイド44で支持することにより、片側をエアベアリングで支持した場合であっても、ヨーイング方向の変位を効果的に抑えることができる。 Further, in general, levitation support by an air bearing has a drawback that the displacement in the yawing direction is large, but by supporting one end with the Y-axis linear motion guide 44, the displacement in the yawing direction can also be suppressed. That is, as described above, the linear motion guide has a characteristic of being strong against load moments in the pitching direction and the yawing direction (because it is a mechanical linear motion guide bearing under pressure, the yawing rigidity is high. By supporting one end with the Y-axis linear motion guide 44, displacement in the yawing direction can be effectively suppressed even when one side is supported by an air bearing.

更に、片側のみをエアベアリング70で浮上支持する構成とすることにより、圧縮エアの消費量も抑えることができる。 Further, by adopting a configuration in which only one side is floated and supported by the air bearing 70, the consumption of compressed air can be suppressed.

このように、エアベアリングと直動ガイドの特性を上手く利用することにより、変形を生じさせることなく、Y軸移動フレーム22をY軸に沿って移動可能に支持することができる。 In this way, by making good use of the characteristics of the air bearing and the linear motion guide, the Y-axis moving frame 22 can be movably supported along the Y-axis without causing deformation.

Y軸駆動ユニット24は、いわゆるベルト駆動によって、Y軸移動フレーム22を駆動する。Y軸駆動ユニット24は、一対のプーリ76A、76Bと、一対のプーリ76A、76Bに巻き掛けられる駆動ベルト78と、一方のプーリ76Aを回転駆動するY軸モータ80とを備えて構成される。 The Y-axis drive unit 24 drives the Y-axis moving frame 22 by so-called belt drive. The Y-axis drive unit 24 includes a pair of pulleys 76A and 76B, a drive belt 78 wound around the pair of pulleys 76A and 76B, and a Y-axis motor 80 for rotationally driving one of the pulleys 76A.

一対のプーリ76A、76Bは、それぞれブラケット82A、82Bを介して、Y軸ベース18に設置される。各プーリ76A、76Bの回転軸は、X軸と平行に配置される。 The pair of pulleys 76A and 76B are installed on the Y-axis base 18 via the brackets 82A and 82B, respectively. The rotation axes of the pulleys 76A and 76B are arranged in parallel with the X axis.

駆動ベルト78は、無端状に形成される。駆動ベルト78は、一対のプーリ76A、76Bに巻き掛けられることにより、Y軸に沿って配設される。 The drive belt 78 is formed in an endless shape. The drive belt 78 is arranged along the Y axis by being wound around a pair of pulleys 76A and 76B.

ここで、駆動ベルト78は、Y軸直動ガイド44のY軸ガイドレール46と同一直線上に配設される。すなわち、Y軸ガイドレール46に重ねて配置される。このように、駆動ベルト78を配置することにより、摺動抵抗を受けるライン上に駆動点を配置することができ、往復移動のヒステリシスをなくすことができる。 Here, the drive belt 78 is arranged on the same straight line as the Y-axis guide rail 46 of the Y-axis linear motion guide 44. That is, it is arranged so as to be overlapped with the Y-axis guide rail 46. By arranging the drive belt 78 in this way, the drive point can be arranged on the line that receives the sliding resistance, and the hysteresis of the reciprocating movement can be eliminated.

なお、このように駆動ベルト78を配置するため、一対のプーリ76A、76Bは、Y軸直動ガイド44の前後に配置される。また、Y軸移動フレーム22には、この駆動ベルト78を通すための挿通孔84が備えられる。 In order to arrange the drive belt 78 in this way, the pair of pulleys 76A and 76B are arranged in front of and behind the Y-axis linear motion guide 44. Further, the Y-axis moving frame 22 is provided with an insertion hole 84 for passing the drive belt 78.

Y軸モータ80は、一方のプーリ76Aを回転駆動して、駆動ベルト78を走行させる。Y軸モータ80は、ブラケット82Aに取り付けられて、プーリ76Aに接続される。 The Y-axis motor 80 rotationally drives one of the pulleys 76A to drive the drive belt 78. The Y-axis motor 80 is attached to the bracket 82A and connected to the pulley 76A.

以上のように構成されるY軸駆動ユニット24は、Y軸モータ80を駆動することにより、駆動ベルト78がY軸方向に沿って走行する。この駆動ベルト78は、Y軸テーブル42に接続される。これにより、Y軸モータ80を駆動すると、Y軸テーブル42がY軸に沿って移動する。また、このY軸テーブル42がY軸に沿って移動することにより、Y軸移動フレーム22がY軸に沿って移動する。 In the Y-axis drive unit 24 configured as described above, the drive belt 78 travels along the Y-axis direction by driving the Y-axis motor 80. The drive belt 78 is connected to the Y-axis table 42. As a result, when the Y-axis motor 80 is driven, the Y-axis table 42 moves along the Y-axis. Further, when the Y-axis table 42 moves along the Y-axis, the Y-axis movement frame 22 moves along the Y-axis.

X軸ガイド機構26は、X軸移動フレーム28をX軸に沿って移動自在に支持する。このX軸ガイド機構26は、X軸テーブル86と、X軸テーブル86をX軸方向に沿ってガイドする一対のX軸直動ガイド88とを備えて構成される。 The X-axis guide mechanism 26 movably supports the X-axis moving frame 28 along the X-axis. The X-axis guide mechanism 26 includes an X-axis table 86 and a pair of X-axis linear motion guides 88 that guide the X-axis table 86 along the X-axis direction.

X軸直動ガイド88の構成は、Y軸ガイド機構20を構成するY軸直動ガイド44の構成と同じである。すなわち、X軸ガイドレール90と、複数のボール(不図示)を介してX軸ガイドレール90にスライド自在に支持されるX軸スライダ92とを備えて構成される。X軸ガイドレール90は、Y軸移動フレーム22の梁部22Aに敷設され、X軸に沿って配設される。 The configuration of the X-axis linear motion guide 88 is the same as the configuration of the Y-axis linear motion guide 44 constituting the Y-axis guide mechanism 20. That is, it includes an X-axis guide rail 90 and an X-axis slider 92 slidably supported by the X-axis guide rail 90 via a plurality of balls (not shown). The X-axis guide rail 90 is laid on the beam portion 22A of the Y-axis moving frame 22 and is arranged along the X-axis.

X軸テーブル86は、矩形の平板状に形成される。X軸テーブル86は、各X軸直動ガイド88のX軸スライダ92に固定されて、水平に設置される(X-Y面と平行に設置される。)。したがって、X軸テーブル86は、X軸方向に沿って水平な姿勢でスライド自在に支持される。 The X-axis table 86 is formed in the shape of a rectangular flat plate. The X-axis table 86 is fixed to the X-axis slider 92 of each X-axis linear motion guide 88 and installed horizontally (installed in parallel with the XY plane). Therefore, the X-axis table 86 is slidably supported in a horizontal posture along the X-axis direction.

X軸移動フレーム28は、角柱状に形成される。X軸移動フレーム28は、X軸テーブル86に垂直に取り付けられる。 The X-axis moving frame 28 is formed in a prismatic shape. The X-axis moving frame 28 is vertically attached to the X-axis table 86.

なお、X軸移動フレーム28は、一対のX軸直動ガイド88によって移動自在に支持されるが、一対のX軸直動ガイド88の設置間隔は短いので、X軸移動フレーム28の変形が問題になることはない。 The X-axis moving frame 28 is movably supported by a pair of X-axis linear motion guides 88, but since the installation interval of the pair of X-axis linear motion guides 88 is short, deformation of the X-axis moving frame 28 is a problem. Will never be.

X軸駆動ユニット30は、いわゆる送りネジによってX軸移動フレーム28を移動させる。X軸駆動ユニット30は、ネジ棒94と、ネジ棒94に螺合されるナット部材96と、ネジ棒94を回転駆動するX軸モータ98とを備えて構成される。 The X-axis drive unit 30 moves the X-axis moving frame 28 by a so-called lead screw. The X-axis drive unit 30 includes a screw rod 94, a nut member 96 screwed to the screw rod 94, and an X-axis motor 98 that rotationally drives the screw rod 94.

ネジ棒94は、一対のブラケット100を介して、Y軸移動フレーム22の梁部22Aに回転自在に取り付けられる。ネジ棒94は、X軸に沿って配設される。また、ネジ棒94は、一対のX軸直動ガイド88の間に配設される。 The screw rod 94 is rotatably attached to the beam portion 22A of the Y-axis moving frame 22 via the pair of brackets 100. The screw rod 94 is arranged along the X axis. Further, the screw rod 94 is arranged between the pair of X-axis linear motion guides 88.

ナット部材96は、ネジ棒94に螺合される。ナット部材96は、X軸テーブル86に連結される。したがって、ネジ棒94を回転させると、その回転量に応じてX軸テーブル86がX軸方向に沿って移動する。 The nut member 96 is screwed into the screw rod 94. The nut member 96 is connected to the X-axis table 86. Therefore, when the screw rod 94 is rotated, the X-axis table 86 moves along the X-axis direction according to the amount of rotation.

X軸モータ98は、ネジ棒94に連結され、ネジ棒94を回転駆動する。X軸モータ98は、一方のブラケット100に取り付けられて、ネジ棒94に連結される。 The X-axis motor 98 is connected to the screw rod 94 and rotationally drives the screw rod 94. The X-axis motor 98 is attached to one of the brackets 100 and connected to the screw rod 94.

以上のように構成されるX軸駆動ユニット30は、X軸モータ98を駆動すると、ネジ棒94が回転し、その回転量に応じてX軸テーブル86がX軸方向に沿って移動する。この結果、X軸テーブル86に設けられたX軸移動フレーム28がX軸方向に沿って移動する。 In the X-axis drive unit 30 configured as described above, when the X-axis motor 98 is driven, the screw rod 94 rotates, and the X-axis table 86 moves along the X-axis direction according to the amount of rotation thereof. As a result, the X-axis moving frame 28 provided on the X-axis table 86 moves along the X-axis direction.

Z軸ガイド機構32は、Z軸移動フレーム34をZ軸に沿って移動自在に支持する。このZ軸ガイド機構32は、Z軸テーブル102と、Z軸テーブル102をZ軸方向に沿ってガイドする一対のZ軸直動ガイド104とを備えて構成される。 The Z-axis guide mechanism 32 movably supports the Z-axis moving frame 34 along the Z-axis. The Z-axis guide mechanism 32 includes a Z-axis table 102 and a pair of Z-axis linear motion guides 104 that guide the Z-axis table 102 along the Z-axis direction.

Z軸直動ガイド104の構成は、Y軸ガイド機構20を構成するY軸直動ガイド44の構成と同じである。すなわち、Z軸ガイドレール106と、複数のボール(不図示)を介してZ軸ガイドレール106にスライド自在に支持されるZ軸スライダ108とを備えて
構成される。Z軸ガイドレール106は、X軸移動フレーム28に敷設され、Z軸に沿って配設される。
The configuration of the Z-axis linear motion guide 104 is the same as the configuration of the Y-axis linear motion guide 44 constituting the Y-axis guide mechanism 20. That is, it includes a Z-axis guide rail 106 and a Z-axis slider 108 slidably supported by the Z-axis guide rail 106 via a plurality of balls (not shown). The Z-axis guide rail 106 is laid on the X-axis moving frame 28 and is arranged along the Z-axis.

Z軸テーブル102は、矩形の平板状に形成される。Z軸テーブル102は、各Z軸直動ガイド104のZ軸スライダ108に固定されて、垂直に設置される(X-Z面と平行に設置される。)。したがって、Z軸テーブル102は、X-Z面に沿ってスライド自在に支持される。 The Z-axis table 102 is formed in the shape of a rectangular flat plate. The Z-axis table 102 is fixed to the Z-axis slider 108 of each Z-axis linear motion guide 104 and installed vertically (installed in parallel with the XX plane). Therefore, the Z-axis table 102 is slidably supported along the XZ plane.

Z軸移動フレーム34は、角柱状に形成される。Z軸移動フレーム34は、Z軸に沿ってZ軸テーブル102に取り付けられて、Z軸に沿って移動自在に支持される。 The Z-axis moving frame 34 is formed in a prismatic shape. The Z-axis moving frame 34 is attached to the Z-axis table 102 along the Z-axis and is movably supported along the Z-axis.

なお、Z軸移動フレーム34は、一対のZ軸直動ガイド104によって移動自在に支持されるが、一対のZ軸直動ガイド104の設置間隔は短いので、Z軸移動フレーム34の変形が問題になることはない。 The Z-axis moving frame 34 is movably supported by a pair of Z-axis linear motion guides 104, but since the installation interval of the pair of Z-axis linear motion guides 104 is short, deformation of the Z-axis moving frame 34 is a problem. Will never be.

Z軸駆動ユニット36は、いわゆる送りネジによってZ軸移動フレーム34をZ軸に沿って移動させる。Z軸駆動ユニット36は、ネジ棒110と、ネジ棒110に螺合されるナット部材112と、ネジ棒110を回転駆動するZ軸モータ114とを備えて構成される。 The Z-axis drive unit 36 moves the Z-axis moving frame 34 along the Z-axis by a so-called feed screw. The Z-axis drive unit 36 includes a screw rod 110, a nut member 112 screwed into the screw rod 110, and a Z-axis motor 114 that rotationally drives the screw rod 110.

ネジ棒110は、一対のブラケット116を介して、X軸移動フレーム28に回転自在に取り付けられる。ネジ棒110は、Z軸に沿って配設される。また、ネジ棒110は、一対のZ軸直動ガイド104の間に配設される。 The screw rod 110 is rotatably attached to the X-axis moving frame 28 via a pair of brackets 116. The screw rod 110 is arranged along the Z axis. Further, the screw rod 110 is arranged between the pair of Z-axis linear motion guides 104.

ナット部材112は、ネジ棒110に螺合される。ナット部材112は、Z軸テーブル102に連結される。したがって、ネジ棒110を回転させると、その回転量に応じてZ軸テーブル102がZ軸方向に沿って移動する。 The nut member 112 is screwed into the screw rod 110. The nut member 112 is connected to the Z-axis table 102. Therefore, when the screw rod 110 is rotated, the Z-axis table 102 moves along the Z-axis direction according to the amount of rotation.

Z軸モータ114は、ネジ棒110に連結され、ネジ棒110を回転駆動する。Z軸モータ114は、一方のブラケット116に取り付けられて、ネジ棒110に連結される。 The Z-axis motor 114 is connected to the screw rod 110 and rotationally drives the screw rod 110. The Z-axis motor 114 is attached to one of the brackets 116 and is connected to the screw rod 110.

以上のように構成されるZ軸駆動ユニット36は、Z軸モータ114を駆動すると、ネジ棒110が回転し、その回転量に応じてZ軸テーブル102がZ軸方向に沿って移動する。この結果、Z軸テーブル102に設けられたZ軸移動フレーム34がZ軸方向に沿って移動する。 In the Z-axis drive unit 36 configured as described above, when the Z-axis motor 114 is driven, the screw rod 110 rotates, and the Z-axis table 102 moves along the Z-axis direction according to the amount of rotation thereof. As a result, the Z-axis moving frame 34 provided on the Z-axis table 102 moves along the Z-axis direction.

測定部38は、Z軸移動フレーム34に備えられる。測定部38は、測定部本体118とプローブ120とを備える。測定部本体118は、ボックス状に形成され、プローブ制御用の機器(不図示)を内蔵する。プローブ120は、測定部本体118からZ軸に沿って鉛直下向きに配設される。Z軸移動フレーム34を移動させると、プローブ120はZ軸方向に沿って移動する。測定時は、このプローブ120の先端を測定対象のワークに接触させ、接触時の先端の座標(X、Y、Z)を検出して、その座標値の集合からワークの形状、寸法等を測定する。 The measuring unit 38 is provided in the Z-axis moving frame 34. The measuring unit 38 includes a measuring unit main body 118 and a probe 120. The measuring unit main body 118 is formed in a box shape and incorporates a device for probe control (not shown). The probe 120 is arranged vertically downward along the Z axis from the measuring unit main body 118. When the Z-axis movement frame 34 is moved, the probe 120 moves along the Z-axis direction. At the time of measurement, the tip of the probe 120 is brought into contact with the work to be measured, the coordinates (X, Y, Z) of the tip at the time of contact are detected, and the shape, dimensions, etc. of the work are measured from the set of the coordinate values. do.

なお、Y軸ベース18には、Y軸移動フレーム22のY軸上での位置を検出するための図示しないスケール(Y軸スケール)がY軸に沿って備えられる。プローブ120のY軸座標は、このY軸スケールによって、Y軸移動フレーム22の位置を検出することにより取得する。 The Y-axis base 18 is provided with a scale (Y-axis scale) (not shown) for detecting the position of the Y-axis moving frame 22 on the Y-axis along the Y-axis. The Y-axis coordinates of the probe 120 are acquired by detecting the position of the Y-axis moving frame 22 by this Y-axis scale.

また、Y軸移動フレーム22の梁部22Aには、X軸移動フレーム28のX軸上での位
置を検出するための図示しないスケール(X軸スケール)がX軸に沿って備えられる。プローブ120のX軸座標は、このX軸スケールによって、X軸移動フレーム28の位置を検出することにより取得する。
Further, the beam portion 22A of the Y-axis moving frame 22 is provided with a scale (X-axis scale) (not shown) for detecting the position of the X-axis moving frame 28 on the X-axis along the X-axis. The X-axis coordinates of the probe 120 are acquired by detecting the position of the X-axis moving frame 28 by this X-axis scale.

更に、X軸移動フレーム28には、Z軸移動フレーム34のZ軸上での位置を検出するための図示しないスケール(Z軸スケール)がZ軸に沿って備えられる。プローブ120のZ軸座標は、このZ軸スケールによって、Z軸移動フレーム34の位置を検出することにより取得する。 Further, the X-axis moving frame 28 is provided with a scale (Z-axis scale) (not shown) for detecting the position of the Z-axis moving frame 34 on the Z-axis along the Z-axis. The Z-axis coordinates of the probe 120 are acquired by detecting the position of the Z-axis moving frame 34 by this Z-axis scale.

〈作用〉
上記のように、本実施の形態の測定機10は、三次元測定機として構成され、ワーク(測定対象物)の形状、寸法等の測定が行われる。
<Action>
As described above, the measuring machine 10 of the present embodiment is configured as a three-dimensional measuring machine, and measures the shape, dimensions, etc. of the work (measurement object).

図7に示すように、ワークWは、定盤14の上に載置される。 As shown in FIG. 7, the work W is placed on the surface plate 14.

測定は、プローブ120の先端をワークWの表面に接触させることにより行われる。すなわち、プローブ120を移動させて、プローブ120の先端がワークWに接触したときの座標(X、Y、Z)を検出し、その座標値の集合からワークの形状、寸法等を測定する。 The measurement is performed by bringing the tip of the probe 120 into contact with the surface of the work W. That is, the probe 120 is moved, the coordinates (X, Y, Z) when the tip of the probe 120 comes into contact with the work W are detected, and the shape, dimensions, etc. of the work are measured from the set of the coordinate values.

プローブ120は、X軸モータ98、Y軸モータ80、Z軸モータ114を駆動することにより、X、Y、Zの各軸に沿って移動する。すなわち、X軸モータ98を駆動すると、X軸移動フレーム28がX軸に沿って移動し、この結果、プローブ120がX軸に沿って移動する。また、Y軸モータ80を駆動すると、Y軸移動フレーム22がY軸に沿って移動し、この結果、プローブ120がY軸に沿って移動する。また、Z軸モータ114を駆動すると、Z軸移動フレーム34がZ軸に沿って移動し、この結果、プローブ120がZ軸に沿って移動する。 The probe 120 moves along the X, Y, and Z axes by driving the X-axis motor 98, the Y-axis motor 80, and the Z-axis motor 114. That is, when the X-axis motor 98 is driven, the X-axis moving frame 28 moves along the X-axis, and as a result, the probe 120 moves along the X-axis. Further, when the Y-axis motor 80 is driven, the Y-axis moving frame 22 moves along the Y-axis, and as a result, the probe 120 moves along the Y-axis. Further, when the Z-axis motor 114 is driven, the Z-axis moving frame 34 moves along the Z-axis, and as a result, the probe 120 moves along the Z-axis.

この際、X軸移動フレーム28及びZ軸移動フレーム34が搭載されるY軸移動フレーム22が、1つのY軸直動ガイド44と、エアベアリング70とによって移動自在に支持されるので、高精度にプローブ120を移動させることができる。 At this time, since the Y-axis moving frame 22 on which the X-axis moving frame 28 and the Z-axis moving frame 34 are mounted is movably supported by one Y-axis linear motion guide 44 and the air bearing 70, it is highly accurate. The probe 120 can be moved to.

すなわち、上記のように、Y軸移動フレーム22をY軸に沿って移動可能に支持するために、Y軸直動ガイド44とエアベアリング70とを離間して設置すると、Y軸移動フレーム22にローリング方向のモーメントが発生するが、Y軸移動フレーム22は、ローリング方向(MR)に対してフレキシブルな運動が可能(Y軸周りに揺動が可能)であるため、Y軸移動フレーム22にローリング方向のモーメントが発生した場合であっても、Y軸移動フレーム22は変形することになく支持される。これにより、X軸移動フレーム28及びZ軸移動フレーム34が搭載されるY軸移動フレーム22を安定して高精度に支持することができる。 That is, as described above, when the Y-axis linear motion guide 44 and the air bearing 70 are installed apart from each other in order to support the Y-axis moving frame 22 so as to be movable along the Y-axis, the Y-axis moving frame 22 is provided. Although a moment in the rolling direction is generated, the Y-axis moving frame 22 can move flexibly in the rolling direction (MR) (it can swing around the Y-axis), so that it rolls on the Y-axis moving frame 22. Even when a moment in the direction is generated, the Y-axis moving frame 22 is supported without being deformed. As a result, the Y-axis moving frame 22 on which the X-axis moving frame 28 and the Z-axis moving frame 34 are mounted can be stably supported with high accuracy.

すなわち、たとえば、Y軸移動フレーム22の両端をそれぞれ直動ガイドで支持した場合、両端の直動ガイドの平行度が高精度に保たれていないと、Y軸移動フレーム22に捩れ等の変形が生じるが、一端をY軸直動ガイド44で支持し、他端をエアベアリング70で浮上支持することにより、両者の平行度の違いをY軸移動フレーム22の揺れによって吸収でき、Y軸移動フレーム22の変形を防ぐことができる。 That is, for example, when both ends of the Y-axis moving frame 22 are supported by linear motion guides, the Y-axis moving frame 22 may be twisted or otherwise deformed unless the parallelism of the linear motion guides at both ends is maintained with high accuracy. However, by supporting one end with the Y-axis linear motion guide 44 and floatingly supporting the other end with the air bearing 70, the difference in parallelism between the two can be absorbed by the shaking of the Y-axis moving frame 22, and the Y-axis moving frame can be absorbed. It is possible to prevent the deformation of 22.

また、一端がY軸直動ガイド44で支持されることにより、Y軸移動フレーム22がY軸上を移動するための直進性は、Y軸直動ガイド44を構成するY軸ガイドレール46上のY軸スライダ50によって規定されることになる。このため、1つのガイドレール(Y
軸ガイドレール46)を基準としてY軸方向に直進し、Y軸方向への移動時に左右に振れることがない。これにより、ヨーイング方向の変位を抑えることができる。一般に、エアベアリングによる浮上支持は、移動時の直進性を確保することが難しく、ヨーイング方向の変位が大きい。このため、Y軸移動フレーム22の両端をエアベアリングによって浮上支持すると、移動方向に対して左右に微小に向きを変えるようになり、ヨーイング方向の変位が大きくなる。一方、本実施の形態のように、一端をY軸直動ガイド44で支持することにより、Y軸移動フレーム22をY軸方向に移動させるための直進性は、Y軸直動ガイド44の直進性で規定させることができる。このため、Y軸移動フレーム22はY軸直動ガイド44を基準に直進移動する。この結果、ヨーイング方向の変位を抑えることができる。これにより、加減速時におけるヨーイング方向の振動を抑えることができ、高精度な測定を行うことができる。
Further, since one end is supported by the Y-axis linear motion guide 44, the straightness for the Y-axis moving frame 22 to move on the Y-axis is on the Y-axis guide rail 46 constituting the Y-axis linear motion guide 44. Will be defined by the Y-axis slider 50. Therefore, one guide rail (Y)
It travels straight in the Y-axis direction with the shaft guide rail 46) as a reference, and does not swing left or right when moving in the Y-axis direction. This makes it possible to suppress the displacement in the yawing direction. In general, it is difficult to secure straightness during movement in levitation support by air bearings, and the displacement in the yawing direction is large. Therefore, when both ends of the Y-axis moving frame 22 are levitated and supported by air bearings, the direction is slightly changed to the left and right with respect to the moving direction, and the displacement in the yawing direction becomes large. On the other hand, as in the present embodiment, by supporting one end with the Y-axis linear motion guide 44, the straightness for moving the Y-axis moving frame 22 in the Y-axis direction is the straightness of the Y-axis linear motion guide 44. It can be regulated by gender. Therefore, the Y-axis movement frame 22 moves linearly with reference to the Y-axis linear movement guide 44. As a result, the displacement in the yawing direction can be suppressed. As a result, vibration in the yawing direction during acceleration / deceleration can be suppressed, and highly accurate measurement can be performed.

また、Y軸移動フレーム22は、両端が支持された構造になるので、片持ち支持のように、自重による変形も生じることがない。 Further, since the Y-axis moving frame 22 has a structure in which both ends are supported, deformation due to its own weight does not occur unlike the cantilever support.

更に、一般にエアベアリングによる浮上支持は、ヨーイング方向の変位が大きいという欠点があるが、本実施の形態の測定機10では、一端がY軸直動ガイド44で支持されるので、ヨーイング方向の変位も抑えることができる。 Further, in general, the floating support by the air bearing has a drawback that the displacement in the yawing direction is large. However, in the measuring machine 10 of the present embodiment, one end is supported by the Y-axis linear motion guide 44, so that the displacement in the yawing direction is large. Can also be suppressed.

また、片側のみがエアベアリング70で支持されるので、圧縮エアの消費量も抑えることができる。 Further, since only one side is supported by the air bearing 70, the consumption of compressed air can be suppressed.

また、本実施の形態の測定機10では、Y軸移動フレーム22を駆動するための駆動ベルト78が、Y軸ガイドレール46上に配置されるため、往復移動のヒステリシスをなくすことができる。すなわち、摺動抵抗を受けるライン上に駆動点が配置されるので、往復移動のヒステリシスをなくすことができる。これにより、Y軸移動フレーム22のヨーイングによる誤差を更に軽減することができる。すなわち、一方のY軸直動ガイド44の部分と、他方のエアパッド72の部分とでは、摺動抵抗に大きさに差があり、Y軸直動ガイド44の部分の方が格段に大きい。Y軸移動フレーム22を駆動する際、摺動抵抗が大きいY軸直動ガイド44側に駆動手段を設けることで、Y軸直動ガイド44の直進性を基準にして、Y軸移動フレーム22を直進させることが可能となる。これにより、Y軸移動フレーム22が、Y方向に移動する際、左右に微小に交互に向きを変えながら移動するのを防止できる。これにより、Y軸移動フレーム22のヨーイングによる誤差を更に軽減することができる。 Further, in the measuring machine 10 of the present embodiment, since the drive belt 78 for driving the Y-axis moving frame 22 is arranged on the Y-axis guide rail 46, the hysteresis of the reciprocating movement can be eliminated. That is, since the drive point is arranged on the line that receives the sliding resistance, the hysteresis of the reciprocating movement can be eliminated. As a result, the error due to yawing of the Y-axis moving frame 22 can be further reduced. That is, there is a difference in sliding resistance between the portion of the Y-axis linear motion guide 44 on one side and the portion of the air pad 72 on the other side, and the portion of the Y-axis linear motion guide 44 is significantly larger. When driving the Y-axis moving frame 22, by providing a driving means on the Y-axis linear movement guide 44 side having a large sliding resistance, the Y-axis moving frame 22 can be moved based on the straightness of the Y-axis linear movement guide 44. It is possible to go straight. As a result, when the Y-axis moving frame 22 moves in the Y direction, it can be prevented from moving while slightly alternating left and right. As a result, the error due to yawing of the Y-axis moving frame 22 can be further reduced.

更に、1つのY軸直動ガイド44で支持する構成とすることにより、摺動抵抗を低減できる。これにより、Y軸モータ80の発熱を抑えることができ、熱応力によるベース等の変形を抑えることができる。 Further, the sliding resistance can be reduced by supporting the Y-axis linear motion guide 44. As a result, heat generation of the Y-axis motor 80 can be suppressed, and deformation of the base or the like due to thermal stress can be suppressed.

なお、本実施の形態の測定機10のように、Y軸移動フレーム22がローリング方向(MR)に揺動可能に支持されると、その揺動によってプローブの接触位置に誤差が生じ得るが、このY軸移動フレーム22の揺動による誤差変化には再現性があるため、容易に補正することができる。 When the Y-axis moving frame 22 is swingably supported in the rolling direction (MR) as in the measuring machine 10 of the present embodiment, the swing may cause an error in the contact position of the probe. Since the error change due to the swing of the Y-axis moving frame 22 has reproducibility, it can be easily corrected.

上記のように、Y軸移動フレームの両端が直動ガイドによって支持されている場合や、Y軸移動フレームの一端が一対の直動ガイドで支持されている場合、Y軸移動フレームに変形(捩れ、撓み等)が生じ得るが、その変形は温度等によって変化する。このため、誤差変化の再現性に乏しく、Y軸移動フレームの変形によって生じる測定値への影響を正確に捉えることが難しい。 As described above, when both ends of the Y-axis moving frame are supported by the linear motion guides, or when one end of the Y-axis moving frame is supported by a pair of linear motion guides, the Y-axis moving frame is deformed (twisted). , Deflection, etc.), but the deformation changes depending on the temperature, etc. Therefore, the reproducibility of the error change is poor, and it is difficult to accurately grasp the influence on the measured value caused by the deformation of the Y-axis moving frame.

一方、本実施の形態の測定機10では、Y軸移動フレーム22が変形せず、Y軸移動フレーム22の揺動のみが測定誤差として現れる。このY軸移動フレーム22の揺動による測定誤差には再現性があるため、一般的に行われている公知の補正技術を適用すれば、高精度に補正することができる。 On the other hand, in the measuring machine 10 of the present embodiment, the Y-axis moving frame 22 is not deformed, and only the swing of the Y-axis moving frame 22 appears as a measurement error. Since the measurement error due to the swing of the Y-axis moving frame 22 has reproducibility, it can be corrected with high accuracy by applying a generally known correction technique.

誤差の補正は、たとえば、基準ワーク(寸法、形状等が既知のワーク)を測定し、その測定結果から補正式を算出し、得られた補正式を用いて測定結果を補正することにより行われる。 Error correction is performed, for example, by measuring a reference work (work whose dimensions, shape, etc. are known), calculating a correction formula from the measurement result, and correcting the measurement result using the obtained correction formula. ..

また、本実施の形態の測定機10によれば、Y軸移動フレーム22が、L字形状に形成されるため、Y軸移動フレーム22の重量も軽量化することができる。これにより、加減速時の慣性モーメントを低減でき、動的なピッチング方向の変位(振動)を低減することができる。また、側方からの測定エリアの視認性も向上させることができる。 Further, according to the measuring machine 10 of the present embodiment, since the Y-axis moving frame 22 is formed in an L shape, the weight of the Y-axis moving frame 22 can be reduced. As a result, the moment of inertia during acceleration / deceleration can be reduced, and the dynamic displacement (vibration) in the pitching direction can be reduced. In addition, the visibility of the measurement area from the side can be improved.

また、本実施の形態の測定機10によれば、定盤14のワーク載置面14Aがエアパッド72のガイド面とされる。これにより、別途ガイド面を備える必要がなくなり、構成を簡素化することができる。また、一般に定盤のワーク載置面は、高精度に平坦化されるので、Y軸移動体を高精度にガイドすることができる。 Further, according to the measuring machine 10 of the present embodiment, the work mounting surface 14A of the surface plate 14 is used as the guide surface of the air pad 72. As a result, it is not necessary to separately provide a guide surface, and the configuration can be simplified. Further, since the work mounting surface of the surface plate is generally flattened with high accuracy, the Y-axis moving body can be guided with high accuracy.

また、定盤14のワーク載置面14Aがエアパッド72のガイド面とされることにより、単独で次の効果を奏する。ワークのZ方向の基準面は、定盤14のワーク載置面14Aとなる。プローブ120をワーク載置面14Aに当接させ、当接された点を0点として、ワーク載置面基準で高さを定義することができる。一方で、プローブ120を含むY軸移動フレーム22の基準面もワーク載置面14Aとなる。Y軸移動フレーム22は、エアパッド72による浮上力で絶えずワーク載置面14Aを基準として上下する構成とされており、一方の支持点であるY軸直動ガイド44側は、Y軸ガイドレール46のセンタを中心として、揺動(回動)する構成とされている。たとえば、Y軸ガイドレール46と定盤14のワーク載置面14Aとの平行度が確保されていない場合であっても、エアパッド72によって形成される一定浮上力の下、ワーク載置面14Aを基準としてY軸移動フレーム22を持上げ、Y軸ガイドレール46の部分で揺動(回動)して調整され、Y軸移動フレーム22を撓み変形させることなく追従する。よって、ワーク並びにプローブ120の2つがワーク載置面14Aを基準としていることから、同一基準面の下で精度よく測定することができる。 Further, by using the work mounting surface 14A of the surface plate 14 as the guide surface of the air pad 72, the following effects can be obtained independently. The reference surface of the work in the Z direction is the work mounting surface 14A of the surface plate 14. The height can be defined with reference to the work mounting surface by bringing the probe 120 into contact with the work mounting surface 14A and setting the contact point as 0 point. On the other hand, the reference surface of the Y-axis moving frame 22 including the probe 120 is also the work mounting surface 14A. The Y-axis moving frame 22 is configured to constantly move up and down with respect to the work mounting surface 14A by the levitation force of the air pad 72, and the Y-axis linear motion guide 44 side, which is one of the support points, is the Y-axis guide rail 46. It is configured to swing (rotate) around the center of. For example, even when the parallelism between the Y-axis guide rail 46 and the work mounting surface 14A of the surface plate 14 is not ensured, the work mounting surface 14A is provided under a constant levitation force formed by the air pad 72. The Y-axis moving frame 22 is lifted as a reference and is adjusted by swinging (rotating) at the portion of the Y-axis guide rail 46, so that the Y-axis moving frame 22 follows without bending and deforming. Therefore, since the work and the probe 120 are based on the work mounting surface 14A, accurate measurement can be performed under the same reference surface.

また、測定の基準面を、ワーク、プローブ120ともに一つの面と規定することから、制御・管理を容易にすることができ、装置の微小な経年変化があったとしても、逐次構成することにより、高精度な測定を長期にわたり確保することができる。 Further, since the reference surface for measurement is defined as one surface for both the work and the probe 120, control and management can be facilitated, and even if there is a slight secular change of the device, it can be sequentially configured. , Highly accurate measurement can be ensured for a long period of time.

また、本実施の形態の測定機10では、Y軸直動ガイド44がプローブ120の先端よりも上方に配設されているため、Y軸の移動機構全体が倒れにくい構造とすることができる。これにより、ピッチング誤差を大きく減らすことができる。 Further, in the measuring machine 10 of the present embodiment, since the Y-axis linear motion guide 44 is arranged above the tip of the probe 120, the entire Y-axis movement mechanism can be configured to be hard to fall down. As a result, the pitching error can be greatly reduced.

Y軸直動ガイド44を構成するY軸ガイドレール46は、Y軸移動フレーム22を支える支点となる。厳密に支点は、Y軸ガイドレール46の部分と、エアパッド72を支える定盤14のワーク載置面14Aの部分の2つの点になるが、エアパッド72は定盤14に対して非接触であるため、Y軸移動フレーム22を実質的に支える点はY軸ガイドレール46の部分となる。一方、Y軸方向の移動における重心位置は、プローブ120の先端付近とすることが、測定誤差の観点で最も望ましい。しかし、厳密にはプローブ120の先端の少し上部となる。ただし、Y軸ガイドレール46の支点位置よりも重心点の位置を下方に位置させることは可能となる。このような駆動機構でスライドする支点位置よりも重
心位置が低くなることで、Y軸の移動機構全体が倒れにくい構造とすることができる。そして、このように倒れにくい構造とすることにより、ピッチング方向の誤差(移動する際に前後方向に揺れ動く誤差)を格段に小さくすることができるという効果を奏することができる。このように、Y軸直動ガイド44がプローブ120の先端よりも上方に配設されることにより、ピッチング誤差を大きく減らすことができ、測定精度を更に向上させることができる。
The Y-axis guide rail 46 constituting the Y-axis linear motion guide 44 serves as a fulcrum for supporting the Y-axis moving frame 22. Strictly speaking, there are two fulcrums, the part of the Y-axis guide rail 46 and the part of the work mounting surface 14A of the surface plate 14 that supports the air pad 72, but the air pad 72 is not in contact with the surface plate 14. Therefore, the point that substantially supports the Y-axis moving frame 22 is the portion of the Y-axis guide rail 46. On the other hand, it is most desirable from the viewpoint of measurement error that the position of the center of gravity in the movement in the Y-axis direction is near the tip of the probe 120. However, strictly speaking, it is slightly above the tip of the probe 120. However, it is possible to position the position of the center of gravity below the fulcrum position of the Y-axis guide rail 46. Since the position of the center of gravity is lower than the position of the fulcrum that slides by such a drive mechanism, the entire Y-axis movement mechanism can be made to have a structure that does not easily collapse. And, by making the structure hard to fall down like this, it is possible to achieve the effect that the error in the pitching direction (the error of swinging in the front-back direction when moving) can be remarkably reduced. As described above, by disposing the Y-axis linear motion guide 44 above the tip of the probe 120, the pitching error can be greatly reduced and the measurement accuracy can be further improved.

また、Y軸直動ガイド44をプローブ120の先端よりも上方に配設した場合には、次の効果を奏する。Y軸ガイドレール46をプローブ120の先端よりも上方に配設した場合、ワークの測定部位は、Z方向ならびにX方向において、Y軸移動フレーム22を支える2つの支点(Y軸ガイドレール46の部分とエアパッド72に対向する定盤14の部分)のほぼ中間位置に位置することになる。このように2つの支点のほぼ中間位置にワークの測定部位が存在することは、それぞれの支点部分における微小な振動や微小な変位が助長されるということはなく、打ち消されるか、少なくとも縮小されることになる。仮に、ブリッジ型の測定機やガントリー型の測定機の場合は、2つの支点の位置に比べて、ワークの測定部位は離れたところに存在する。そのため、支点部分の少しの振動がモーメントによって助長され、更に大きな誤差になってしまう問題がある。しかし、Y軸直動ガイド44をプローブ120の先端よりも上方に配設した場合には、このように振動や変位が助長されるという問題は発生しない。 Further, when the Y-axis linear motion guide 44 is arranged above the tip of the probe 120, the following effects are obtained. When the Y-axis guide rail 46 is arranged above the tip of the probe 120, the measurement site of the work is two fulcrums (the portion of the Y-axis guide rail 46) that support the Y-axis moving frame 22 in the Z direction and the X direction. And the portion of the surface plate 14 facing the air pad 72). The presence of the measurement site of the work at an approximately intermediate position between the two fulcrums does not promote minute vibrations or minute displacements at each fulcrum, and is canceled out or at least reduced. It will be. In the case of a bridge-type measuring machine or a gantry-type measuring machine, the measurement sites of the work are located farther apart than the positions of the two fulcrums. Therefore, there is a problem that a small amount of vibration of the fulcrum portion is promoted by the moment, resulting in a larger error. However, when the Y-axis linear motion guide 44 is arranged above the tip of the probe 120, the problem of promoting vibration and displacement does not occur.

なお、重心位置をプローブ120の先端付近に近づけるため、Y軸スライダ50は、Y軸移動フレーム22の梁部22Aの下面と略同一面付近に取り付けることが好ましい。また、プローブ120の先端は、鉛直下方に移動するようにし、プローブ付近にプローブ120の制御用機器を搭載し重心を下げることが好ましい。 In order to bring the position of the center of gravity closer to the tip of the probe 120, it is preferable to attach the Y-axis slider 50 to the vicinity of substantially the same surface as the lower surface of the beam portion 22A of the Y-axis moving frame 22. Further, it is preferable that the tip of the probe 120 moves vertically downward, and a control device for the probe 120 is mounted in the vicinity of the probe to lower the center of gravity.

《第2の実施の形態》
図8は、本発明に係る測定機の第2の実施形態を示す正面図である。また、図9は、図8に示した測定機の右側面図である。
<< Second embodiment >>
FIG. 8 is a front view showing a second embodiment of the measuring machine according to the present invention. Further, FIG. 9 is a right side view of the measuring machine shown in FIG.

同図に示すように、本実施の形態の測定機10Aは、Y軸移動フレーム22が、いわゆる門型形状に形成される点で第1の実施の形態の測定機10と相違する(いわゆるブリッジ型)。したがって、ここでは、構造上、第1の実施の形態の測定機10と相違する点についてのみ説明し、第1の実施の形態の測定機10と同一又は対応する構成には、同一符号を付して、その説明は省略する。 As shown in the figure, the measuring machine 10A of the present embodiment is different from the measuring machine 10 of the first embodiment in that the Y-axis moving frame 22 is formed in a so-called portal shape (so-called bridge). Type). Therefore, here, only the structural differences from the measuring machine 10 of the first embodiment will be described, and the same or corresponding configurations as the measuring machine 10 of the first embodiment are designated by the same reference numerals. Therefore, the description thereof will be omitted.

図8に示すように、Y軸移動フレーム22は、水平な梁部22Aと、その水平な梁部22Aの両端から下方に向けて垂直に延びる一対の支柱部22B、22Cとを備えて構成され、全体として門型形状に形成される。すなわち、第1の実施の形態の測定機10のY軸移動フレーム22に、更に支柱部22Cが備えられた形状と略同じ形状で形成される。 As shown in FIG. 8, the Y-axis moving frame 22 includes a horizontal beam portion 22A and a pair of support columns 22B and 22C extending vertically downward from both ends of the horizontal beam portion 22A. , Is formed in a portal shape as a whole. That is, the Y-axis moving frame 22 of the measuring machine 10 of the first embodiment is further formed in a shape substantially the same as the shape provided with the support column portion 22C.

なお、このようにY軸移動フレーム22が門型形状に形成されることにより、本実施の形態の測定機10Aには、Y軸コラムが備えられていない。 Since the Y-axis moving frame 22 is formed in a portal shape in this way, the measuring machine 10A of the present embodiment is not provided with the Y-axis column.

Y軸移動フレーム22は、一方の支柱部22Bがエアベアリング70によって定盤14上に浮上支持され、他方の支柱部22CがY軸ガイド機構20によってY軸方向に移動自在に支持される。 In the Y-axis moving frame 22, one of the support columns 22B is floated and supported on the surface plate 14 by the air bearing 70, and the other support column 22C is movably supported in the Y-axis direction by the Y-axis guide mechanism 20.

Y軸ガイド機構20は、Y軸テーブル42と、Y軸テーブル42をY軸に沿って移動自在に支持する1つのY軸直動ガイド44とを備えて構成される。 The Y-axis guide mechanism 20 includes a Y-axis table 42 and one Y-axis linear motion guide 44 that movably supports the Y-axis table 42 along the Y-axis.

Y軸直動ガイド44は、Y軸ガイドレール46と、複数のボール(不図示)を介してY軸ガイドレール46にスライド自在に支持されるY軸スライダ50とを備えて構成される。Y軸ガイドレール46は、Y軸に沿ってY軸ベース18に敷設される。 The Y-axis linear motion guide 44 includes a Y-axis guide rail 46 and a Y-axis slider 50 slidably supported by the Y-axis guide rail 46 via a plurality of balls (not shown). The Y-axis guide rail 46 is laid on the Y-axis base 18 along the Y-axis.

Y軸ベース18は、長尺状に形成され、Y軸に沿って定盤14に取り付けられる。 The Y-axis base 18 is formed in a long shape and is attached to the surface plate 14 along the Y-axis.

Y軸移動フレーム22は、一方の支柱部22Cの下端部が、Y軸テーブル42に固定されて、Y軸方向に移動自在に支持される。 In the Y-axis moving frame 22, the lower end of one of the support columns 22C is fixed to the Y-axis table 42 and is movably supported in the Y-axis direction.

以上のように、本実施の形態の測定機10Aも、Y軸移動フレーム22が、1本のY軸直動ガイド44とエアベアリング70とによって、Y軸方向に移動自在に支持される。これにより、Y軸移動フレーム22が、ローリング方向(MR)に対してフレキシブルな運動が可能になり、Y軸移動フレーム22に変形を生じさせることなく支持することができる。 As described above, in the measuring machine 10A of the present embodiment, the Y-axis moving frame 22 is also movably supported in the Y-axis direction by one Y-axis linear motion guide 44 and the air bearing 70. This enables the Y-axis moving frame 22 to move flexibly in the rolling direction (MR), and can support the Y-axis moving frame 22 without causing deformation.

また、本実施の形態の測定機10Aは、Y軸移動フレーム22が、門型形状に形成されるため、側方からの視認性を更に向上させることができる。 Further, in the measuring machine 10A of the present embodiment, since the Y-axis moving frame 22 is formed in a portal shape, the visibility from the side can be further improved.

なお、本例では、定盤14にY軸ベース18を設置し、そのY軸ベース18にY軸直動ガイド44等が設置される構成としているが、Y軸直動ガイド44等は、定盤14に設置する構成とすることもできる。 In this example, the Y-axis base 18 is installed on the surface plate 14, and the Y-axis linear motion guide 44 and the like are installed on the Y-axis base 18, but the Y-axis linear motion guide 44 and the like are fixed. It can also be configured to be installed on the board 14.

《第3の実施の形態》
図10は、本発明に係る測定機の第3の実施形態を示す正面図である。また、図11は、図10に示した測定機の左側面図である。
<< Third Embodiment >>
FIG. 10 is a front view showing a third embodiment of the measuring machine according to the present invention. Further, FIG. 11 is a left side view of the measuring machine shown in FIG.

同図に示すように、本実施の形態の測定機10Bは、Y軸移動フレーム22が、直線状に延びるバー形状に形成される点で第1の実施の形態の測定機10と相違する(いわゆるガントリー型)。したがって、ここでは、構造上、第1の実施の形態の測定機10と相違する点についてのみ説明し、第1の実施の形態の測定機10と同一又は対応する構成には、同一符号を付して、その説明は省略する。 As shown in the figure, the measuring machine 10B of the present embodiment is different from the measuring machine 10 of the first embodiment in that the Y-axis moving frame 22 is formed in a bar shape extending linearly (the measuring machine 10B of the first embodiment). So-called gantry type). Therefore, here, only the structural differences from the measuring machine 10 of the first embodiment will be described, and the same or corresponding configurations as the measuring machine 10 of the first embodiment are designated by the same reference numerals. Therefore, the description thereof will be omitted.

Y軸移動フレーム22は、角柱状のバー形状に形成される。すなわち、第1の実施の形態の測定機10のY軸移動フレーム22が梁部22Aのみで構成された場合と略同じ形状で形成される。 The Y-axis moving frame 22 is formed in the shape of a prismatic bar. That is, the Y-axis moving frame 22 of the measuring machine 10 of the first embodiment is formed in substantially the same shape as the case where the Y-axis moving frame 22 is composed of only the beam portion 22A.

Y軸移動フレーム22が、このように直線状のバー形状に形成されるため、本実施の形態の測定機10Bには、一対のY軸コラムが定盤14上に備えられる。すなわち、第1のY軸コラム16と第2のY軸コラム17とが備えられる。 Since the Y-axis moving frame 22 is formed in a linear bar shape in this way, the measuring machine 10B of the present embodiment is provided with a pair of Y-axis columns on the surface plate 14. That is, the first Y-axis column 16 and the second Y-axis column 17 are provided.

第1のY軸コラム16は、上記第1の実施の形態の測定機10のY軸コラム16と同様にV字形状に形成される。そして、その上部に第1のY軸ベース18が水平に支持される。 The first Y-axis column 16 is formed in a V-shape like the Y-axis column 16 of the measuring machine 10 of the first embodiment. Then, the first Y-axis base 18 is horizontally supported on the upper portion.

第2のY軸コラム17も第1のY軸コラム16と同様にV字形状に形成される。このY軸コラム17の上部には、第2のY軸ベース19が水平に支持される。 The second Y-axis column 17 is also formed in a V shape like the first Y-axis column 16. A second Y-axis base 19 is horizontally supported on the upper portion of the Y-axis column 17.

第2のY軸ベース19は、角柱状に形成される。この第2のY軸ベース19の上面19Aは、エアベアリング70のガイド面を構成する。このため、第2のY軸ベース19の上面19Aは、平滑に形成される。また、第2のY軸ベース19は、上面19Aが水平(X
-Y面と平行)になるようにして、第2のY軸コラム17に支持される。
The second Y-axis base 19 is formed in a prismatic shape. The upper surface 19A of the second Y-axis base 19 constitutes a guide surface of the air bearing 70. Therefore, the upper surface 19A of the second Y-axis base 19 is formed smoothly. Further, in the second Y-axis base 19, the upper surface 19A is horizontal (X).
It is supported by the second Y-axis column 17 so as to be (parallel to the Y-plane).

Y軸移動フレーム22は、一端がY軸ガイド機構20にガイドされてY軸方向に移動自在に支持され、他端がエアベアリング70によってガイド面(第2のY軸ベース19の上面19A)上を浮上支持される。 One end of the Y-axis moving frame 22 is guided by the Y-axis guide mechanism 20 and supported so as to be movable in the Y-axis direction, and the other end is on the guide surface (upper surface 19A of the second Y-axis base 19) by the air bearing 70. Is surfaced and supported.

Y軸ガイド機構20は、Y軸テーブル42と、Y軸テーブル42をY軸に沿って移動自在に支持する1つのY軸直動ガイド44とを備えて構成される。 The Y-axis guide mechanism 20 includes a Y-axis table 42 and one Y-axis linear motion guide 44 that movably supports the Y-axis table 42 along the Y-axis.

Y軸直動ガイド44は、Y軸ガイドレール46と、複数のボール(不図示)を介してY軸ガイドレール46にスライド自在に支持されるY軸スライダ50とを備えて構成される。Y軸ガイドレール46は、Y軸に沿って第1のY軸ベース18に敷設される。 The Y-axis linear motion guide 44 includes a Y-axis guide rail 46 and a Y-axis slider 50 slidably supported by the Y-axis guide rail 46 via a plurality of balls (not shown). The Y-axis guide rail 46 is laid on the first Y-axis base 18 along the Y-axis.

Y軸移動フレーム22は、一端が、Y軸テーブル42に固定されて、Y軸方向に移動自在に支持される。 One end of the Y-axis moving frame 22 is fixed to the Y-axis table 42 and is movably supported in the Y-axis direction.

エアベアリング70は、エアパッド72を備え、第2のY軸ベース19の上面19Aをガイド面として、Y軸移動フレーム22の他端を浮上支持する。 The air bearing 70 includes an air pad 72, and floats and supports the other end of the Y-axis moving frame 22 with the upper surface 19A of the second Y-axis base 19 as a guide surface.

エアパッド72は、自在継手74を介してY軸移動フレーム22の他端に取り付けられる。エアパッド72は、第2のY軸ベース19の上面19Aに向けて圧縮エアを噴射することにより、第2のY軸ベース19の上面19Aとの間にエアの層を形成し、Y軸移動フレーム22の他端を第2のY軸ベース19の上面19Aに対して浮上支持する。 The air pad 72 is attached to the other end of the Y-axis moving frame 22 via the universal joint 74. The air pad 72 injects compressed air toward the upper surface 19A of the second Y-axis base 19 to form an air layer between the air pad 72 and the upper surface 19A of the second Y-axis base 19, and the Y-axis moving frame. The other end of the 22 is floated and supported with respect to the upper surface 19A of the second Y-axis base 19.

以上のように、本実施の形態の測定機10Aも、Y軸移動フレーム22が、1本のY軸直動ガイド44とエアベアリング70とによって、Y軸方向に移動自在に支持される。これにより、Y軸移動フレーム22が、ローリング方向(MR)に対してフレキシブルな運動が可能になり、Y軸移動フレーム22に変形を生じさせることなく支持することができる。 As described above, in the measuring machine 10A of the present embodiment, the Y-axis moving frame 22 is also movably supported in the Y-axis direction by one Y-axis linear motion guide 44 and the air bearing 70. This enables the Y-axis moving frame 22 to move flexibly in the rolling direction (MR), and can support the Y-axis moving frame 22 without causing deformation.

また、本実施の形態の測定機10Bでは、Y軸移動フレーム22がバー形状であるため、Y軸移動フレーム22を軽量化することができる。これにより、加減速時の慣性モーメントを低減することができる。 Further, in the measuring machine 10B of the present embodiment, since the Y-axis moving frame 22 has a bar shape, the weight of the Y-axis moving frame 22 can be reduced. This makes it possible to reduce the moment of inertia during acceleration / deceleration.

また、Y軸移動フレーム22には、重心に近いY軸方向の支持ができるため、加減速時におけるピッチング方向の動的な変位を抑えることができ、安定した高精度なガイドができる。 Further, since the Y-axis moving frame 22 can support in the Y-axis direction close to the center of gravity, it is possible to suppress dynamic displacement in the pitching direction during acceleration / deceleration, and a stable and highly accurate guide can be obtained.

一方、本実施の形態の測定機10Bでは、定盤14の両側部にY軸コラム(第1のY軸コラム16と第2のY軸コラム17)が立設される構成となるため、側方からの測定エリアの視認性が低下する。 On the other hand, in the measuring machine 10B of the present embodiment, the Y-axis columns (the first Y-axis column 16 and the second Y-axis column 17) are erected on both sides of the surface plate 14, so that they are on the side. The visibility of the measurement area from the side is reduced.

したがって、視認性と移動の安定性を考慮すると、上記第1の実施の形態のように、Y軸移動フレーム22は、全体としてL字形状とすることが好ましい。 Therefore, in consideration of visibility and stability of movement, it is preferable that the Y-axis moving frame 22 has an L-shape as a whole as in the first embodiment.

《その他の実施の形態》
上記実施の形態では、Y軸移動フレーム22の一端をY軸に沿って支持する支持機構として、ガイドレール(Y軸ガイドレール46)と、そのガイドレールに転動体を介してスライド自在に支持されるスライダ(Y軸スライダ50)とからなる直動ガイド(Y軸直動ガイド44)を採用しているが、Y軸移動フレーム22の一端をY軸に沿って支持する支
持機構は、これに限定されるものではない。他端をエアベアリングで浮上支持した場合に、Y軸移動フレーム22をY軸周りに揺動可能に支持することができる構造であればよい。このためには、1つのガイドレールと、そのガイドレールにスライド自在に支持されるスライダとを備え、スライダがガイドレールに対してローリング方向に揺動可能に支持される構成(ローリング方向の揺れを許容できる構造)であればよい。なお、この場合、ローリング方向以外の変位、すなわち、ピッチング方向及びヨーイング方向の変位には強い構成であることが好ましい。これにより、ピッチング方向及びヨーイング方向の変位を防いで、高精度にY軸移動フレーム22をY軸に沿ってガイドすることができる。
<< Other embodiments >>
In the above embodiment, as a support mechanism for supporting one end of the Y-axis moving frame 22 along the Y-axis, a guide rail (Y-axis guide rail 46) is slidably supported by the guide rail via a rolling element. A linear motion guide (Y-axis linear motion guide 44) composed of a rail slider (Y-axis slider 50) is adopted, but a support mechanism that supports one end of the Y-axis moving frame 22 along the Y-axis is used for this. Not limited. A structure that can swingably support the Y-axis moving frame 22 around the Y-axis when the other end is floated and supported by an air bearing may be used. For this purpose, one guide rail and a slider slidably supported by the guide rail are provided, and the slider is supported so as to be swingable in the rolling direction with respect to the guide rail (swaying in the rolling direction). Any structure is acceptable). In this case, it is preferable that the configuration is strong against displacements other than the rolling direction, that is, displacements in the pitching direction and the yawing direction. As a result, displacement in the pitching direction and the yawing direction can be prevented, and the Y-axis moving frame 22 can be guided along the Y-axis with high accuracy.

また、上記実施の形態では、Y軸スライダ50をベルト駆動して、Y軸移動フレーム22をY軸方向に移動させる構成としているが、Y軸移動フレーム22を駆動する手段(Y軸駆動手段)は、これに限定されるものではない。Y軸スライダ50の支持部を支点としてY軸移動フレーム22の揺動を許容しつつ、Y軸移動フレーム22をY軸に沿って移動させることができる構成であればよい。 Further, in the above embodiment, the Y-axis slider 50 is belt-driven to move the Y-axis moving frame 22 in the Y-axis direction, but the means for driving the Y-axis moving frame 22 (Y-axis driving means). Is not limited to this. The configuration may be such that the Y-axis moving frame 22 can be moved along the Y-axis while allowing the Y-axis moving frame 22 to swing with the support portion of the Y-axis slider 50 as a fulcrum.

なお、Y軸駆動手段は、Y軸スライダ50を駆動して、Y軸移動フレーム22を移動させる構成とすることが好ましい。Y軸スライダ50を駆動する構成とすることにより、Y軸ガイドレール46の直進性を基準にして、Y軸移動フレーム22を直進させることができ、Y軸移動フレーム22のヨーイングを防止することができる。この効果は、Y軸スライダ50の支持部を支点としてY軸移動フレーム22を揺動可能に支持することの効果とは、独立した効果である。上記実施の形態の測定機10のように、中央部に測定部を有する測定機において、測定部を支える手段として、一端をガイドレールに沿って摺動するスライダで支持し、他端をエアパッドで浮上支持する機構を有し、スライダ側に駆動系を備えることにより、移動に際して起こるヨーイングを低減する効果を有する。すなわち、上記構成は、摺動抵抗のバランスと、その摺動抵抗のバランスを加味しながら、Y軸移動フレーム22を駆動させる際、左右方向へ微小に向きを変える慣性モーメントを低減しながら直進させ、その結果、ヨーイングによる誤差をなくすという独特の作用効果を生じさせるものである。 The Y-axis driving means is preferably configured to drive the Y-axis slider 50 to move the Y-axis moving frame 22. By driving the Y-axis slider 50, the Y-axis moving frame 22 can be made to go straight based on the straightness of the Y-axis guide rail 46, and yawing of the Y-axis moving frame 22 can be prevented. can. This effect is independent of the effect of swingably supporting the Y-axis moving frame 22 with the support portion of the Y-axis slider 50 as a fulcrum. In a measuring machine having a measuring unit in the center, such as the measuring machine 10 of the above embodiment, one end is supported by a slider sliding along a guide rail and the other end is supported by an air pad as a means for supporting the measuring unit. It has a mechanism to support levitation, and by providing a drive system on the slider side, it has the effect of reducing yawing that occurs during movement. That is, in the above configuration, when the Y-axis moving frame 22 is driven while taking into consideration the balance of the sliding resistance and the balance of the sliding resistance, the Y-axis moving frame 22 is made to go straight while reducing the moment of inertia that slightly changes the direction in the left-right direction. As a result, it produces a unique action and effect of eliminating the error due to yawing.

10、10A、10B…測定機、12…架台、12A…固定用脚部、12a…足部、12B…転倒防止用脚部、12b…足部、14…定盤、14A…上面(ガイド面)、16…Y軸コラム、第1のY軸コラム、16A…Y軸コラムの基部、16B…Y軸コラムの支柱部、17…第2のY軸コラム、18…Y軸ベース、第1のY軸ベース、19…第2のY軸ベース、19…第2のY軸ベースの上面(ガイド面)、20…Y軸ガイド機構、22…Y軸移動フレーム、22A…Y軸移動フレームの梁部、22B、22C…Y軸移動フレームの支柱部、24…Y軸駆動ユニット、26…X軸ガイド機構26、28…X軸移動フレーム、30…X軸駆動ユニット、32…Z軸ガイド機構、34…Z軸移動フレーム、36…Z軸駆動ユニット、38…測定部、42…Y軸テーブル、44…Y軸直動ガイド、46…Y軸ガイドレール、46A…Y軸ガイドレールの基部、46B…Y軸ガイドレールの支持部、46C…Y軸ガイドレールのレール部、48…ボール、50…Y軸スライダ、52…ボール転走面、54…スライダ本体、54A…スライダ本体の主桁部、54C…スライダ本体の脚部、56…エンドプレート、58…負荷転走面、60…負荷通路、62…ボール戻し通路、70…エアベアリング、72…エアパッド、74…自在継手、76A、76B…プーリ、78…駆動ベルト、80…Y軸モータ、82A、82B…ブラケット、84…挿通孔、86…X軸テーブル、88…X軸直動ガイド、90…X軸ガイドレール、92…X軸スライダ、94…ネジ棒、96…ナット部材、98…X軸モータ、100…ブラケット、102…Z軸テーブル、104…Z軸直動ガイド、106…Z軸ガイドレール、108…Z軸スライダ、110…ネジ棒、112…ナット部材、114…Z軸モータ、116…ブラケット、118…測定部本体、120…プローブ 10, 10A, 10B ... Measuring machine, 12 ... Stand, 12A ... Fixing leg, 12a ... Foot, 12B ... Fall prevention leg, 12b ... Foot, 14 ... Plate, 14A ... Top surface (guide surface) , 16 ... Y-axis column, first Y-axis column, 16A ... Y-axis column base, 16B ... Y-axis column strut, 17 ... second Y-axis column, 18 ... Y-axis base, first Y-axis Axis base, 19 ... 2nd Y-axis base, 19 ... Upper surface (guide surface) of 2nd Y-axis base, 20 ... Y-axis guide mechanism, 22 ... Y-axis movement frame, 22A ... Beam portion of Y-axis movement frame , 22B, 22C ... Y-axis moving frame support, 24 ... Y-axis drive unit, 26 ... X-axis guide mechanism 26, 28 ... X-axis moving frame, 30 ... X-axis drive unit, 32 ... Z-axis guide mechanism, 34 ... Z-axis moving frame, 36 ... Z-axis drive unit, 38 ... Measuring unit, 42 ... Y-axis table, 44 ... Y-axis linear motion guide, 46 ... Y-axis guide rail, 46A ... Y-axis guide rail base, 46B ... Y-axis guide rail support, 46C ... Y-axis guide rail rail, 48 ... ball, 50 ... Y-axis slider, 52 ... ball rolling surface, 54 ... slider body, 54A ... slider body main girder, 54C ... legs of the slider body, 56 ... end plate, 58 ... load rolling surface, 60 ... load passage, 62 ... ball return passage, 70 ... air bearing, 72 ... air pad, 74 ... universal joint, 76A, 76B ... pulley, 78 ... Drive belt, 80 ... Y-axis motor, 82A, 82B ... Bracket, 84 ... Insertion hole, 86 ... X-axis table, 88 ... X-axis linear motion guide, 90 ... X-axis guide rail, 92 ... X-axis slider, 94 ... screw rod, 96 ... nut member, 98 ... X-axis motor, 100 ... bracket, 102 ... Z-axis table, 104 ... Z-axis linear motion guide, 106 ... Z-axis guide rail, 108 ... Z-axis slider, 110 ... screw rod , 112 ... nut member, 114 ... Z-axis motor, 116 ... bracket, 118 ... measuring unit body, 120 ... probe

Claims (1)

X軸及びY軸と平行なワーク載置面を有する定盤に載置されたワークをプローブで測定する三次元測定機において、
前記プローブを備えたY軸移動体と、
前記定盤よりも高い位置にY軸に沿って配置されたY軸直動ガイドであって且つ前記Y軸移動体の一端をY軸方向に移動自在に支持するY軸直動ガイドと、
前記Y軸直動ガイド側に備えられ、前記Y軸直動ガイドに沿って前記Y軸移動体を移動させるY軸駆動手段と、
前記定盤の一部をガイド面として前記Y軸移動体の他端を浮上支持するエアベアリングと、
を備え、
前記Y軸駆動手段が、
X軸方向から見た場合に前記Y軸直動ガイドに対して前記X軸及び前記Y軸の双方に垂直なZ軸方向にシフトした位置に設けられ且つY軸方向に間隔をあけて設けられ且つ前記X軸に平行な回転軸を有する一対のプーリと、
前記一対のプーリに巻き掛けられた駆動ベルトと、
前記一対のプーリの一方を回転駆動するモータと、
を備え、
前記駆動ベルトが、前記X軸及び前記Y軸の双方に垂直なZ軸方向から見た場合に、前記Y軸直動ガイドと同一直線上に配設されている三次元測定機。
In a coordinate measuring machine that measures a workpiece placed on a surface plate having a workpiece mounting surface parallel to the X-axis and the Y-axis with a probe.
With the Y-axis moving body equipped with the probe,
A Y-axis linear motion guide arranged at a position higher than the surface plate along the Y-axis and supporting one end of the Y-axis moving body so as to be movable in the Y-axis direction.
A Y-axis driving means provided on the Y-axis linear motion guide side and moving the Y-axis moving body along the Y-axis linear motion guide.
An air bearing that floats and supports the other end of the Y-axis moving body with a part of the surface plate as a guide surface.
Equipped with
The Y-axis drive means
When viewed from the X-axis direction, it is provided at a position shifted in the Z-axis direction perpendicular to both the X-axis and the Y-axis with respect to the Y-axis linear motion guide, and is provided at intervals in the Y-axis direction. And a pair of pulleys having a rotation axis parallel to the X axis ,
The drive belt wound around the pair of pulleys and
A motor that rotates and drives one of the pair of pulleys,
Equipped with
A coordinate measuring machine in which the drive belt is arranged on the same straight line as the Y-axis linear motion guide when viewed from the Z-axis direction perpendicular to both the X-axis and the Y-axis.
JP2020009852A 2020-01-24 2020-01-24 CMM Active JP7096972B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020009852A JP7096972B2 (en) 2020-01-24 2020-01-24 CMM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020009852A JP7096972B2 (en) 2020-01-24 2020-01-24 CMM

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018154107A Division JP6653058B2 (en) 2018-08-20 2018-08-20 CMM

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020073919A JP2020073919A (en) 2020-05-14
JP2020073919A5 JP2020073919A5 (en) 2020-08-27
JP7096972B2 true JP7096972B2 (en) 2022-07-07

Family

ID=70610516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020009852A Active JP7096972B2 (en) 2020-01-24 2020-01-24 CMM

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7096972B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040182176A1 (en) 2003-03-21 2004-09-23 Huang Han Chang Three-dimensional measure device with air bearings
JP2010107282A (en) 2008-10-29 2010-05-13 Mitsutoyo Corp Measurement device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59105502A (en) * 1982-12-09 1984-06-18 Mitsutoyo Mfg Co Ltd Three-dimensional measuring machine
NL8901010A (en) * 1989-04-21 1990-11-16 Pelt & Hooykaas THREE-DIMENSIONAL MEASURING DEVICE.
DE4134371A1 (en) * 1991-10-17 1993-04-22 Zeiss Carl Fa METHOD FOR MEASURING THE EFFECTIVE CURRENT POSITION OF A KEY ELEMENT OR BEARED BY A SLIDE. TOOL

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040182176A1 (en) 2003-03-21 2004-09-23 Huang Han Chang Three-dimensional measure device with air bearings
JP2010107282A (en) 2008-10-29 2010-05-13 Mitsutoyo Corp Measurement device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020073919A (en) 2020-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6168344B2 (en) Measuring machine and moving guide mechanism of measuring machine
US9464878B1 (en) Three-dimensional coordinate measuring machine
JPH0439011B2 (en)
CN201555577U (en) Horizontal cross member of coordinate measuring device and coordinate measuring device provided with same
US4466195A (en) Measuring machine of the portal variety
JP2001183128A (en) Coordinate measuring instrument
JP7096972B2 (en) CMM
CN105973182A (en) Individual drive type balancing device and adjusting method
JP6653058B2 (en) CMM
JP6390070B2 (en) CMM
JP2003148581A (en) Frictional driving device and measuring machine using the same
JPS59105502A (en) Three-dimensional measuring machine
JP7054428B2 (en) Surface shape measuring device
JP6025905B2 (en) 3D coordinate measuring machine
JPS60127932A (en) Xy stage
JP5677360B2 (en) 3D coordinate measuring machine
JP5676045B2 (en) 3D coordinate measuring machine
JP5717914B1 (en) 3D coordinate measuring machine
JP3430644B2 (en) Coordinate measuring machine
JP6478961B2 (en) 3D coordinate measuring machine
JPH044171Y2 (en)
JP5730451B2 (en) 3D coordinate measuring machine
JP2501989B2 (en) Measuring machine
JPH06137852A (en) Motion error measuring device for linear moving body
CN216006458U (en) Dynamic calibration device for inertia pack of train track detection system

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200217

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200714

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201228

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210416

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211007

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20211027

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220525

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220607

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7096972

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150