JPH0222641Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は可動測定装置（プローブ）を使用して
物体の相対寸法を正確に決定することができる自
動的にリセツト可能な座標測定装置に関する。

［従来の装置］ 座標測定機械の使用はある固有の問題を有す
る。例えば、そのような機械によるある部品の正
確な測定は、通常、時間のかかる困難な仕事であ
る。何故ならば、プローブ及び、或は部品が接触
時にたわむからである。部品が壊れやすい或はた
わみやすいときには特に問題である。このような
たわみは不正確な測定を生じさせ、測定値の再現
性を妨げる。たとえ、そのようなたわみが存在し
なくても、使用される機械は操作者がいつデータ
を捕捉して記録するかを決定することを必要とす
ることになる。このような場合に、操作者はプロ
ーブがデータを記録するための正しい位置にある
か否かを決定するのに自分の感覚に頼る。操作者
によつて感覚が相違し、かつ個々の操作者の感覚
でさえ非常に再現性のあるものではない（いつも
同じとは限らない）から、測定されている部品の
正確な測定は極めて困難である。その上、自動ラ
ツチ形式の装置は一般にラツチする前に部品及び
プローブ或はいずれか一方をある程度たわませ、
従つて正確な測定値をそのような装置から得るこ
とは困難であることが分つている。

［考案が解決しようとする課題］ 上述のことから、プローブ及び部品或はいずれ
か一方のたわみに関係なく正確な再現性のある測
定値を提供し、かつこのデータの記録の後で自動
ラツチ解除を操作者が選択できる座標測定機械用
の装置を開発することが待望されている。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記した従来技術に関連する問題並び
に他の問題を、プローブ表面が測定されるべき部
品の表面に接触したときに瞬時に電気接点を閉成
するという原理を利用することによつて、解決す
るものである。本質的には、このプローブはスイ
ツチの一方の接点であり、他方のスイツチ接点は
測定されている部品である。これは、代表的には
４つの絶縁された面を有し、対向する面が２つの
平行な「Ｘ」座標プローブ接触表面及び２つの平
行な「Ｙ」座標プローブ接触表面を形成するよう
に相互接続されている構成のプローブを提供する
ことによつて、達成される。測定されるべき部品
は接地電位に電気的に接続される。プローブ接触
表面の１つが測定されるべき部品の表面に接触し
た瞬間に、プローブ表面から部品を介して接地電
位に至る電気回路が形成され、測定値が第１の可
視表示装置に自動的に表示される。他方のプロー
ブ接触表面はその後別の表面に接触して部品を介
して接地電位に至る別の電気回路を形成すること
ができ、測定値は第２の可視表示装置に自動的に
表示される。操作者が測定値を記録した後、装置
は手動でリセツトでき、可視表示装置に表示され
たデータのラツチを解除することができる。代り
に、データは自動的に記録され、その後ラツチを
解除することができる。そのような自動ラツチ解
除工程中、座標測定機械の変位ヘツドの相対位置
は可視表示装置に示されたデータと比較され、そ
れら間の差があらかじめ定められた量を越える場
合には、表示されたデータは自動的にラツチ解除
され、装置はリセツトされる。

上記したことから、本考案の１つの面は正確
な、再現性のある測定値が座標測定機械によつて
得られるようにする座標測定機械用の装置を提供
することであるということが理解されよう。

本考案は他の面はプローブが部品の表面と接触
した瞬間に部品の測定が行なわれる座標測定機械
用の装置を提供することである。

本考案の他の面はプローブ及び測定されている
部品或はいずれかのたわみが行なわれている測定
に影響を与えない座標測定機械用の装置を提供す
ることである。

本考案の他の面はプローブによつ行なわれる測
定を自動的に記録するための装置を提供すること
である。

本考案の他の面はプローブが測定されている部
品の表面から移動してあらかじめ定められた距離
離れた後で、表示された及び記録された、或はい
ずれかのデータのラツチを自動的に解除するため
の装置を提供することである。

本考案のこれら及び他の面は添付図面を参照し
ての以下の好ましい実施例についての記載を検討
することにより明瞭に理解されよう。

［実施例］ 添付図面を参照すると、本考案の装置によつて
使用される回路１０の概略構成が示されている。
この回路図は本考案の好ましい実施例を記載する
目的のために例示したものであり、本考案を図示
のものに限定することを意図するものではない。
この回路１０は代表的には４つの絶縁された面を
有し、対向する面が２つの「Ｘ」座標プローブ接
触表面１２及び２つの「Ｙ」座標プローブ接触表
面１４を形成するように相互接続されている構成
よりなる「接続（タツチ）」プローブを利用する。
これらプローブ表面１２，１４のきれいな導電性
表面との接触はラツチ表示装置２０，２２をそれ
ぞれ制御するフリツプフロツプ１６，１８の状態
をそれぞれ変化させる。これらラツチ表示装置２
０，２２及び全体の装置の動作はマイクロコンピ
ユータ２４によつて制御できる。

２つのプローブ表面１２、即ちＸ座標軸に対す
るプローブ表面のそれぞれ抵抗３２を介して正の
電圧源３０に接続されている。代表的には、電圧
源３０は低電圧、例えば５ボルトである。プロー
ブ表面１２はまた、反転増幅器３４の入力に接続
されており、この反転増幅器３４の出力はフリツ
プフロツプ１６のクロツク即ちトリガ端子CLK
に接続されている。フリツプフロツプ１６のＱ出
力はラツチ表示装置２０に接続されており、この
ラツチ表示装置２０は作動されたときに「固定状
態」となり、プローブにつて行なわれた測定をＸ
軸とともに表示する。同様に、２つのプローブ表
面１４、即ちＹ座表軸に対するプローブ表面のそ
れぞれは抵抗３６を介して正の電圧源３０に接続
され、かつ反転増幅器３８の入力に接続されてい
る。この反転増幅器３８の出力はフリツプフロツ
プ１８のクロツク、即ちトリガ端子CLKに接続
されている。フリツプフロツプ１８のＱ出力はラ
ツチ表示装置２２に接続され、このラツチ表示装
置２２は作動されたときに「固定状態」となり、
プローブによつて行なわれた測定をＹ軸とともに
表示する。

両フリツプフロツプ１６及び１８のＱ出力はま
た、排他的ORゲート４０並びにANDゲート４
２，４４の入力に接続されている。ORゲート４
０の出力は増幅器４６の入力に接続されており、
この増幅器４６の出力はブザー４８の入力に接続
されている。ブザー４８の動作については後記す
る。ANDゲート４２の出力はラツチ表示装置２
０，２２に示されるデータを記録するために使用
される外部の記録装置（図示せず）に接続されて
いる。これら記録装置はデータが記録されたとき
に信号を発出するための手段を備えている。これ
ら信号発生手段はANDゲート４４の入力にフリ
ツプフロツプ１６，１８のＱ出力とともに接続さ
れる。ANDゲート４４の出力はマイクロコンピ
ユータ２４に接続されている。

マイクロコンピユータ２４は複数の入力／出力
拡大器５０に接続されている。これら入力／出力
拡大器５０はＸ及びＹ変位ヘツド５６及び５８の
相対位置をそれぞれ表示する座標測定機械
（CMM）表示装置５２，５４並びにラツチ表示
装置２０，２２に接続されている。これら変位ヘ
ツドの表示装置は座標測定機械制御装置の一部で
あるので、詳細には記載しない。サムホイールス
イツチ６０が設けられており、入力／出力拡大器
５０に接続されており、後述するように装置の感
度を調整するために使用される。

この装置は操作者がリセツトボタン６２を押す
ことによつて手動でリセツトでき、或はマイクロ
コンピユータ２４によつて自動的にリセツトでき
る。リセツトボタン６２の一側は接地に接続さ
れ、他側は反転増幅器６４の入力に接続され、こ
の反転増幅器６４の出力はORゲート６６の入力
の１つに接続されている。ORゲートの他方の入
力はマイクロコンピユータ２４の出力に接続され
ている。ゲート６６の出力は反転増幅器６８の入
力に接続されており、反転増幅器６８の出力はフ
リツプフロツプ１６，１８の両方のクリア端子
CLRに接続されている。

手動モードの動作であろうと、自動モードの動
作であろうと、プローブを動作させるために、測
定される部品は接地電位に電気的に接続される。
プローブが手動で作動される場合には、プローブ
は部品のＸ及びＹの両表面と接触することを可能
にされる。この接触が生じている間、Ｘ及びＹ変
位ヘツドはプローブの実際の空間位置をCMM表
示装置５２，５４に、及びラツチ表示装置２０，
２２に、それぞれ表示させる。プローブが部品の
Ｘ又はＹ軸に接触した瞬間に、いずれかのプロー
ブ表面１２又は１４から測定されている部品を通
じて接地電位に至る電気回路が形成される。この
電位の変化は反転増幅器３４又は３８から正の電
圧をフリツプフロツプ１６又は１８に供給させ、
このフリツプフロツプ１６又は１８をトリガせ
る。フリツプフロツプ１６はＸ方向の測定に対し
て作動され、他方フリツプフロツプ１８はＹ方向
の測定に対して作動される。フリツプフロツプ１
６がトリガされると、そのＱ出力が作動され、信
号がラツチ表示装置２０の禁止端子に送られ、瞬
時にそのときに表示装置に示されたプローブ位置
データ、即ちＸ方向におけるプローブの位置、を
固定状態にする。同様に、フリツプフロツプ１８
がトリガされると、そのＱ出力が作動され、信号
がラツチ表示装置２２の禁止端子に送られてその
ときに表示装置に示されたプローブ位置データ、
即ちＹ方向におけるプローブの位置、を瞬時に固
定状態にする。位置データが表示装置２０，２２
に固定された後、この装置の操作者はそのように
表示されたデータを手動で記録することができ、
そしてリセツトボタン６２を押すことができる。
リセツトボタン６２を押すことによつてリセツト
パルスが反転増幅器６４、ORゲート６６及び反
転増幅器６８を介してフリツプフロツプ１６及び
１８のクリア端子CLRに供給される。このリセ
ツトパルスをフリツプフロツプ１６，１８に供給
することはこれらフリツプフロツプのＱ出力を消
勢させることになり、これによつてラツチ表示装
置２０，２２の禁止端子に対する信号がなくな
り、ラツチ表示装置２０，２２は再びＸ及びＹ変
位ヘツドの実際の位置に従うことができる。

プローブが測定されている表面に実際に接触し
ているか否かを装置は操作者が決定するのを援助
するために、フリツプフロツプ１６，１８のＱ出
力は前記したように排他的ORゲート４０の入力
に接続してもよい。このゲート４０の出力はフリ
ツプフロツプ１６，１８のＱ出力のいずれかが付
勢されるときにはいつでも付勢され、他方のフリ
ツプフロツプのＱ出力が付勢されるまで付勢され
たままであり、そして他方のフリツプフロツプの
Ｑ出力が付勢されたときにゲート４０は消勢され
る。この態様において、ブザー４８の作動はプロ
ーブのＸ又はＹ表面によつて測定されている部品
との接触が行なわれたことを操作者に知らせる。
操作者はプローブの他方の表面が測定されている
部品の他方の表面と接触し得るようにプローブを
動かすことができる。これが達成されると、ブザ
ー４８は消勢され、両表面が測定されたことを操
作者に知らせる。

操作者がＸ及びＹの読みを手動で記録する代り
に自動的に記録することもできる。これは前記し
たようにフリツプフロツプ１６及び１８のＱ出力
に接続されているANDゲート４２の使用によつ
て達成される。両フリツプフロツプ１６及び１８
が作動されると、ANDゲート４２の出力が付勢
され、記録装置に信号を発生してラツチ表示装置
２０，２２に現在表示されているデータを記録す
る。データが記録された後、記録装置は出力信号
を発生し、この出力信号はANDゲート４４によ
つて受信されてこのANDゲート４４が作動され、
記録手続きが完了したことを操作者に知らせるよ
うに信号発生装置（図示せず）を作動させるのに
使用できる信号を発生する。代りに、ANDゲー
ト４４によつて発生される信号をマイクロコンピ
ユータ２４に入力信号（フラグ信号）として供給
し、後記する自動ラツチ解除シーケンスを開始さ
せてもよい。自動データ記録を望まない場合に
は、ANDゲート４２からの出力信号を直接マイ
クロコンピユータ２４に供給し、自動ラツチ解除
シーケンスを開始させるためのマイクロコンピユ
ータに対するフラグ信号として使用できるという
ことを注意すべきである。

自動ラツチ解除シーケンスはマイクロコンピユ
ータ２４に対するフラグ信号によつて開始され
る。フラグ信号を受信すると、ラツチされたＸ及
びＹデータの上位４デイジツトが入力／出力拡大
器５０を介してマイクロコンピユータ２４に関連
するメモリに読取られる。これが完了した後、Ｘ
変位ヘツドの相対位置の上位４デイジツトが入
力／出力拡大器５０を介してマイクロコンピユー
タ２４に関連したメモリに読取られる。上記デー
タの符号及びサムホイールスイツチ６０の読みが
次に入力／出力拡大器５０を介して同じメモリに
読取られる。マイクロコンピユータ２４はラツチ
されたＸデータの符号及びＸ変位ヘツドの相対位
置を比較し、加算或は減算がどのような順序で正
の数が生じるように遂行されねばならないかを決
定し、そして必要な算術演算を遂行する。次に、
マイクロコンピユータ２４はその結果をサムホイ
ールスイツチ６０に示された設定値と比較し、こ
の設定値を越える場合にはＸデータチヤネルの状
態を指示するデータビツトをセツトする。

上記動作が完了した後、Ｙ変位ヘツドの相対位
置の上位４デイジツトが入力／出力拡大器５０を
介してマイクロコンピユータ２４に関連するメモ
リに読取られる。次に、マイクロコンピユータ２
４はそれぞれＸパラメータに対して遂行したのと
同じ算術演算をラツチされたＹ及びＹ変位ヘツド
の相対位置に対して遂行し、そしてその結果をサ
ムホイールスイツチ６０の設定値と比較する。Ｘ
データチヤネル及びＹデータチヤネルの両方の結
果がサムホイールスイツチ６０の設定値を越える
場合には、マイクロコンピユータ２４はORゲー
ト６６及び反転増幅器６８を介してフリツプフロ
ツプ１６，１８のクリア端子CLRにリセツトパ
ルスを送り、フリツプフロツプ１６，１８のＱ出
力を消勢させ、ラツチ表示装置２０，２２の禁止
端子に対する信号を消滅させ、これら表示装置が
再びＸ及びＹ変位ヘツドの実際の位置に従うこと
を可能にする。

別法として、マイクロコンピユータ２４の代り
に演算論理回路を使用してもよい。この場合に
は、演算論理回路はラツチされたＸ及びＹデータ
の符号及びＹ変位ヘツドの位置によつて加算或は
減算が遂行できるように電気的に相互接続され
る。符号が等しい（同じ極性をもつ）場合には、
位置データ及びラツチされたデータの減算が行な
われる。符号が反対極性の場合には、これらデー
タの加算が行なわれる。次に、その結果がサムホ
イールスイツチ６０の設定値と比較され、Ｘ及び
Ｙデータチヤネルの両方の結果がサムホイールス
イツチの設定値より大きい場合には、ラツチ表示
装置２０，２２に表示されたデータのラツチ解除
が行なわれる。Ｘ及びＹデータチヤネルの結果が
サムホイールスイツチの設定値より大きくない場
合には、両チヤネルの結果が大きくなるまで上記
動作が繰返され、大きくなつたときにラツチ表示
装置２０，２２に表示されたデータのラツチ解除
が行なわれる。

上記したことから、自動ラツチ解除動作は、装
置の操作者が追加の操作を遂行する。即ちデータ
を記録した後ラツチ表示装置をリセツトする必要
がないから、望ましいことは明らかである。その
上、ラツチ表示装置の手動ラツチ解除はときどき
プローブのはね上がりのために望ましくない。プ
ローブはラツチ或はラツチ解除の工程中多数回に
わたり接触しないことがある。フリツプフロツプ
１６，１８はラツチ工程中のプローブのはね上が
りによる干渉を、プローブの測定されている部品
との最初の接触時に座標情報を記録することによ
つて、除去する。かくして、ラツチ中のプローブ
のはね上がりは、データの記録がプローブの測定
されている部品との最初の接触時に行なわれるの
で、重大なものでなくなる。同様に、ラツチ解除
操作中のプローブのはね上がりは、ラツチ解除が
生じ得る前にプローブが部品からサムホイールス
イツチ６０によつて決定されたある距離だけ離間
されているので、全く影響がない。

上記記載からこの分野の技術者にはある変形、
変更並びに改良が考えられよう。そのようなすべ
ての変形、変更並にに改良は本明細書を簡潔にし
て、読みやすくするために除去されているが、当
然に実用新案登録請求の範囲内にあるということ
を理解すべきである。これら変形、変更及び改良
の一例として、本考案は２軸或は直線からなるシ
ステム（レクテイリニア・システム）に限定され
るものではない。１軸、２軸、或は３軸が使用で
きる。ラツチ解除操作もまた、添付図面の回路に
対する変形、変更に基づいて各軸を独立にラツチ
し、記録し、そしてラツチ解除するように構成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案による座標測定装置の概略回
路構成図である。 １０：回路、１２：２つのＸ座標プローブ接触
表面、１４：２つのＹ座標プローブ接触表面、１
６，１８：フリツプフロツプ、２０，２２：ラツ
チ表示装置、２４：マイクロコンピユータ、３
４，３８，６４，６８：反転増幅器、４０：排他
的ORゲート、４２，４４：ANDゲート、４８：
ブザー、５０：入力／出力拡大器、５２，５４：
座標測定機械表示装置、５６：Ｘ変位ヘツド、５
８：Ｙ変位ヘツド、６０：サムホイールスイツ
チ、６２：リセツトボタン、６６：ORゲート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 物体に沿つて移動しながら該物体を定める複数
   の表面の相対寸法を測定するための可動測定装置
   と、 該可動測定装置によつて決定された前記相対寸
   法を表示するための表示装置と、 前記可動測定装置が前記物体の１つの表面と接
   触した時点を指示するための指示手段であつて、
   前記可動測定装置が前記１つの表面と接触した瞬
   間に作動され、かつ前記可動測定装置が測定され
   ている前記表面のうちの他の表面と接触するまで
   作動された状態に留る指示手段と、 前記表示装置に表示された前記相対寸法と前記
   可動測定装置の相対位置とを比較するための比較
   手段と、 一連の測定された寸法を記憶するための記憶装
   置 とを具備し、 前記比較手段が、前記記憶装置を作動させて前
   記可動測定装置から測定された寸法を受入れさせ
   るとともに、前記相対寸法と前記相対位置間の差
   があらかじめ定められた値を越えたときに、前記
   表示装置をリセツトするようにしたことを特徴と
   する物体の相対寸法を決定するための自動的にリ
   セツト可能な座標測定装置。