JPH0236086Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、測定機本体に対して測定ヘツドを所
定の姿勢に設定する測定ヘツド姿勢設定構造に係
り、更に詳しくは、測定ヘツドの取るべき姿勢を
検出して測定ヘツドを所望の姿勢に設定させる測
定ヘツドの姿勢設定構造に関する。

測定機本体に対する測定ヘツドの取り付け姿勢
を種々変更しなければならない場合がある。たと
えば、被測定物に当接した瞬間に信号を発するタ
ツチ信号プローブが測定ヘツドであり、前記タツ
チ信号プローブを互いに直交する三軸方向のそれ
ぞれに移動可能に支持し且つ三軸方向のそれぞれ
の移動量を検知して前記タツチ信号プローブの三
次元的座標位置を捕える、いわゆる三次元測定機
が測定機本体である場合には、被測定物の形状
（測定箇所）に応じてタツチ信号プローブの三次
元測定機に対する取り付け姿勢を種々変更しなけ
ればならない。

この様な場合、三次元測定機に対するタツチ信
号プローブの取り付け姿勢（回動位置）を検出す
る回動位置検出機能及び三次元測定機に対してタ
ツチ信号プローブを回動駆動させる回動駆動機能
を備えた姿勢制御装置を介して、タツタ信号プロ
ーブを測定機本体である三次元測定機に取り付け
る事が考えられる。しかしながら、この様な姿勢
制御装置を用いる場合には、その姿勢制御装置の
為の電子制御装置をも備えなければならないな
ど、装置全体の大型化を招き、経済的負担も大き
く、更には、タツチ信号プローブの測定機本体側
への取り付け部分が大型かつ高重量化する為に測
定精度上の問題点をも生じ、また、測定範囲が狭
められる事もある。また、このようにタツチ信号
プローブの姿勢制御装置を備えた三次元測定機で
はタツチ信号プローブを三次元的に移動させるこ
とをも自動化させる、いわゆる完全自動式の三次
元測定機が考えられるが、この場合は、自動送り
するタツチ信号プローブを被測定個所の間際では
特に低速送りしなければならず、それ以外では高
速送りしなければならない等、装置全体が極めて
複雑となるものである。そこで、タツチ信号のプ
ローブの三次元的移動自体は自動送りして行う
が、自動送りによりタツチ信号プローブを被測定
個所近傍に移動させた後は、手動によりタツチ信
号プローブの姿勢を変更する方式である、いわゆ
る（CNC方式による）半自動方式の三次元測定
機が広く採用されている。すなわち、三次元測定
機においては、タツチ信号プローブの取り付け姿
勢の変更を自動制御化させることのメリツトはそ
れ程には認められず、むしろ、測定個所近傍に自
動送りされたタツチ信号プローブを、手動により
確実且つ迅速に所望の姿勢に設定することのでき
る設定構造が望まれている。

なお、タツチ信号プローブの三次元測定機への
取り付け部分に目盛り板及びこの目盛り板を指標
する指針を設け、これら目盛り板及び指針を頼り
に測定作業者が手動によりタツチ信号プローブの
姿勢設定を行う事も考えられるが、この様な場合
には、正確な姿勢設定を確保しがたいと共に、タ
ツチ信号プローブの姿勢によつては前記目盛り板
が必ずしも容易に読みとる事の出来ない場合もあ
る。

本考案の目的は、構造が簡易で経済的負担も少
なく、しかも、測定ヘツドを容易に所望の姿勢に
設定する事の出来る測定ヘツドの姿勢設定構造を
提供するにある。

その為本考案は、室温時に変形が加えられても
一旦昇温されると再び元の記憶形状に戻る形状記
憶合金よりなる姿勢検出部材と、測定機本体に対
する測定ヘツドの姿勢に応じて前記姿勢検出部材
を部分的に変形させる与変形手段と、この与変形
手段により与えられた姿勢検出部材の変形個所を
検出する検出手段と、前記姿勢検出部材を昇温し
て姿勢検出部材を再び元の（変形前の）記憶形状
に戻させる昇温手段と、を設け、前記与変形手段
により姿勢検出部材に部分的に変形を与えた後に
は、この変形を前記検出手段により検出して測定
ヘツドの姿勢を容易に所望の姿勢に設定する事を
可能とし、また、所望姿勢自体を変更させる必要
のある場合には、前記昇温手段により前記姿勢検
出部材を一旦記憶形状に戻せば、再び他の所望姿
勢を前記姿勢検出部材に記憶させる事も可能にし
て、前記目的を達成しようとするものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図には本考案に係る測定ヘツドの姿勢設定
構造が三次元測定機に適用された一実施例が示さ
れている。図中、測定機本体としての三次元測定
機１は、図示しない計測制御装置（コンピユー
タ）が接続されている、いわゆるCNC
（ComputerNwnericalControl）方式による半自
動方式の三次元測定機であり、学習機能を有し、
軌跡データに基づいて測定ヘツド（タツチ信号プ
ローブ）を自動送りすることができるものであ
る。この三次元測定機１は基台２を有し、基台２
上には測定テーブル３が載置され、測定テーブル
３の両側位置には、それぞれコラム４が立設され
ている。これら一対のコラム４上にはＹ軸方向
（紙面直交方向）に延長されたガイドレール５を
介して横桁６がＹ軸方向に移動自在に設けられて
いる。この横桁６にはＸ軸方向のガイドレール７
を介してスライダー８が移動自在に設けられ、こ
のスライダー８には可動部としてのスピンドル９
がＺ軸方向に移動自在に設けられている。従つ
て、スピンドル９は互いに直交するＸ，Ｙ，及び
Ｚ軸方向のそれぞれに移動自在とされている。

スピンドル９の先端には、第２図にも拡大して
示される様に、本考案に係る測定ヘツド姿勢測定
構造としての姿勢設定装置１１を介して、測定ヘ
ツドとしてのタツチ信号プローブ１２が取り付け
られている。

姿勢設定装置１１はスピンドル９に挿入される
シヤンク２１を有し、このシヤンク２１がスピン
ドル９に螺合された固定ねじ２２により固定され
て、姿勢設定装置１１がスピンドル９に保持され
ている。また、姿勢設定装置１１は測定ヘツド取
付部２３を有し、この測定ヘツド取付部２３に設
けられた支軸２４に前記タツチ信号プローブ１２
のアダプタ２５の一端側が回動可能に取付けられ
ている。また、アダプタ２５の測定ヘツド取付部
２３に対する取付け角度、別言すれば、タツチ信
号プローブ１２の三次元測定機１に対する取付け
姿勢は締めナツト２６により所望の状態に固定さ
れる様になつている。

測定ヘツド取付部２３には、凸条部３１が前記
支軸２４を回動中心としてタツチ信号プローブ１
２の回動方向に沿つて設けられている。この凸条
部３１には、第３図にも示される様に、長手方向
に沿つて溝部３２が設けられ、この溝部３２の両
側には昇温手段としてのヒータ３３が設けられ、
このヒータ３３を覆う様にして姿勢検出部材３４
が貼設され、この姿勢検出部材３４は前記溝部３
２を閉塞して配置された状態となつている。姿勢
検出部材３４は、チタン−ニツケル合金、銅−亜
鉛、金−カドミウム、あるいは銀−カドミウム等
の合金等よりなる形状記憶合金であり、室温時に
変形が加えられても一旦所定温度に昇温されると
再び元の記憶形状に戻るという特性を有してい
る。また、この姿勢検出部材３４の記憶形状は表
面が平滑な状態（凹凸のないフラツトな状態）で
ある。なお、前記凸条部３１は姿勢検出部材３４
の取付台としてのみの役割を果すだけでなく、ヒ
ータ３３の熱を測定ヘツド取付部２３側へ伝達さ
せない断熱層としての役割を果すものとしてもよ
い。

前記アダプタ２５の所定位置には保持筒４１を
介して与変形手段及び検出手段の両手段を兼る押
圧ピン４２が測定ヘツド取付部２３側に向つて進
退動可能に取付けられている。この押圧ピン４２
の先端側は前記姿勢検出部材３４に当接可能とさ
れ、この当接位置は前記溝部３２上に位置される
様構成されている。

前記保持筒４１には、たとえば袋ナツト状の調
整ナツト４３が螺合被覆され、この調整ナツト４
３の凹陥部４４内に前記押圧ピン４２の基端側が
配置されている。この凹陥部４４の底部と前記押
圧ピン４２の基端部との間には圧縮コイルばね４
５が介装され、このばね４５により押圧ピン４２
は姿勢検出部材３４側へと付勢されている。な
お、姿勢検出部材３４は形状記憶合金であり、形
状記憶合金は一般の金属に比して柔かいという特
性を有しているが、押圧ピン４２がばね４５によ
り付勢されて当接されている限りにおいては姿勢
検出部材３４には何らの変形も与えられないよう
になつている。

また、前記アダプタ２５はタツチ信号プローブ
１２のプローブ本体５１に固定されていると共に
プローブ本体５１にはプローブ軸５２が突設さ
れ、このプローブ軸５２の先端の測定子５３が被
測定物（図示せず）に当接してプローブ軸５２が
プローブ本体５１に対して傾くとタツチ信号プロ
ーブ１２には検出信号が発生する様になつてい
る。

次に、本実施例の作用につき説明する。

測定テーブル３上の所定位置に、被測定物の測
定を行う為の基準体をセツトし、まず手動により
タツチ信号プローブ１２を三次元的に移動させて
前記基準体の必要位置に測定子５３を接触させ
る。この際のタツチ信号プローブ１２の三次元的
移動の軌跡データを前記計測制御装置に記憶さ
せ、実際の被測定物（ワーク）の測定に際しては
その軌跡データに基づいてタツチ信号プローブ１
２を三次元的に移動させる。

基準体を用いて前記軌跡データを記憶させてい
くときには、基準体の形状（従つて被測定物の形
状）によりタツチ信号プローブ１２の取付け姿勢
を種々変更させる必要がある。タツチ信号プロー
ブ１２の取付け姿勢を変更させるには、締めナツ
ト２６を緩めて姿勢設定装置１１に対してタツチ
信号プローブ１２を一旦回動可能とさせ、次い
で、所望の回動姿勢にタツチ信号プローブ１２を
配置し、この姿勢で再び締ナツト２６を締めつけ
て姿勢設定装置１１に対してタツチ信号プローブ
１２を所望の回動角度に固定する。このときの姿
勢を姿勢設定装置１１に記憶させるには、調整ナ
ツト４３の調整により押圧ピン４２を姿勢検出部
材３４に比較的強く押し付ける。これにより、形
状記憶合金より形成されている前記姿勢検出部材
３４は、第３図中２点斜線で示される様に、溝部
３２側にへこまされて恰もポンチングされたとき
のポンチ穴状の変形３４Ａが前記姿勢検出部材３
４に形成される。

この様にして、押圧ピン４２により姿勢検出部
材３４にタツチ信号プローブ１２の姿勢に応じて
所定の位置に部分的変形３４Ａを形成した後は、
調整ナツト４３を再び緩め、押圧ピン４２の先端
に姿勢検出部材３４を当接させるが、この際に
は、押圧ピン４２により姿勢検出部材３４が変形
されない状態で当接させておく。この状態におい
てタツチ信号プローブ１２を姿勢設定装置に対し
て回動させ、前記以外の他の所望姿勢にタツチ信
号プローブ１２を配置させた後には、再び、前述
と同様の操作により姿勢検出部材３４に所定の部
分的変形３４Ａを施す。

この様にして軌跡データの学習と共に姿勢検出
部材３４に幾つかの変形３４Ａを記憶させた後、
前記基準体にかえて実際の被測定物を測定する。

実際の被測定物の測定に際しては、タツチ信号
プローブ１２の三次元的移動自体は前記軌跡デー
タに基づき自動送りするが、タツチ信号プローブ
１２の姿勢変更は手動により行う。調整ナツト４
３を調整して押圧ピン４２の先端側が姿勢検出部
分３４の表面を接触移動するが前記姿勢検出部材
３４に変形３４Ａを与えない程度にしておく。こ
の状態で、タツチ信号プローブ１２を支軸２４を
中心として回動させていくと、前記変形３４Ａ内
に押圧ピン４２の先端側が嵌入すると、タツチ信
号プローブ１２の回動力に抵抗が加わる。この
為、測定者はこの位置においてタツチ信号プロー
ブ１２を姿勢設定装置１１に固定すべき事が了解
される。このとき、締めナツト２６を締める事に
よりタツチ信号プローブ１２の姿勢を所望の姿勢
に設定（固定）出来る。また、一つの姿勢から他
の姿勢へと変更させる場合にも、同様にして測定
者に所望の姿勢が了解される事となる。

この様にして、いわゆる半自動方式により一連
の測定を行つた後には、前記昇温手段としてのヒ
ータ３３により姿勢検出部材３４を所定温度（例
えば60℃）に一旦昇温させると、姿勢検出部材３
４は記憶形状である表面平滑状態へと戻され、即
ち、姿勢検出部材３４から変形３４Ａが消去さ
れ、姿勢検出部材３４に新たな変形３４Ａを加え
る事が可能となる。

本実施例によれば次の様な効果がある。

タツチ信号プローブ１２の姿勢を形状記憶合金
よりなる姿勢検出部材３４に記憶させるものであ
る為、装置全体の大型化を招く姿勢制御装置や高
価な電子制御装置等を要する事なく、タツチ信号
プローブ１２を所望の姿勢に次々と設定させる事
が出来る。また、姿勢制御装置１１は構造簡易に
にして小型化が容易である為、タツチ信号プロー
ブ１２の採り得る姿勢に制限が加えられず、従つ
て測定範囲を広くできると共に、重量が軽い為、
姿勢ごとの負荷変動が生ずる虞れがなく測定精度
上も好ましい。

また、目盛り板と指針とを設けて視認によりタ
ツチ信号プローブ１２の姿勢を読み取るなどの場
合と異なり、設定すべき姿勢に至ると押圧ピン４
２が変形３４Ａ内に嵌入されてタツチ信号プロー
ブ１２の回動力に抵抗が加わり、この抵抗が測定
者に容易に覚知される。従つて、誤動作の虞れが
ないばかりか、姿勢変更に要する操作を極めて迅
速かつ容易に行う事が出来、測定作業全体の効率
が向上する。

特に前述の様に学習機能を備えた前記計測制御
装置により、いわゆる半自動的に測定操作を行う
場合には、構造簡易で経済的負担が少ないにも拘
わらず測定作業を極めて迅速且つ容易に遂行出来
るものである。

なお、上述においては、三次元測定機１には学
習機能を備えた計測制御装置が接続され、即ち三
次元測定機１は謂ゆるCNC方式の三次元測定機
であるとしたが、これに限らず、被測定物の測定
に際してはタツチ信号プローブ１２の三次元的移
動についても手動により行わせる、いわゆる通常
の三次元測定機であつてもよい。また、三次元測
定機にも限らず、二次元測定機や内外機測定機等
の他の測定機が測定機本体であり、測定ヘツドも
前記タツチ信号プローブ１２に限らず、たとえば
測定子の測定ヘツドに対する変位量を検出出来る
様構成された変位検出機等であつてもよい。

また、姿勢検出部材３４の表面にポンチ穴状の
変形３４Ａが与えられる場合に限らず、たとえ
ば、姿勢検出部材は支軸２４を中心とする円弧形
状を記憶形状とする針金状の形状記憶合金よりな
り、この針金状の形状記憶合金に例えば略三角形
状の変形が加えられるなど、姿勢検出部材及び変
形は何れも前記以外のものであつてもよい。

さらに、姿勢検出部材３４に変形３４Ａを与え
る与変形手段と前記変形３４Ａを検出する検出手
段は一つの押圧ピン４２により構成されるものと
したが、検出手段は前記変形３４Ａ等により作動
されるリミツトスイツチ、あるいは前記変形３４
Ａ等を磁気的、光学的、超音波的に検出するもの
であるなど、与変形手段と検出手段とが別個に設
けられているものであつてもよい。

更にまた、昇温手段はヒータ３３であるとした
が、この様にヒータ３３を姿勢検出部材３４とは
別個に設ける場合に限らず、姿勢検出部材３４に
直接電流を流して姿勢検出部材３４の昇温をはか
るものであつてもよい。

また、姿勢設定構造は、測定機本体である三次
元測測機１や測定ヘツドであるタツチ信号プロー
ブ１２とは別個に構成された姿勢設定装置１１で
あるとしたが、姿勢設定構造が測定機本体や測定
ヘツドに一体的に設けられていてもよい。

上述の様に本考案によれば、構造が簡易で経済
的負担も少なく、しかも、測定機本体に対して測
定ヘツドを容易に所望の姿勢に設定させる事の出
来る測定ヘツド姿勢変更構造を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による測定機の測定ヘツド姿勢
設定構造が三次形測定機に適用された一実施例の
全体構成を示す正面図、第２図は前記実施例の要
部を示す拡大正面図、第３図は第２図の−線
に従う矢視拡大断面図である。 １……測定機本体としての三次元測定機、９…
…可動部としてのスピンドル、１１……測定ヘツ
ド姿勢設定構造としての姿勢設定装置、１２……
測定ヘツドとしてのタツチ信号プローブ、２３…
…測定ヘツド取付部、２４……支軸、２５……ア
ダプタ、２６……締めナツト、３２……溝部、３
３……昇温手段としてのヒータ、３４……姿勢検
出部材、３４Ａ……変形、４２……与変形手段及
び検出手段としての押圧ピン、４３……調整ナツ
ト、４５……圧縮コイルばね、５３……測定子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 室温時に変形が加えられても一旦昇温されると
   再び元の記憶形状に戻る形状記憶合金よりなる姿
   勢検出部材と、測定機本体に対する測定ヘツドの
   姿勢に応じて前記姿勢検出部材を部分的に変形さ
   せる与変形手段と、この与変形手段により与えら
   れた姿勢検出部材の変形個所を検出する検出手段
   と、前記姿勢検出部材を昇温する昇温手段と、が
   備えられていることを特徴とする測定機の測定ヘ
   ツド姿勢設定構造。