JPH02501330A - 座標測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 座標測定装置 発明の分野 本発明は、角度及び線の（Ｉ　１ｎｅａｒ　）測定用の手段に関し、より特徴的 には座標測定装置（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　＋ｅｅａｓｕｒｉｎｇ　ｍａｃｈｉ ｎｅｓ）に関する。

技術水準 基部と、該基部に対して相対的に自由に移動する門形部材（ｐｏｒｔａｌ　）と 、該門形部材に沿って移動可能に該門形部材に装備されている移動部材（ｃａｒ ｒｉａｇｅ　）を具備する座標測定装置は。

技術上知られている。該移動部材はスピンドルを囲んでおり、該スピンドルは自 由に垂直面内で移動し且つ幾何学的パラメータの測定過程において測定される品 物（ｉｔｅｍ）を検知する為の検知ゲージ（ｆｅｅｌｅｒ　ｇａｕｇｅｓ）系を 搭載している。該門形部材は関連する駆動機構（ａｃｔｕａｔｉｎｇｍｅｃｈａ ｎｉｓｍ）によって駆動される。この座標測定装置はさらに基部の側面上で門形 部材の外側に配置されている門形部材変位量測定系を含む、門形部材駆動装置は 同様門形部材の外側で測定系に近接して配置されている（プロスベクタス　フェ ルランティ　著「ザ　ネーム　ザット　エンシュアス　サクセス」メソドロシイ 　システムス（ニスシー　０６５７１０２７／３エム）　ｐｒｏｓｐｅｃｔｕｓ 　Ｆｅｒｒａｎｔｉ、　−Ｔｈｅ　Ｎａｍｅｔｈａｔ　Ｅｎｓｕｒｅｓ　５ｕｃ ｃｅｓｓ’、　ＭｅｔｈｏｄｏｌｏＦＩｙ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、　ＳＣ，０６５７ １０２７／３Ｍ）参照のこと）。

また門形部材の移動を導く案内部材を有する基部を含む座標測定装置も知られて おり、該門形部材は幾何学的パラメータを測定する為に品物が置かれる測定領域 を囲んでいる。門形部材はこれに沿って自由に移動する移動部材を搭載しており 、該移動部材は、検知ゲージ系を固着し垂直面内で移動するスピンドルを具備し ている０例えば親ネジとナツトから構成されている円形部材駆動装置は、門形部 材の両支柱の下部を接続する剛性の横部材に係合している。この座標測定装置は 、基部に固着した測定尺と、例えば剛性の横部材に搭載されたホオトセンサーよ り構成される測定ヘッドとからなる門形部材変位量測定系を有する（ＳＵ、＾、 　６２１，９５５参照のこと）。

剛性の横部材と門形部材は閉じた系を構成する。

従来の座標測定装置は両者共に要求される精度と測定効率を保証できない、なぜ ならば門形部材変位量測定系が測定領域及びその仮定上の幾何学的中心から相当 の距離に配置されており且つ門形部材駆動装置が円形部材固有の重心から比較的 離れているからである。上述した要因はさらに、移動中止じる門形部材の不規則 な角振動や門形部材の角度的ズレによる追加の測定誤差を生ぜしめる。それ故、 特に検知ゲージが測定面に接近する時や測定点の座標を読む時、門形部材を低速 で且つ一定に移動させなければならない、上述した情況は比較的低い測定能力の 結果をもたらす。

発明の概要 本発明は、門形部材変位量測定系の位置を変更することにより、移動中止じる門 形部材の角振動（ａＢｕｌａｒ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ）や角度的ズレ（ａ ｎｇｕｌａｒ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）に起因する測定誤差を減少させるようにし た座標測定装置を提供することを本質的な目的とする。

本発明によれば、この目的は、基部と、基部に配置された案内部材に沿って移動 し測定領域を囲む門形部材と、門形部材の両支柱に連結した剛性の横部材と、該 剛性の横部材に係合する門形部材駆動装置と、基部に接続している測定尺及び剛 性の横部材に接続している測定ヘッドを有する門形部材変位量測定系とからなる 座標測定装置において、本測定装置は門形部材変位量測定系を配置する為の支材 を有し、該支材を門形部材の両支柱から等距離を保って基部上に載置し且つ該支 材により門形部材変位量測定系の測定尺を支持し測定尺の長手軸の延長である直 線が測定領域と交差するように配置することにより達成される。

好ましくは、剛性の横部材は門形部材変位量測定系を配置する為の支材の上方に おいて門形部材の両支柱に固着された取付部材に固着されている。

実際上は、門形部材駆動装置は門形部材変位量測定系を配置する為の支材上であ ってその測定尺の近傍に配置される。

関連する駆動装置により生じる門形部材駆動力の方向に沿った直線は門形部材固 有の重心を通る垂直面に存在し且つ基部に対して相対的な門形部材移動方向に平 行である。

効果的には、本座標測定装置は測定ヘッドを搭載する追加の剛性横部材によって 相互に連結された一対の棒部材を具備し、各棒部材は基部に平行に対応する支柱 に固着され且つ対応する支柱及び取付部材中を通っている。

好ましくは、棒部材は、門形部材の横梁部に対して相対的な測定ヘッドの移動を 除く為に必要な熱膨張係数を有する材料によって作られている。

棒部材を熱絶縁ジャケットで被覆しても良い、好ましくは、円形部材駆動装置は 第一の剛性横部材に結合している。

上述した座標測定装置の設計配置により測定の精度及び効率が向上できる。

図面の簡単な説明 添付した図面に従い、特徴的な実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する 。

第１図は本発明にがかるＭ標測定装置の概観を示す図であり、第２図は門形部材 の一方の支柱に沿った同装置の断面を示す。

発明を実施する為の最良の形態 座標測定装置は、基部１と（第１図）、基部１に沿って移動する門形部材３の為 に基部１に載置された案内部材２を有し、該円形部材３は、支柱（ｐｏｓｔｓ　 ）　４と５及び横梁部６を有し、測定されるべき品物（図示せず）が置かれる測 定領域を囲んでいる。

門形部材３の変位量測定系を配置する為の支材（ｐｏｓｔ　）　７が基部１上で 門形部材３の支柱４及び５から等間隔に配置されている。測定系は、目盛９を有 する測定尺８と、光電気又は誘導等の当該技術において既知の任意の動作原理を 利用した測定ヘッド１０を含む、測定尺８は支材７の上部に固着されており、測 定尺８の長手軸の延長上にある直線が測定領域と交差するようになっている。

門形部材３の支柱４及び５に固着されているのはブラケット１１及び１２であっ て、これらに剛性の横部材１３が取り付けられており、この部材１３は支材７の 上方に配置され且つ測定へラド】０を支持し、これが測定尺８と係合するように なっている。

測定尺８に近く支材７上に設けられているのは門形部材３を駆動するための機構 （ｍｅｃｈａｎｉｓ＋＊）　１４であって、モータ１５と減速歯車１６と横部材 １３に係合する駆動ベルト１７より構成されている。該機構１４は門形部材３を 移動するための作動力を発生し、これは駆動ベルト１７、部材】３及びブラケッ ト１１と１２を介して門形部材３に与えられ、該動力の働く方向に沿った直線は 門形部材３の重心（これは門形部材３が垂直軸に間して対称に配置されている場 合、横梁部６の下方で前支柱４及び５の間に等距離で存在する）を通過する垂直 面上にあり、且つ矢印１８で示すように基部１に相対的な門形部材３の移動方向 に平行である。

門形部材３の横梁部６に沿って動く移動部材（ｃａｒｒｉＢｅ）１９は、移動部 材１９に沿って上下に可動するスピンドル２０を具備し、このスピンドル２０は 測定される品物の幾何学的パラメータの測定過程中において該品物を検知するた めの検知ゲージ（ｆｅｅｌｅｒ　ｇａｕｇｅ）系２１を支持している。

第２図は本装置の他の実施例を示しており、支柱４及び５の各々が穴を有し、各 穴は固定部材２３により対応する支柱４（５）に固着されている棒部材２２を囲 んでいる。該棒部材２２は支柱４（５）から突出し対応するブラケット１１　（ １２）の面２４の中を通っている。各棒部材２２の自由端部には各棒部材２２を 互いに接続する第二の剛性横部材２５が装着されている。

この横部材２５は門形部材３の変位量測定系の測定ヘッド１０を搭載している。

門形部材３の横梁部６に対して相対的な測定ヘッド１０の移動を除くに必要な熱 膨張係数を有する材料によって、該棒部材２２は作られている。若し門形部材３ の前支柱４及び５がスチールで作られていれば、棒部材２２は好ましくは水晶ガ ラス又はセラミックが良く、棒部材２２の材料の熱膨張係数は門形部材３の支柱 ４，５の材料のそれより示さくなり、その結果支柱４．５の周囲温度の変化は棒 部材２２の伸張をもたらさずヘッド１０は一定のままである為、門形部材３の温 度変化の影響を測定精度上除くことができる。

この目的は又熱絶縁材料例えばプラスチックよりなるカバ一部材２６を棒部材２ ２に備えることによっても達成される。

その上、門形部材１３を移動するためのＩＲＭ　１４の駆動ベルト１７は第一の 剛性横部材１３に係合しており、これにより測定ヘッド１０に結合した部材２５ の変形を除き測定精度がさらに向上する。

ブラケット１１　（１２）はボルト２７により各々対応する支柱４（５）に固定 され、部材２５はボルト２８により棒部材２２に固着される。

第１図に示された座標測定装置は次のように動作する。

基部１に相対的に案内部材２の上を、測定領域の方向に（座標系のＹ軸に沿って ）、部材１３及びブラケット１１と１２を介して、機構１４により門形部材３が 移動する。測定尺８に沿って移動するヘッド１０によって円形部材３の変位量が 測定される。移動部材１９は門形部材３に相対的に座標系のＸ軸に沿って移動し 、検知ゲージ系２１を具備するスピンドル２０は移動部材１９に相対的に座標系 の２軸に沿って移動し、ゲージは測定中の品物の表面上であらかじめ指定された 点打に接触する０円形部材３、移動部材１９及びスピンドル２０の共働的移動に より品物表面のあらかじめ指定された点打の座標が決定され、これに基づいて当 該技術において既知の方法により品物の幾何学的パラメータが得られる。

支材７は測定領域外に配置されているけれども、支材７に係合した門形部材３の 変位量測定系は測定領域から最小限の距離に配置されるようになっており、これ によりアツベの原理（この原理に従って測定精度を向上するためには測定系と測 定中の品物との間の距離は最小にしなければならない）からのへだたりを可能な 限り最小ならしめる。その結果、可動門形部材３の角度的不整列による測定誤差 が減少する。

支材７　（第１図）の高さは補正部材２９によって調節され、この部材は基部１ の上で支材７の下を移動し、これにより測定尺８を、異なった高さの品物につい ても測定領域に対して相対的に配列することができる。

支材７の上に８！楕１４を配置することにより門形部材３の慣性モーメントを減 しでき、これにより特に測定中の表面に接近する時及び品物の表面上で指定され た点の座標を読む時に、門形部材３の移動を角的振動無しに且つより高速で行う ことが可能である。これにより測定過程全体の効率を向上できる。

先に述べた座標測定装置の設計によれば、測定過程における精度及び効率を改善 することができる。

産業上利用可能性 本発明は、動力エンジン、自動車、加工機械及び他の産業における複雑形状の部 品例えばボディ、ポスト、シャフト、フランジ、歯車及び他の類似部品の線及び 角度の大きさ、形状のズレ及び相互配置を測定するのに利用できる。

国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．基部（１）と、該基部（１）上に配置された案内部材（２）に沿って移動し 測定領域を囲む門形部材（３）と、該門形部材（３）の支柱（４，５）に接続す る剛性の横部材（１３）と、該横部材（１３）に係合し該門形部材（３）を駆動 するための機構（ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）（１４）と、基部（１）に接続している 測定尺（８）及び剛性の横部材（１３）に接続している必定ヘッド（１０）を有 する門形部材（３）の変位量測定系を具備する座標測定装置において、本装置は 、門形部材（３）の変位量測定系を配置する支材（ｐｏｓｔ）（７）を有してお り、該支材は基部（１）上で門形部材（３）の支柱（ｐｏｓｔｓ）（４，５）か ら等距離に載置され、また該支材は、測定尺（８）の長手軸の延長部分である直 線が測定領域と交差するように、門形部材（３）の変位量測定系の測定尺（８） を備えていることを特徴とする座標測定装置。
2. ２．前記剛性の横部材（１３）は、門形部材（３）の変位量測定系を配置する為 の支材（７）の上方において門形部材（３）の支柱（４，５）に係止された一対 のブラケット（１１，１２）に固着されていることを特徴とする請求の範囲第１ 項記載の座標測定装置。
3. ３．門形部材（３）を駆動するための機構（１４）は、測定尺（８）に接近した 状態で、門形部材（３）の変位量測定系を配置するための支材（７）上に配置さ れていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の座標測定装置。
4. ４．門形部材移動用の機構（１４）により発生する門形部材（３）移動用の作動 力方向に沿った直線が、門形部材（３）固有の重心を通る垂直面に含まれ且つ基 部（１）に対して相対的に移動する門形部材（３）の移動方向に平行であること を特徴とする請求の範囲第３項記載の座標測定装置。
5. ５．本装置は測定ヘッド（１０）を備える別の剛性部材（２５）によって互いに 接続された棒部材（２２）を有し、各棒部材は、基部（１）に平行な、対応する 支柱（４，５）に固着され、且つ対応する支柱（４，５）及びブラケット（１１ ，１２）を貫通していることを特徴とする請求の範囲第２項記載の座標測定装置 。
6. ６．本装置は測定ヘッド（１０）を備える別の剛性部材（２５）によって互いに 接続された棒部材（２２）を有し、各棒部材は、基部（１）に平行な、対応する 支柱（４，５）に固着され、且つ対応する支柱（４，５）及びブラケット（１１ ，１２）を貫通していることを特徴とする請求の範囲第３項記載の座標測定装置 。
7. ７．棒部材（２２）は、その熱膨張係数が門形部材（３）の横梁部（６）に対す る相対的な測定ヘッド（１０）の変位を妨げる材料から作られていることを特徴 とする請求の範囲第５項記載の座標測定装置。
8. ８．棒部材（２２）は、その熱膨張係数が門形部材（３）の横梁部（６）に対す る相対的な測定ヘッド（１０）の変位を妨げる材料から作られていることを特徴 とする請求の範囲第６項記載の座標測定装置。
9. ９．棒部材（２２）は、熱絶縁ジャケット部材（２６）の内部に包まれているこ とを特徴とする請求の範囲第５項記載の座標測定装置。
10. １０．棒部材（２２）は、熱絶縁ジャケット部材（２６）の内部に包まれている ことを特徴とする請求の範囲第６項記載の座標測定装置。
11. １１．門形部材（３）の移動用の機構（１４）は第一の剛性部材（１３）に結合 していることを特徴とする請求の範囲第３項記載の座標測定装置。
12. １２．門形部材（３）の移動用の機構（１４）は第一の剛性部材（１３）に結合 していることを特徴とする請求の範囲第５項記載の座標測定装置。
13. １３．門形部材（３）の移動用の機構（１４）は第一の剛性部材（１３）に結合 していることを特徴とする請求の範囲第７項記載の座標測定装置。
14. １４．門形部材（３）の移動用の機構（１４）は第一の剛性部材（１３）に結合 していることを特徴とする請求の範囲第９項記載の座標測定装置。