JPH03122512A - 三次元座標測定機のプローブ操作装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三次元座標測定機のプローブ操作装置に係り
、特に三次元座標測定機のプローブを移動させるときに
使用する三次元座標測定機のプローブ操作装置に関する
。

〔従来の技術〕

三次元座標測定機はプローブを被測定物と接触させるこ
とによって被測定物の形状、輪郭等を測定する。従来、
ｚ軸に取り付けられたプローブを移動するには、フロー
ティング式によるものと、別個に設置されたジョイステ
ィック等の操作装置を用いてプローブの移動を行うもの
とがある。フローティング式の場合は、操作者がプロー
ブを手動で移動して、プローブを被測定箇所に導き接触
させる。ジョイスティックを利用した操作装置では、接
作者がジョイスティックを操作して測定箇所にプローブ
を移動し、被測定物に測定子を接触させる。

ジョイスティックによってプローブを移動させる三次元
座標測定機には、Ｘ−Ｙ方向操作用と、Ｚ方向１（’Ｉ
Ｅ用にジョイスティックが２本設萱されたものがあるが
、プローブを移動させるときに２本のジョイスティック
を同時に操作しなければならないため、かなりの熟練が
必要とされる。

そこで、ジョイスティックが１本ですむよう、３軸のう
ちＸ−Ｙの２軸方向はスティックの傾動によってプロー
ブを移動させ、Ｚ軸方向はジョイスティックの回転によ
って移動指示信号を伝達するようにしたジョイスティッ
クが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、３軸目の移動指示信号をジョイスティッ
クの回転によって出力するようにしたジョイスティック
の場合、ジョイスティックを回転させているときに、ジ
ョイスティックが不用意に傾動し、プローブが予期しな
い方向に移動してしまうことがある。従って、微妙な操
作が難しく、測定を円滑に行えない欠点がある。また、
ジョイスティックの回転によってプローブを移動させる
と、回転方向とプローブの移動方向とが異なるので感覚
が閥みにくり、誤操作を招くという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、プロ
ーブの微妙な操作を容易に行うことができ、フローティ
ング式の三次元座標測定機と同様な感覚でプローブの操
作を行うことが可能な三次元座標測定機のプローブ操作
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するために、三次元座標測定
機のプローブを三軸方向に移動させるための移動指示信
号をプローブ駆動機構に出力してプローブを移動する三
次元座標測定機のプローブ操作装置において、前記プロ
ーブ操作装置の基台の周囲に、矩形状に形成され三次元
座標測定機の三つの軸方向のうちＸ軸方向のみに移動可
能なＸ操作リング、Ｙ軸方向のみに移動可能なＹ４ｉ作
リング並びにＺ軸方向のみに移動可能なＺＷ作リングを
夫々配設するとともに、前記Ｘ操作リング、Ｙ操作リン
グ及びＺａ作クリング移動量を個別に検出するセンサを
取り付け、これらの操作リングを夫々の方向に移動した
ときに検出されるセンサの検出出力に応じて、これらの
操作リングの移動方向と同じ軸方向にプローブを移動す
る移動指示信号を出力するようにしたことを特徴として
いる。

〔作用〕

本発明によれば、プローブ操作装置の基台の周囲に、矩
形状に形成され三次元座標測定機の三つの軸方向のうち
Ｘ軸方向のみに移動可能なＸ操作リング、Ｙ軸方向のみ
に移動可能なＹ１作リング並びに２軸方向のみに移動可
能なＺ操作リングを夫々配設するとともに、Ｘ１作リン
グ、Ｙｆｉ作リシリング２揉作リングの移動量を個別に
検出するセンサを取り付けている。そして、Ｘ？４作リ
シリングｆｉ作リシリングにＺ操作リングが夫々の方向
に移動することにより検出されるセンサの検出出力に応
じて各操作リングの移動方向と、同じ方向にプローブを
移動するようにしている。

また、三次式座標測定機のＺ軸に前記のプローブ操作装
置を設置し、プローブ操作装置の基台の下部にプローブ
を取り付けている。即ち、プローブはプローブ操作装置
の基台を介してＺ軸に取り付けられており、各操作リン
グを所望方向に移動すれば、各操作リングの移動量が各
センサによって検出され、この検出出力に応じて、操作
リングの移動方向と同じ方向にプローブを移動するよう
にしている。これにより、フローティング式のプローブ
と同様な感覚で、プローブを所望方向に移動することが
できる。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係る三次元座標測定機
のプローブ操作装置の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る三次元座標測定機のプローブ操作
装置が適用されたブリッジ形の三次元座標測定機の概略
を示した斜視図である。第１図において、定盤１０上に
は左Ｙキャリフジ１２、右Ｙキャリッジ１４が立設され
、左Ｙキャリブジ１２と右Ｙキャリッジ１４間にはＸガ
イド１６がブリッジ状に架は渡されている。Ｘガイド１
６にはＺ軸１８が、図示しない駆動機構によってＸ軸方
向へ駆動自在に配設されている。また、Ｚ軸１８の下端
にはプローブ操作装置３８が基台４０　（第１図には図
示せず）を介して取り付けられており、更に基台４０の
下部にはプローブ２０が取り付けられている。プローブ
２０はプローブ操作装置ｔ３８を操作によって、測定子
２ＯＡが定盤１０上の被測定物の表面に接触するよう移
動され、そのときの座標値を三次元座標測定機の制御部
等に取り込むことにより、被測定物の形状等が測定され
る。

第２図は本発明に係る三次元座標測定機のプローブ操作
装筐をＹ軸方向から見た側断面図、第３図は第２図のＡ
−Ａ線に沿った断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ線に沿
った矢視図、第５図はＣ−Ｃ線に沿った矢視図である。

プローブ操作装置３８は２軸１８下端に取り付けられた
基台４０を中心として構成される。基台４０には、プロ
ーブ操作装置３８の主要構成部材であるＸ操作リング４
２、Ｙ操作リング４４．２損作リング４６等が配設され
、基台４０の下部にはプローブ２０が取り付けられてい
る（第２図〜第６図では省略）。また、第６図は、プロ
ーブ操作装置３８を上方から見た平面図で、第６図に示
すように、各操作リングは矩形状に形成され、最内側に
Ｘ操作リング４２、Ｘ操作リング４２の外側にＹ操作リ
ング４４、最外側にＺ操作リング４６が夫々、基台４０
を中心として配設されている。

Ｘ操作リング４２の取り付は構造は以下の通りである。

第２図及び第３図において、基台４０の外側にはリニア
ベアリング４８が組み込まれ、リニアベアリング４８は
複数個の鋼球、４８Ａ、４８Ａ・・・からなり、Ｘｆｉ
作リング４２をＸ軸方向に、一定の範囲で摺動可能に支
持している。また、Ｘ操作リング４２の下方には略り字
形のレバー５２Ａ、５２Ｂが支軸５０Ａ、５０Ｂによっ
て回動自在に基台４０に取り付けられ、Ｘ操作リング４
２の可動片４２Ａがレバー５２Ａ、５２Ｂの先端に当接
している。また、レバー５２Ａ、５２Ｂ間は、ばね５４
によって連結されるとともに、基台４０に植設されたス
トッパ５６Ａ、５６Ｂによって一定位置に規制され、Ｘ
操作リング４２を中立点に保持している。

更に、第３図に示すように基台４０にはＸ操作リング４
２のスライド量を検出するリニアポテンショメータ５８
　（センサ）が取り付けられており、Ｘ操作リング４２
０図示しない切り欠き部と、リニアポテンショメータ５
８の可動片５８Ａが嵌合している。従って、リニアポテ
ンショメータ５８は、Ｘ操作リング４２とともにスライ
ドする可動片５８Ａの移動によってＸ方向のスライド量
を検出し、この検出出力を図示しない三次元座標測定機
の制御部に出力する。即ち、操作者がＸ操作リング４２
を所定量、Ｘ方向に移動させると、リニアポテンショメ
ータ５８によって移動量が検出され、制御部がこの検出
出力に基づいた移動指示信号をプローブ駆動機構に出力
することにより、プローブ２０をＸ軸方向に駆動する。

このため、Ｘ操作リング４２の移動方向と同じ方向にプ
ローブを移動させることができ、操作性が向上する。

Ｙ操作リング４４は第２図に示すようにＸ操イ乍リング
４２に組み込まれたリニアベアリング６０によって支持
され、リニアベアリング６０はｉｔ個の鋼球６０Ａ、６
０Ａ・・・からなり、Ｙ操作リング４４をＹ方向に、一
定の範囲で摺動可能にしている。また、第４図に示すよ
うにＹ操作リング４４の下方には略り字形のレバー６２
Ａ、６２Ｂが支軸６３Ａ、６３Ｂによって回動自在にＸ
操作リング４２に取り付けられている。レバ−６２Ａ１
６２Ｂ間は、ばね６４によって連結され、Ｘ４作リング
４２に植設されたストッパ６６Ａ、６６Ｂによって一定
位置に規制され、Ｙ操作リング４４を中ｎに保持してい
る。

第７図は第２図のＤ−Ｄ線に沿った矢視図である。第２
図及び第７図に示すように、Ｘ操作リング４２には、Ｙ
操作リング４４のスライド量を検出するリニアポテンシ
ョメータ６８　（センサ）が取り付けろれており、リニ
アポテンショメータ６８の可動片６８ＡとＹＦ作リング
４４の切り欠き部４４Ａが嵌合している。従って、リニ
アポテンショメータ６８は、操作者がＹ操作リング４４
をＹ方向に移動すると可動片６８Ａが移動してＹ操作リ
ング４４のスライド量を図示しない制御部に出力する。

更に、制ａ部は検出出力に基づいた移動指示信号をプロ
ーブ駆動機構に出力し、プローブをＹ軸方向に所定量移
動させる。

次に、Ｘ操作リング４６の取り付は構造を説明する。第
５図に示すように、Ｙ１作リング４４の外側には、レバ
ー？ＯＡ、７０Ｂの一端が、支軸７２Ａ、７２Ｂによっ
て上下方向に移動可能に支持されている。レバー？ＯＡ
、７０Ｂの池端には、Ｘ操作リング４６が支軸７４Ａ、
７４Ｂによって取り付けられており、Ｘ操作リング４６
はレバー７０Ａ、７０Ｂを介してＹＷ作リング４４に支
持され、Ｘ操作リング４６がＺ方向に平行に動くことが
できるようになっている。加えて、ＹＦ作リング４４に
は、レバー７８が支軸７６によって回動可能に取り付け
られ、その一端の凹部７８　Ａは、Ｘ操作リング４６に
植設されたビン８０と嵌合している。このため、Ｘ操作
リング４６が２方向に移動すると、レバー７８は支軸７
６を中心に回転される。

更に、第３図においてＹ操作リング４４には、レバー８
２Ａ、８２Ｂが支軸８４Ａ、８４Ｂによって取り付けら
れており、レバー８２Ａ、８２Ｂ間は、ばね８６によっ
て連結されている。また、レバー８２Ａ、８２ＢｌｔＹ
操作リング４４に植設されたストッパ８８Ａ、８８Ｂに
よって夫々中立点に位置するよう規制される。従って、
レバー８２Ａ、８２Ｂがレバー７８の池端７８Ｂを支持
することにより、Ｘ操作リング４６をストロークの中立
点に保持している。

また、第４図に示すように、ＹＦ作リング４４にはリニ
アポテンショメータ９０（センサ）が取り付けられてお
り、Ｘ操作リング４６の切り欠き部４６Ａが、リニアポ
テンショメータ９０の可動片９０．へと嵌合している。

従って、操作者がＸ操作リング４６を所定量、Ｚ方向に
移動させると、リニアポテンショメータ９０がＸ操作リ
ング４６の移動量を検出し、この検出出力に基づいて、
プローブを２軸方向に移動させる。更に、Ｘ操作リング
４６と基台４０との間は防鷹ゴム９２によってカバーさ
れ、内部へ磨埃等が侵入することを防止している。

前記の如く構成した三次元座標測定機の作用は以下の通
りである。プローブを被測定物に接触させる場合は、所
望方向にプローブ操作装置３８の各操作リング４２．４
４．４６を移動する。例えば、プローブをＺ方向に移動
するときは、Ｘ操作リング４６を所望量だけ所望方向に
移動する。そうすると、リニアポテンショメータ９０　
（センサ）がＺ軸方向の移動速度、移動量等の移動指示
信号を三次元座標測定機の図示しない制御部等に出力し
、制御部は、この検出出力に基づいて、Ｚ軸方向にプロ
ーブを移動させる移動指示信号をプローブ駆動機構に出
力する。そして、プローブの移動を停止するときは、Ｚ
操作リング４６を離すと、ばね８６によってＸ操作リン
グ４６が中立点に戻され、プローブの移動が停止される
。また、Ｘ方向及びＹ方向も同様な手順でプローブの移
動を行うことができる。

このように、各操作リングの移動方向と同じ方向にプロ
ーブを移動させるようにしているので、プローブ操作装
置を所望方向に移動すれば、フローティング式の三次元
座標測定機と同様な感覚でプローブを移動することがで
きる。

尚、本実施例ではプローブ操作装置をブリッジ形の三次
元座標測定機に適用した場合について説明したが、これ
に限らず他の三次元座標測定機に適用してもよい。更に
、プローブ操作装置を三次元座標測定機の前面等に独立
して投首し、遠隔操作によってプローブを移動させるこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る三次元座標測定機のプ
ローブ操作装置によれば、操作者が三つの操作リングを
夫々移動させることにより、プローブを各操作リングの
移動方向と同じ方向に移動することができるため、誤操
作をすることがなく被測定物に対してプローブを容易、
且つ正確に移動することができる。また、プローブをプ
ローブ操作装置の基台を介してＺ軸に取り付け、プｏ　
−ブ揉作装置の各操作リングを移動させて、各操作リン
グの移動量に応じてプローブを移動するようにしている
。これにより、フローティング式のプローブと同様な感
覚で、プローブを所望方向に移動することができ、能率
的に座標測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る三次元座標測定機のプローブ操作
装置が適用された三次元座標測定機の概略を示した斜視
図、第２図は本発明に係るプローブ操作装置をＹ軸方向
から見た側断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿った
断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ線に沿った矢視図、第
５図はＣ−Ｃ線に沿った矢視図、第６図は第２図のプロ
ーブ操作装置を上方から見た平面図、第７図は第２図の
Ｄ−Ｄ線に沿った矢視図である。 １８・・・Ｚ軸、　　２０・・・プローブ、　　３８・
・・プローブ操作装置、　４０・・・基台、　　４２・
・・Ｘ操作リング、　　４４・・・Ｙ１作リング、　　
４６・・・Ｚ操作リング、　　５８．６８．９０・・・
リニアポテンショメータ（センサ）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）三次元座標測定機のプローブを三軸方向に移動さ
   せるための移動指示信号をプローブ駆動機構に出力して
   プローブを移動する三次元座標測定機のプローブ操作装
   置において、 前記プローブ操作装置の基台の周囲に、矩形状に形成さ
   れ三次元座標測定機の三つの軸方向のうちＸ軸方向のみ
   に移動可能なＸ操作リング、Ｙ軸方向のみに移動可能な
   Ｙ操作リング並びにＺ軸方向のみに移動可能なＺ操作リ
   ングを夫々配設するとともに、前記Ｘ操作リング、Ｙ操
   作リング及びＺ操作リングの移動量を個別に検出するセ
   ンサを取り付け、これらの操作リングを夫々の方向に移
   動したときに検出されるセンサの検出出力に応じて、こ
   れらの操作リングの移動方向と同じ軸方向にプローブを
   移動する移動指示信号を出力するようにしたことを特徴
   とする三次元座標測定機のプローブ操作装置。
2. （２）前記プローブ操作装置の基台を三次元座標測定機
   のＺ軸下端に設置し、該プローブ操作装置の基台の下部
   にプローブを取り付けたことを特徴とする請求項（１）
   記載の三次元座標測定機のプローブ操作装置。