JPH0347441B2 - - Google Patents

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JPH0347441B2
JPH0347441B2 JP7976184A JP7976184A JPH0347441B2 JP H0347441 B2 JPH0347441 B2 JP H0347441B2 JP 7976184 A JP7976184 A JP 7976184A JP 7976184 A JP7976184 A JP 7976184A JP H0347441 B2 JPH0347441 B2 JP H0347441B2
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JP
Japan
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feed screw
screw shaft
nut member
axis direction
axis
Prior art date
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Expired
Application number
JP7976184A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60224015A (en
Inventor
Koji Hayashi
Susumu Yoshioka
Kenji Ono
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Mitutoyo Corp
Original Assignee
Mitutoyo Corp
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Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP7976184A priority Critical patent/JPS60224015A/en
Publication of JPS60224015A publication Critical patent/JPS60224015A/en
Publication of JPH0347441B2 publication Critical patent/JPH0347441B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B3/002Details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は三次元測定機に係り、特にその自動送
り装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a three-dimensional measuring machine, and particularly to an improvement in an automatic feeding device thereof.

[背景技術] 一般に、測定機の自動送り装置は送りねじ軸と
この送りねじ軸に螺合されるナツト部材とから構
成されており、送りねじ軸が測定機の本体側に設
けられ、ナツト部材が測定子を有する移動部材側
に設けられ、この移動部材は本体側に設けられた
案内部材に沿つて移動されることとなる。この場
合、移動部材とナツト部材とが相対変位不能に一
体的に結合されるときに、送りねじ軸と案内部材
との間に平行度の誤差があつたり、送りねじ軸の
ピツチ不良、曲がり等があると、送りねじ軸を回
転させた場合、移動部材或いは送りねじ軸にヨー
イング、ローリング、ピツチング等の変動が生
じ、測定精度を低下させるのみならず、各構成要
素の機械的強度の弱い部分に不利な力が加わつて
破損する虞れがある。
[Background Art] In general, an automatic feed device for a measuring machine is composed of a feed screw shaft and a nut member that is screwed onto the feed screw shaft. is provided on the movable member side having the measuring element, and this movable member is moved along a guide member provided on the main body side. In this case, when the movable member and the nut member are integrally connected so that they cannot be relatively displaced, there may be an error in parallelism between the feed screw shaft and the guide member, or the feed screw shaft may have poor pitch, bending, etc. If so, when the feed screw shaft is rotated, fluctuations such as yawing, rolling, and pitting may occur in the moving member or the feed screw shaft, which not only reduces measurement accuracy but also causes weak mechanical strength of each component. There is a risk of damage due to unfavorable force being applied to the product.

この為、ナツト部材と移動部材とを弾性部材を
介して連結したり、ナツト部材と移動部材とを半
径方向移動可能かつ軸方向変位不能に連結して送
りねじ軸の回転に伴なう不具合な振動を吸収する
構造が知られている。このような構造において
は、ナツト部材の回り止めを必要とするが、従来
のこの種構造ではナツト部材の回り止めを移動部
材により行なわせている。
For this reason, it is possible to connect the nut member and the movable member via an elastic member, or to connect the nut member and the movable member so that they can move in the radial direction but cannot be displaced in the axial direction, thereby preventing problems caused by rotation of the feed screw shaft. Structures that absorb vibrations are known. In such a structure, it is necessary to prevent the nut member from rotating, but in conventional structures of this kind, the rotation of the nut member is prevented by a moving member.

しかし、このようにナツト部材の回り止めを移
動部材で行なうと、ナツト部材の回転される力が
直接移動部材に加わるため、この回転力で移動部
材が変位を受け、特に高精度を要求される三次元
測定機にあつては、この変位による測定精度への
悪影響が大きな問題となる。
However, when a moving member is used to prevent the nut member from rotating in this way, the force of rotating the nut member is applied directly to the moving member, and the moving member is displaced by this rotational force, which requires particularly high precision. For three-dimensional measuring machines, the negative effect of this displacement on measurement accuracy is a major problem.

[発明の目的] 本発明の目的は、送りねじ軸に螺合されたナツ
ト部材の回転力に基づく測定精度への悪影響を受
けることのない三次元測定機の自動送り装置を提
供するにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide an automatic feed device for a three-dimensional measuring machine that does not adversely affect measurement accuracy due to the rotational force of a nut member screwed onto a feed screw shaft.

[発明の構成] 本発明は、タツチ信号プローブを有する移動部
材と送りねじ軸に螺合されたナツト部材とを連結
するにあたり、送りねじ軸の軸方向相対変位不能
かつ半径方向変位容易に形成された連結手段を介
して連結するとともに、前記送りねじ軸に平行に
配置されて非移動部材側構造体に取付けられたガ
イドレールに当接するローラをナツト部材に一体
に設け、このナツト部材をローラを介してガイド
レールつまり非移動部材側構造体により直接送り
ねじ軸の軸方向に案内させるように構成し、これ
によりナツト部材の回転力を移動部材に伝達する
ことなく、非移動部材側構造体で受け、移動部材
には軸方向の送りのみ伝達するようにして前記目
的を達成しようとするものである。
[Structure of the Invention] In the present invention, when connecting a moving member having a touch signal probe and a nut member screwed onto a feed screw shaft, the feed screw shaft is formed such that the feed screw shaft cannot be relatively displaced in the axial direction and can be easily displaced in the radial direction. A roller is connected to the nut member through a connecting means and is arranged parallel to the feed screw axis and comes into contact with a guide rail attached to the non-moving member side structure, and the nut member is connected to the roller. The structure is configured such that the guide rail, that is, the structure on the non-moving member side directly guides the feed screw shaft in the axial direction through the guide rail, that is, the structure on the non-moving member side, without transmitting the rotational force of the nut member to the moving member. This object is achieved by transmitting only axial feed to the receiving and moving member.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings.

全体構成を示す第1図および第2図において、
天然石材、セラミツクス等の石様部材からなる基
台10は、複数の水平出し治具30を介して設置
床1上に水平に設置される。この基台10は略凸
字状に形成されるとともに、この凸字状の基台1
0の上面中央には基台10と同様の石様部材から
なりY軸方向の案内面を形成する第1の案内部材
11がねじ止め固定され、さらに、この第1の案
内部材11の両側には同じく石様部材からなる偏
平な一対の第2の案内部材12が一部を基台10
の凸部上面から突出された状態で対称にねじ止め
固定されている。この際、案内部材11および第
2の案内部材12の基台10への固定構造は、基
台10に設けられた盲孔13内に接着固定された
固定金具14のねじ孔に第1の案内部材11ある
いは第2の案内部材12を貫通してボルト16を
ねじ込むことによりなされる。また、本明細書に
おけるX軸方向とは第2図中左右方向を、Y軸方
向とは同図中紙面直交方向を、Z軸方向とは同図
中上下方向すなわち鉛直方向を意味し、従つて、
これらのX、Y、Z軸はXおよびY軸を水平方向
の軸としZ軸方向を鉛直方向とする互いに直交す
る三軸とされている。
In Figures 1 and 2 showing the overall configuration,
A base 10 made of a stone-like member such as natural stone or ceramics is horizontally installed on the installation floor 1 via a plurality of leveling jigs 30. This base 10 is formed into a substantially convex shape, and the base 10 having a convex shape
A first guide member 11 made of a stone-like member similar to the base 10 and forming a guide surface in the Y-axis direction is fixed to the center of the upper surface of 0 with screws. A pair of flat second guide members 12 also made of stone-like members partially connect to the base 10.
It is symmetrically fixed with screws while protruding from the upper surface of the convex part. In this case, the structure for fixing the guide member 11 and the second guide member 12 to the base 10 is such that the first guide This is done by screwing the bolt 16 through the member 11 or the second guide member 12. Furthermore, in this specification, the X-axis direction means the left-right direction in FIG. 2, the Y-axis direction means the direction perpendicular to the plane of the paper in the same figure, and the Z-axis direction means the up-down direction in the same figure, that is, the vertical direction. Then,
These X, Y, and Z axes are three axes that are orthogonal to each other, with the X and Y axes being horizontal axes and the Z axis being a vertical direction.

前記水平出し治具30は、側面略凹字状に形成
されたベース31と、このベース31内に摺動自
在に収納され上面に傾斜面を形成された摺動片3
3と、前記ベース31の立上り部に進退可能にね
じ込まれ前記摺動片33をベース31の底面に沿
つて進退させるボルト34と、前記ベース31の
両側の側壁内に上下方向摺動可能に設けられると
ともに前記摺動片33の傾斜面に係合する傾斜面
を有しかつ前記基台10の下面に当接された当接
片36とから構成され、前記ボルト34をまわす
ことにより両傾斜面の作用によつて設置床1に対
する基台10の高さ位置を調整し、基台10の水
平位置出しを行なえるようになつている。
The leveling jig 30 includes a base 31 having a substantially concave side surface, and a sliding piece 3 that is slidably housed in the base 31 and has an inclined surface on its upper surface.
3, a bolt 34 that is screwed into the upright portion of the base 31 so as to be movable in the vertical direction and allows the sliding piece 33 to advance and retreat along the bottom surface of the base 31; and a contact piece 36 which has an inclined surface that engages with the inclined surface of the sliding piece 33 and is in contact with the lower surface of the base 10, and by turning the bolt 34, both inclined surfaces can be moved. By this action, the height position of the base 10 with respect to the installation floor 1 can be adjusted, and the horizontal position of the base 10 can be determined.

前記第1の案内部材11の両側位置には、前記
水平出し治具30と同様に傾斜面を利用した複数
対例えば3対以上、実際には16ないし32対程度の
曲がり矯正手段40が配置され、第1の案内部材
11の両側に形成されたX軸方向移動規制用平行
案内面18の真直度が出せるようになつている。
On both sides of the first guide member 11, a plurality of pairs of bend correction means 40, for example, 3 or more pairs, in fact about 16 to 32 pairs, are disposed using inclined surfaces similarly to the leveling jig 30. , the straightness of the parallel guide surfaces 18 for restricting movement in the X-axis direction formed on both sides of the first guide member 11 can be maintained.

前記基台10上には金属製のテーブル50がY
軸方向に移動可能に設けられている。このテーブ
ル50の下面には、前記第1の案内部材11の平
行案内面18に対向されるエアベアリング51が
ブラケツト52を介して取付けられるとともに、
前記第2の案内部材12の上下のZ軸方向移動規
制用平行案内面20のうち上方の案内面20に対
向される比較的大型のエアベアリング53が設け
られ、更に、平行案内面20の下側の案内面20
に対向されるエアベアリング54がブラケツト5
5を介して取付けられ、これらの各エアベアリン
グ51,53,54によりテーブル50は基台1
0上をわずかな力で移動できるようにされ、か
つ、第1の案内部材11とエアベアリング51と
の作用によりX軸方向への移動が規制され、ま
た、第2の案内部材12とエアベアリング53,
54との作用によりZ軸方向の移動が各軸別に調
整されて規制され、Y軸方向にのみ真直に移動で
きるようになつている。
A metal table 50 is placed on the base 10.
It is provided so as to be movable in the axial direction. An air bearing 51 facing the parallel guide surface 18 of the first guide member 11 is attached to the lower surface of the table 50 via a bracket 52.
A relatively large air bearing 53 is provided to face the upper guide surface 20 of the parallel guide surfaces 20 for regulating the vertical movement of the second guide member 12 in the Z-axis direction, and a relatively large air bearing 53 is provided below the parallel guide surface 20. Side guide surface 20
The air bearing 54 facing the bracket 5
5, and these air bearings 51, 53, 54 allow the table 50 to be attached to the base 1.
0 with a slight force, movement in the X-axis direction is regulated by the action of the first guide member 11 and the air bearing 51, and the second guide member 12 and the air bearing 53,
54, the movement in the Z-axis direction is adjusted and restricted for each axis, and straight movement can only be made in the Y-axis direction.

また、基台10とテーブル50との間には、テ
ーブル50をY軸方向に駆動するY軸方向駆動機
構60が設けられている。このY軸方向駆動機構
60は、第3図に示されるように、基台10にブ
ラケツト61を介して固定されたモータ62と、
このモータ62の出力軸に連結されたボールねじ
軸からなる送りねじ軸64と、この送りねじ軸6
4に移動可能に螺合されるとともにブラケツト6
5を介してテーブル50に固定されたナツト部材
66とを備えて構成され、モータ62の駆動によ
りテーブル50をY軸方向に駆動できるようにな
つている。この際、送りねじ軸64は第1の案内
部材11の溝21内に配置され、これにより送り
ねじ軸64はテーブル50の幅方向即ちX軸方向
の中間、略中央に位置するようにされている。
Furthermore, a Y-axis direction drive mechanism 60 is provided between the base 10 and the table 50 to drive the table 50 in the Y-axis direction. As shown in FIG. 3, this Y-axis direction drive mechanism 60 includes a motor 62 fixed to the base 10 via a bracket 61,
A feed screw shaft 64 consisting of a ball screw shaft connected to the output shaft of this motor 62;
4 is movably screwed into the bracket 6.
5 and a nut member 66 fixed to the table 50 via a nut member 66, and the table 50 can be driven in the Y-axis direction by driving the motor 62. At this time, the feed screw shaft 64 is disposed within the groove 21 of the first guide member 11, so that the feed screw shaft 64 is located at the middle of the table 50 in the width direction, that is, in the X-axis direction, approximately at the center. There is.

前記モータ62によるテーブル50の送り量
は、第2図に示されるように、前記第1の案内部
材11側に設けられたスケール76およびテーブ
ル50のブラケツト52側に設けられた検出部7
7からなるY軸方向移動量計測手段75により計
測され、また、テーブル50の原点位置即ち絶対
位置測定するための零点位置は、前記第1の案内
部材11側に設けられたゼロマーク81およびテ
ーブル50側に設けられた検出スイツチ82から
なるゼロセツト手段80により設定されるように
なつている。さらに、テーブル50の移動範囲の
規制は、基台10上に設けられたドツク85およ
びテーブル50側に設けられた図示しないリミツ
トスイツチにより行われるようになつている。
The amount of feed of the table 50 by the motor 62 is determined by a scale 76 provided on the first guide member 11 side and a detection unit 7 provided on the bracket 52 side of the table 50, as shown in FIG.
7, and the zero point position for measuring the origin position of the table 50, that is, the absolute position, is determined by the zero mark 81 provided on the first guide member 11 side and the table 50. It is set by a zero set means 80 consisting of a detection switch 82 provided on the 50 side. Furthermore, the movement range of the table 50 is controlled by a dot 85 provided on the base 10 and a limit switch (not shown) provided on the table 50 side.

第2図において、前記基台10の両側面には
夫々支柱90が固定されている。この支柱90の
基台10に対する固定構造は、基台10の両側面
に沿つてY軸方向に夫々複数箇所設けられた孔内
に挿入された略杵状の締付金具に貫孔を貫通して
ねじ込まれるボルトにより行われている。これら
の支柱90は夫々鉄等の金属から形成されるとと
もに、これらの支柱90の上端間には前記基台1
0と同様な石様部材からなる非移動体側構造体と
しての梁100が横架固定されている。この梁1
00と支柱90との固定構造も、前記支柱90と
基台10との固定構造と同様に、天然石材等から
なる梁100側に設けられた孔と、この孔内に挿
入される金属材からなる略杵状の締付金具と、梁
100側に設けられた貫孔を貫通して挿入された
締付金具のねじ穴に螺合されるボルトとから構成
されている。
In FIG. 2, pillars 90 are fixed to both sides of the base 10, respectively. The structure of fixing the support column 90 to the base 10 is such that a substantially pestle-shaped fastener is inserted into a plurality of holes provided along both sides of the base 10 in the Y-axis direction, and the through-holes are inserted into the holes. This is done with a bolt that is screwed in. These pillars 90 are each made of metal such as iron, and the base 1 is provided between the upper ends of these pillars 90.
A beam 100 as a non-movable body side structure made of a stone-like member similar to 0 is horizontally fixed. This beam 1
Similarly to the fixing structure between the column 90 and the base 10, the fixing structure between the column 90 and the column 90 is made of a hole provided on the beam 100 side made of natural stone or the like, and a metal material inserted into this hole. The bolt is inserted into a screw hole of the tightening fitting and inserted through a through-hole provided on the beam 100 side.

前記梁100上にはスライダ110がX軸方向
移動自在に支持されるとともに、梁100の背面
にはスライダ110をX軸方向に案内するための
ガイドレール105およびスライダ110の移動
量を検出するためのスケール106が夫々設けら
れている。
A slider 110 is supported on the beam 100 so as to be movable in the X-axis direction, and a guide rail 105 for guiding the slider 110 in the X-axis direction and a guide rail 105 for detecting the amount of movement of the slider 110 are provided on the back surface of the beam 100. scales 106 are provided respectively.

前記梁100の後方には、第4図および第5図
に示されるように、スライダ110をX軸方向に
駆動するためのX軸方向駆動機構120が設けら
れている。このX軸方向駆動機構120は、一方
の支柱90上にブラケツト121を介して支持さ
れたモータ122と、このモータ122によりタ
イミングベルト123を介して回転駆動されるボ
ールねじ軸からなる送りねじ軸124と、この送
りねじ軸124の一端側を回転自在に支持すると
ともに前記ブラケツト121に上部ブラケツト1
25を介して取付けられた軸受126と、前記送
りねじ軸124の他端側を回転自在に支持すると
ともに他方の支柱90上にブラケツト127を介
して取付けられた軸受128と、前記送りねじ軸
124に軸方向移動可能に螺合されたナツト部材
129と、このナツト部材129に固定された連
結板130と、この連結板130の突出部の両面
をスラストベアリング131および先端に球形部
を形成された押しねじ132を介して送りねじ軸
124の軸方向移動不可能かつ半径方向移動可能
に支持し更に前記スライダ110に固定される平
面逆凹字状のブラケツト133と、前記連結板1
30に一端側を固定されるとともに平面クランク
状に形成された連結具134と、この連結具13
4の他端側に回転自在に取付けられるとともに前
記梁100の背面側に設けられたガイドレール1
05を挾持するように当接されナツト部材129
の送りねじ軸124の軸方向の移動を低摩擦で許
容するとともに回転を阻止する一対のローラ13
5と、前記送りねじ軸124の他端側先端に取付
けられた回転円盤136および前記ブラケツト1
27にブラケツト137を介して取付けられ回転
円盤136を電磁力により停止させる制動部13
8からなる電磁ブレーキ139と、により構成さ
れ、前記モータ122を回転させることによりス
ライダ110をX軸方向に駆動でき、このスライ
ダ110の移動量は前記スケール106とこのス
ケール106に対向してスライダ110に設けら
れた光学式等の検知器118(第6図参照)によ
り計測されるようになつている。また、ナツト部
材129の回り止めをスライダ110でなく非移
動部材側構造体である梁100で支持することに
より、スライダ110に加わる回転方向の力をな
くし、スライダ110に支持される測定子部の測
定精度への影響をなくするようになつている。更
に前記スラストベアリング131、押しねじ13
2およびブラケツト133により連結手段が構成
されている。
At the rear of the beam 100, as shown in FIGS. 4 and 5, an X-axis direction drive mechanism 120 for driving the slider 110 in the X-axis direction is provided. This X-axis direction drive mechanism 120 includes a motor 122 supported on one support 90 via a bracket 121, and a feed screw shaft 124 consisting of a ball screw shaft that is rotationally driven by the motor 122 via a timing belt 123. One end of the feed screw shaft 124 is rotatably supported, and the upper bracket 1 is attached to the bracket 121.
25, a bearing 128 that rotatably supports the other end of the feed screw shaft 124 and is attached to the other support column 90 via a bracket 127, and the feed screw shaft 124. A nut member 129 is screwed together so as to be movable in the axial direction, a connecting plate 130 is fixed to the nut member 129, and a thrust bearing 131 is formed on both sides of the protrusion of the connecting plate 130, and a spherical part is formed at the tip. a bracket 133 having a planar inverted concave shape that supports the feed screw shaft 124 through a push screw 132 so as to be immovable in the axial direction but movable in the radial direction and is further fixed to the slider 110; and the connecting plate 1.
A connecting tool 134 having one end fixed to 30 and having a planar crank shape, and this connecting tool 13
a guide rail 1 rotatably attached to the other end of the beam 100 and provided on the back side of the beam 100;
Nut member 129 is abutted to sandwich 05.
A pair of rollers 13 that allow axial movement of the feed screw shaft 124 with low friction and prevent rotation.
5, a rotating disk 136 attached to the other end of the feed screw shaft 124, and the bracket 1.
27 via a bracket 137 and stops the rotating disk 136 by electromagnetic force.
By rotating the motor 122, the slider 110 can be driven in the X-axis direction. It is designed to be measured by an optical detector 118 (see FIG. 6) provided in the. Furthermore, by supporting the rotation prevention of the nut member 129 not by the slider 110 but by the beam 100 which is a non-moving member side structure, the force in the rotational direction applied to the slider 110 is eliminated, and the This is designed to eliminate the effect on measurement accuracy. Furthermore, the thrust bearing 131 and the push screw 13
2 and the bracket 133 constitute a connecting means.

前記スライダ110は、第6図に示されるよう
に、前記梁100を囲むように設けられるととも
に梁100の四角の各面に対向して押々エアベア
リング111を有するX軸方向案内用軸受箱11
2と、このX軸方向案内用軸受箱112の前面に
取付けられるとともに内部に平面四角形状に配置
されたエアベアリング113を有する上下一対の
Z軸方向案内用軸受箱114と、これらのZ軸方
向案内用軸受箱114内にZ軸方向移動自在に挿
入されたZ軸構造物180と、前記X軸方向案内
用軸受箱112上に立設された支持フレーム11
5に支持されたZ軸方向駆動機構140と、前記
支持フレーム115の上端部に設けられるととも
に前記Z軸方向駆動機構140の自由回転を阻止
して前記Z軸構造物180の落下を防止するロツ
ク装置160とを備えている。
As shown in FIG. 6, the slider 110 includes a bearing box 11 for guiding in the X-axis direction, which is provided so as to surround the beam 100 and has air bearings 111 facing each square surface of the beam 100.
2, a pair of upper and lower bearing boxes 114 for Z-axis direction guidance, each having an air bearing 113 mounted on the front surface of this X-axis direction guidance bearing box 112 and arranged inside in a rectangular planar shape; A Z-axis structure 180 inserted into the guiding bearing box 114 so as to be movable in the Z-axis direction, and a support frame 11 erected on the X-axis guiding bearing box 112.
5, and a lock provided at the upper end of the support frame 115 to prevent free rotation of the Z-axis drive mechanism 140 and prevent the Z-axis structure 180 from falling. A device 160 is provided.

前記Z軸方向駆動機構140は、前記支持フレ
ーム115に支持されたモータ141と、このモ
ータ141によりタイミングベルト142を介し
て回転駆動されるとともに支持フレーム115の
上下部に夫々その上下端部を回転自在に支持され
た比較的大きな例えば4mm以上のねじピツチを有
する送りねじ軸145と、この送りねじ軸145
に軸方向移動可能に支持されたナツト部材146
と、このナツト部材146に回転自在に支持され
るとともに前記支持フレーム115の第6図中手
前側の壁面(図示せず)に取付けられたガイドレ
ール147の両側壁を挾持するように当接されガ
イドレール147に沿つてナツト部材146をZ
軸方向移動容易かつ回動不能に案内する一対のロ
ーラ148と、前記ナツト部材146に固定され
た連結板149と、この連結板149の突出端上
下面に送りねじ軸145の軸方向移動不可能かつ
半径方向移動容易に連結されるとともに前記Z軸
構造物180の上端部に固定されたブラケツト1
52と、を備えて構成され、前記モータ141の
駆動によりブラケツト152を介してZ軸構造物
180をZ軸方向に駆動できるようになつてい
る。この際、送りねじ軸145の曲がり、偏心等
による影響は、連結板149に対し送りねじ軸1
45の軸方向移動不可能かつ半径方向移動可能に
された部分で吸収され、Z軸構造物180にはナ
ツト部材146のZ軸方向の動きだけが伝達され
るようになつている。
The Z-axis direction drive mechanism 140 includes a motor 141 supported by the support frame 115, and is rotationally driven by the motor 141 via a timing belt 142, and rotates its upper and lower ends to the upper and lower parts of the support frame 115, respectively. A freely supported feed screw shaft 145 having a relatively large screw pitch of, for example, 4 mm or more;
a nut member 146 axially movably supported by the nut member 146;
The guide rail 147 is rotatably supported by the nut member 146 and is attached to the wall surface (not shown) on the front side in FIG. 6 of the support frame 115. Z the nut member 146 along the guide rail 147
A pair of rollers 148 that are guided in an axially movable manner but not rotatable, a connecting plate 149 fixed to the nut member 146, and a feed screw shaft 145 that is attached to the upper and lower surfaces of the protruding end of this connecting plate 149 so that it cannot be axially moved. A bracket 1 is connected to the Z-axis structure 180 for easy movement in the radial direction and is fixed to the upper end of the Z-axis structure 180.
52, and the Z-axis structure 180 can be driven in the Z-axis direction via the bracket 152 by driving the motor 141. At this time, the influence of bending, eccentricity, etc. of the feed screw shaft 145 is such that the feed screw shaft 145
45 which is immovable in the axial direction but movable in the radial direction, and only the movement of the nut member 146 in the Z-axis direction is transmitted to the Z-axis structure 180.

前記Z軸構造物180は、四角筒からなりZ軸
部材としての中空の筐体181を備えるととも
に、この筐体181内にエアバランス機構190
およびプローブ着脱機構200を備えている。こ
のエアバランス機構190は、筐体181に固定
されるとともに下端を開放されたシリンダ191
と、このシリンダ191内に収納されるとともに
前記支持フレーム115にピストンロツド194
を介して支持されたピストン192とを備えて構
成され、このピストン192とシリンダ191の
上部との間に圧縮空気を供給することにより、こ
の圧縮空気の作用でZ軸構造物180の重量を支
持してZ軸構造物180の自重による送りねじ軸
145側への負荷の軽減が図られている。また、
筐体181と前記支柱フレーム115との間には
図示しないスケールと検出器とからなるZ軸方向
移動量検出手段が設けられ、Z軸構造物180の
軸方向の移動量が検出されるようになつている。
The Z-axis structure 180 is made of a square tube and includes a hollow housing 181 as a Z-axis member, and has an air balance mechanism 190 inside the housing 181.
and a probe attachment/detachment mechanism 200. This air balance mechanism 190 includes a cylinder 191 that is fixed to a housing 181 and has an open bottom end.
A piston rod 194 is housed in the cylinder 191 and is attached to the support frame 115.
By supplying compressed air between the piston 192 and the upper part of the cylinder 191, the weight of the Z-axis structure 180 is supported by the action of this compressed air. This is intended to reduce the load on the feed screw shaft 145 due to the weight of the Z-axis structure 180. Also,
A Z-axis direction movement detection means consisting of a scale and a detector (not shown) is provided between the housing 181 and the support frame 115 so that the axial movement amount of the Z-axis structure 180 can be detected. It's summery.

前記プローブ着脱機構200は、その内部に回
転可能なZスピンドル220を備え、このZスピ
ンドル220の下端に設けられたプローブ取付用
孔にはプローブホルダ250を(第1,2図参
照)介して測定子281を有するタツチ信号プロ
ーブ280が取付けられている。
The probe attachment/detachment mechanism 200 includes a rotatable Z spindle 220 therein, and a probe holder 250 (see FIGS. 1 and 2) is inserted into the probe attachment hole provided at the lower end of the Z spindle 220 for measurement. A touch signal probe 280 having a probe 281 is attached.

前記テーブル50上には、その一端側即ち第1
図中右奥側にプローブストツカ290が設けられ
ている。このプローブストツカ290は、保持台
291を介してテーブル50と所定間隔をおいて
取付けられた保持板293(第2図参照)を備
え、この保持板293にはテーブル50の他端側
即ち第1図中、左手前側に向つて開口された多数
のU字状の切欠部292が設けられ、これらの切
欠部292には所定のタツチ信号プローブ280
を有するプローブホルダ250が、所定の取付姿
勢で載置支持されている。
On the table 50, one end side, that is, the first
A probe stocker 290 is provided on the back right side in the figure. This probe stocker 290 includes a holding plate 293 (see FIG. 2) attached to the table 50 at a predetermined distance via a holding stand 291. In FIG. 1, a large number of U-shaped notches 292 are provided that open toward the front left side, and predetermined touch signal probes 280 are inserted into these notches 292.
A probe holder 250 having a probe holder 250 is mounted and supported in a predetermined mounting posture.

なお、第1図中符号310は、簡略図示されて
いるが、表示部311を有するとともに図示しな
いプリンタ、CRT等の周辺機器を有し、更に、
内部に演算機能、記憶機能等を持つ計算機システ
ムを有し、所定のプログラムに従つて各部の動き
を制御する制御装置、符号320はテーブル50
上に載置された被測定物、符号26はY軸方向駆
動機構60を防塵する蛇腹カバー、符号27はサ
イドカバーである。
Although the reference numeral 310 in FIG. 1 is shown in a simplified manner, it has a display section 311 and peripheral devices such as a printer and a CRT (not shown), and further includes:
Reference numeral 320 represents a table 50, which is a control device that includes a computer system having arithmetic functions, storage functions, etc., and controls the movement of each part according to a predetermined program.
The objects to be measured placed thereon include a bellows cover 26 for dustproofing the Y-axis direction drive mechanism 60, and a side cover 27.

次に、本実施例の作用につき説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

制御装置310からの指令により、テーブル5
0をY軸方向駆動機構60により駆動し、Zスピ
ンドル220の下方にプローブストツカ290を
位置させ、この状態でスライダ110およびZ軸
構造物180をXおよびZ軸方向に移動させてZ
スピンドル220の下端にプローブストツカ29
0上の所定のプローブホルダ250を挿入固着す
る。このプローブホルダ250のZスピンドル2
20への取付けは、Z軸構造物180内に設けら
れたプローブ着脱機構200により行われる。こ
の際、X軸方向へのスライダ110の送り動作時
にナツト部材129は、ローラ135を介してガ
イドレール105に案内され、ナツト部材129
の回転力がスライダ110に伝達されず、測定精
度の低下が防止されている。
According to a command from the control device 310, the table 5
0 is driven by the Y-axis direction drive mechanism 60, the probe stocker 290 is positioned below the Z spindle 220, and in this state, the slider 110 and the Z-axis structure 180 are moved in the X and Z-axis directions to move the Z
A probe stocker 29 is attached to the lower end of the spindle 220.
A predetermined probe holder 250 on 0 is inserted and fixed. Z spindle 2 of this probe holder 250
Attachment to the probe 20 is performed by a probe attachment/detachment mechanism 200 provided within the Z-axis structure 180. At this time, during the feeding operation of the slider 110 in the X-axis direction, the nut member 129 is guided by the guide rail 105 via the roller 135, and the nut member 129
The rotational force is not transmitted to the slider 110, and a decrease in measurement accuracy is prevented.

ついで、テーブル50を後退させれば、プロー
ブホルダ250がプローブストツカ290から外
れ、タツチ信号プローブ280による測定が可能
な状態となる。この状態で、Z軸構造物180、
スライダ110およびテーブル50を制御装置3
10からの指令によるZ、X、Y軸方向に移動さ
せながらタツチ信号プローブ280の測定子28
1を被測定物320の被測定個所に順次当接させ
て被測定物320の形状測定を行い、制御装置3
10の表示部311に表示させ、かつ、プリント
アウトさせる。
Next, when the table 50 is moved backward, the probe holder 250 is removed from the probe stocker 290, and measurement by the touch signal probe 280 becomes possible. In this state, the Z-axis structure 180,
The slider 110 and the table 50 are controlled by the control device 3
The probe 28 of the touch signal probe 280 is moved in the Z, X, and Y axis directions according to commands from the
The shape of the object to be measured 320 is measured by sequentially bringing the control device 3 into contact with the measurement points of the object to be measured 320.
10 on the display section 311 and printed out.

上述のような本実施例によれば、スライダ11
0をX軸方向に移動させるX軸方向駆動機構12
0は、送りねじ軸124に螺合されたナツト部材
129の回り止めを固定部である梁100に設け
られたガイドレール105により連結具134、
ローラ135を介して行なうようにしたから、ス
ライダ110自身で回り止めする従来構造に比
べ、スライダ110をねじる方向に変形させて精
度を悪くさせるということがなく、測定精度の向
上を図ることができる。また、ナツト部材129
の移動をスライダ110に伝達する構造は、ナツ
ト部材129に固定された連結板130、この連
結板130に送りねじ軸124の半径方向移動可
能なスラストベアリング131、押しねじ132
およびブラケツト133を介して行なうようにし
たから、送りねじ軸124の半径方向の撓み、偏
心等による測定精度への悪影響は、連結板130
とスラストベアリング131との半径方向への移
動で全て吸収でき、スライダ110への悪影響を
与えることがない。また、Z軸構造物180内に
は、エアバランス機構190が設けられているか
ら、Z軸構造物180の駆動操作力を極めて小さ
くでき、このZ軸構造物180を駆動するモータ
141を小型化でき、ひいてはスライダ110の
小型化および軽量化を図ることができる。また、
Z軸方向駆動機構140の送りねじ軸145の偏
心等による影響も、前記X軸方向駆動機構120
と同様に連結板149とスラストベアリング15
0との作用により吸収することができ、測定精度
への悪影響を与えることを防止できる。また、テ
ーブル50を可動型にすることにより、測定子2
81を有する可動部分をスライダ110以後の軽
量な部分として測定子281側における可動部の
重量による撓みを極めて少なくして測定精度の向
上を図ることができる。可動型のテーブル50に
おいて、その駆動用の送りねじ軸64をテーブル
50の中間、特にその中央部に配置したから、そ
の片側に配置したものに比べ送りねじ軸64の曲
がり等により生じるテーブル50の側縁における
誤差を小さくできる。
According to this embodiment as described above, the slider 11
X-axis direction drive mechanism 12 that moves 0 in the X-axis direction
0, the nut member 129 screwed onto the feed screw shaft 124 is prevented from rotating by a guide rail 105 provided on the beam 100, which is a fixing part, and a connecting tool 134;
Since the measurement is performed via the roller 135, the measurement accuracy can be improved without deforming the slider 110 in the twisting direction and deteriorating the accuracy, compared to the conventional structure in which the slider 110 itself prevents rotation. . In addition, the nut member 129
The structure for transmitting the movement to the slider 110 includes a connecting plate 130 fixed to a nut member 129, a thrust bearing 131 that is movable in the radial direction of the feed screw shaft 124, and a push screw 132 on this connecting plate 130.
Since the measurement is performed via the connecting plate 130 and the bracket 133, the adverse effects on measurement accuracy due to radial deflection, eccentricity, etc. of the feed screw shaft 124 are avoided.
All of this can be absorbed by the radial movement of the thrust bearing 131 and the thrust bearing 131, and there is no adverse effect on the slider 110. Furthermore, since the air balance mechanism 190 is provided inside the Z-axis structure 180, the drive operation force for the Z-axis structure 180 can be extremely small, and the motor 141 that drives this Z-axis structure 180 can be downsized. Therefore, the slider 110 can be made smaller and lighter. Also,
The influence of the eccentricity of the feed screw shaft 145 of the Z-axis direction drive mechanism 140 also affects the X-axis direction drive mechanism 120.
Similarly, the connecting plate 149 and the thrust bearing 15
This can be absorbed by the interaction with 0, and can prevent adverse effects on measurement accuracy. In addition, by making the table 50 movable, the measuring head 2
By making the movable part having 81 a lightweight part after the slider 110, the deflection due to the weight of the movable part on the measuring element 281 side can be extremely reduced, thereby improving measurement accuracy. In the movable table 50, the feed screw shaft 64 for driving the table 50 is arranged in the middle of the table 50, especially in the center thereof, so compared to a case where the feed screw shaft 64 is arranged on one side, the table 50 is less likely to be bent due to bending of the feed screw shaft 64. Errors at the side edges can be reduced.

なお、前記実施例における駆動源としてのモー
タ62,122,141は、AC、DC、パルス電
動機に限らず、エアモータ、油圧モータ等でもよ
い。また、前記実施例におけるX軸方向駆動機構
120におけるナツト部材129を連結板13
0、連結具134、ローラ135でガイドレール
105に支持させる構造は、YおよびZ軸方向駆
動機構60および140にも適用できる。
The motors 62, 122, 141 as drive sources in the above embodiments are not limited to AC, DC, or pulse motors, but may also be air motors, hydraulic motors, or the like. Further, the nut member 129 in the X-axis direction drive mechanism 120 in the above embodiment is connected to the connecting plate 13.
0, the structure in which the guide rail 105 is supported by the connector 134 and the roller 135 can also be applied to the Y and Z axis direction drive mechanisms 60 and 140.

上述のように本発明によれば、送りねじ軸に螺
合されたナツト部材の回転力に基づく測定精度へ
の悪影響を受けることのない三次元測定機の自動
送り装置を提供できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an automatic feed device for a coordinate measuring machine that is free from adverse effects on measurement accuracy based on the rotational force of the nut member screwed onto the feed screw shaft. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜
視図、第2図はその正面図、第3図はY軸方向駆
動機構の拡大側面図、第4図および第5図はX軸
方向駆動機構の拡大平面図および一部を断面した
拡大正面図、第6図はスライダの一部を切欠いた
拡大側面図である。 10……基台、50……テーブル、60……Y
軸方向駆動機構、62……モータ、64……送り
ねじ軸、66……ナツト部材、105……ガイド
レール、120……X軸方向駆動機構、122…
…モータ、124……送りねじ軸、129……ナ
ツト部材、130……連結板、131……スラス
トベアリング、132……押しねじ、133……
ブラケツト、134……連結具、135……ロー
ラ、140……Z軸方向駆動機構、141……モ
ータ、145……送りねじ軸、146……ナツト
部材、180……Z軸構造物、220……Zスピ
ンドル、280……タツチ信号プローブ、281
……測定子、310……制御装置、320……被
測定物。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view thereof, FIG. 3 is an enlarged side view of the Y-axis direction drive mechanism, and FIGS. 4 and 5 are X-axis FIG. 6 is an enlarged plan view and partially cut away enlarged front view of the directional drive mechanism, and FIG. 6 is a partially cut away enlarged side view of the slider. 10...base, 50...table, 60...Y
Axial drive mechanism, 62...Motor, 64...Feed screw shaft, 66...Nut member, 105...Guide rail, 120...X-axis direction drive mechanism, 122...
... Motor, 124 ... Feed screw shaft, 129 ... Nut member, 130 ... Connection plate, 131 ... Thrust bearing, 132 ... Push screw, 133 ...
Bracket, 134... Connector, 135... Roller, 140... Z-axis direction drive mechanism, 141... Motor, 145... Feed screw shaft, 146... Nut member, 180... Z-axis structure, 220... ...Z spindle, 280...Tatsuchi signal probe, 281
... Measuring head, 310 ... Control device, 320 ... Measured object.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 タツチ信号プローブを有する移動部材を基台
に対して自動送りする三次元測定機の自動送り装
置であつて、非移動部材側構造体に送りねじ軸を
軸支するとともにこの送りねじ軸に平行にガイド
レールを配置し、前記送りねじ軸に螺合されたナ
ツト部材と移動部材側構造体とを送りねじ軸の軸
方向相対変位不能かつ半径方向変位容易に形成さ
れた連結手段を介して連結し、かつ、前記ナツト
部材には、前記ガイドレールに当接されて送りね
じ軸の軸方向のナツト部材の移動を低摩擦で許容
するとともに、ナツト部材の送りねじ軸に対する
回動を阻止するローラを一体に設けたことを特徴
とする三次元測定機の自動送り装置。
1 An automatic feeding device for a three-dimensional measuring machine that automatically feeds a moving member having a touch signal probe to a base, which has a feed screw shaft pivotally supported on a non-moving member side structure and is parallel to the feed screw axis. A guide rail is disposed on the feed screw shaft, and the nut member screwed onto the feed screw shaft and the movable member side structure are connected via a connecting means formed such that the feed screw shaft cannot be relatively displaced in the axial direction and can be easily displaced in the radial direction. Further, the nut member includes a roller that comes into contact with the guide rail to allow movement of the nut member in the axial direction of the feed screw shaft with low friction, and prevents rotation of the nut member with respect to the feed screw shaft. An automatic feeding device for a three-dimensional measuring machine characterized by being integrally provided with.
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