JPH043214Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、三次元測定機に係り、特に、設置環
境の温度差が大きい場所、例えば加工現場などで
の使用に適応できるようにした三次元測定機に関
する。

〔従来の技術〕

テーブル上に載置された被測定物と測定子とを
三次元方向へ相対移動させ、その両者が当接した
ときの相対移動量から被測定物の形状や寸法を測
定する三次元測定機が知られている。

従来、かかる三次元測定機については、一定の
温度条件下、例えば20℃の環境下での精度保証を
行つている。従つて、三次元測定機の設置場所
は、上記条件を満たせる検査室などでの使用に限
られていた。

ところが、近年、高精度、高能率な生産工程の
確立を目的として、測定結果の工作機械へのフイ
ードバツクや測定結果の統計的解析などを一連的
に処理できるように、マシニングセンタなどによ
る自動生産工程中に三次元測定機を導入すること
が要請されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、この種の三次元測定機は、上述のよう
に一定の温度条件下での精度保証を行つているも
のであるから、加工現場など設置環境の温度差が
大きい場所での使用では精度保証ができない。か
といつて、工場全体を上記条件下に維持しようと
するにも、工作機械の駆動によつて熱や粉塵など
が発生するので、実際上不可能に近い。

そこで、これを解決する方法として、温度変化
量に対応する補正データを作成しておき、この補
正データを用いて測定結果を補正する方法、ある
いは、三次元測定機全体を断熱材などのカバーで
覆い、内部を調温する方法、が考えられる。

しかし、前者の方法では、温度変化に対しては
ある程度精度補償を行うことができるとしても、
必ずしも温度変化による測定誤差を零にできるも
のではない上、補正データの作成がきわめて煩雑
であるという欠点がある。

また、後者の方法では、三次元測定機のFA導
入の題意から、カバーにはワークの搬入および搬
出用の戸口を設けなければならない。通常、ロボ
ツトなどによりワークを搬入および搬出する際に
は、比較的時間を要することからすれば、戸口は
長時間開放された状態となるから、外気混入によ
る温度変化を戻すには時間がかかり、その間測定
を行えないという問題がある。

ここに、本考案の目的は、このような従来の問
題点に鑑み、加工現場などの悪環境下でも、簡易
にかつ迅速に、被測定物を高精度に測定できる三
次元測定機を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、本考案では、被測定物を載置するテ
ーブル、このテーブルに載置された被測定物に当
接される測定子および前記テーブルと測定子とを
三次元方向へ相対移動させる移動機構を含む測定
機本体と、少なくとも前記テーブルの被測定物載
置面および測定子を露出させるとともにこれらを
除く測定機本体を覆うカバーと、このカバー内に
所定温度に調温された加圧エアーを供給する空調
手段と、を具備したことを特徴する。

〔作用〕

従つて、カバー内は所定温度に調温された加圧
エアーによつて常時所定温度に維持されているか
ら、設置環境の温度変化による測定誤差を補償す
ることができる。また、カバー内に供給された加
圧エアーによつてカバー内の圧力は外部より高く
なつているから、カバーの〓間から外部に吹き出
される加圧エアーにより、カバー内への粉塵など
の混入を防止でき、よつて粉塵などによる精度低
下をも防止できる。さらに、被測定物の搬入およ
び搬出に当たつても、その都度カバーを開放する
必要がないので、上記効果を維持でき被測定物を
迅速に測定できる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図は第１図の−線断面図、第３図は空調手段
を示すブロツク図である。

本実施例の三次元測定機は、測定機本体１０
と、この測定機本体１０を覆うカバー２０と、こ
のカバー２０内に所定温度に調温された加圧エア
ーを供給する空調手段４０とから構成される。

測定機本体１０は、ベース１１と、このベース
１１の上面前部側にＸ軸移動機構１２を介してＸ
軸方向へ移動可能に設けられ図示しない被測定物
を載置するテーブル１３と、前記ベース１１の上
面後部側に立設されたコラム１４と、このコラム
１４内に設けられたＺ軸移動機構１５を介してＺ
軸方向へ移動可能に設けられたＺ軸スライダ１６
と、このＺ軸スライダ１６内に設けられたＹ軸移
動機構１７を介してＹ軸方向へ移動可能に設けら
れかつ先端に前記被測定物に当接される測定子１
９を有するＹ軸スライダ１８とを含む。従つて、
テーブル１３と測定子１９とは、Ｘ軸移動機構１
２、Ｚ軸移動機構１５およびＹ軸移動機構１７を
介して三次元方向へ相対移動される。なお、ここ
では、図示されていないが、テーブル１３、Ｚ軸
スライダ１６およびＹ軸スライダ１８とそれらを
支持する支持部材との間には、エアーベアリング
が設けられている。

カバー２０は、少なくとも前記テーブル１３お
よび測定子１９を露出させるとともにこれらを除
く測定機本体１０を覆う底面開口の鋼板製枠体２
１と、この枠体２１の内面側に付設された発泡性
合成樹脂などの断熱材２２と、この断熱材２２お
よび枠体２１の下端外周と前記測定機本体１０の
設置面との〓間を閉塞するゴムなどからなる閉塞
部材２３とから構成されている。枠体２１および
断熱材２２の下部位置には、空調手段４０から供
給される所定温度に調温された加圧エアーをカバ
ー２０内に供給するノズル２４と、カバー２０内
の温度を検出する温度センサ２５とがそれぞれ設
けられている。また、カバー２０の上部におい
て、前記テーブル１３と対向する面にはそのテー
ブル１３の上面を露出させる開口部２６がテーブ
ル１３の移動方向に沿つて形成されているととも
に、測定子１９と対向する面にはその測定子１９
を露出させる開口部２７が測定子１９の移動方向
つまりＺ軸スライダ１６の移動方向に沿つて形成
されている。

これらの開口部２６，２７には、これらの開口
部２６，２７を閉塞する一対のシート３１Ａ，３
１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂがそれぞれ張設されてい
る。シート３１Ａ，３１Ｂは、例えば合成樹脂シ
ート、合成ゴムシート、鋼板、アルミシートなど
の可撓性材料を前記開口部２６を閉塞できる幅の
帯状に形成したもので、その内端が前記テーブル
１３の両側面に固定され、かつ外端が前記Ｘ軸移
動機構１２の部分を覆うケース２０内の両側隅部
に固定された筒状ケース３３Ａ，３３Ｂ内に巻き
込まれている。また、シート３２Ａ，３２Ｂは、
同様に合成樹脂シート、合成ゴムシート、鋼板、
アルミシートなどの可撓性材料を前記開口部２７
を閉塞できる幅の帯状に形成したもので、その内
端が前記Ｙ軸スライダ１８の上下面に固定され、
かつ外端が前記コラム１４の部分を覆うケース２
０内の上下隅部に固定された筒状ケース３４Ａ，
３４Ｂ内に巻き込まれている。各筒状ケース３３
Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂは、摩擦係数の小さ
い材料によつて形成され、内部に各シート３１
Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂを多少巻きぐせを付
けた状態で収納している。従つて、テーブル１３
や測定子１９の移動に伴つて各シート３１Ａ，３
１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂは各筒状ケース３３Ａ，３
３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂに順次巻き込まれながら収
納されるようになつている。

空調手段４０は、第３図に示す如く、エアー源
４１、エアーフイルタ４２、レギユレータ４３、
配管４４およびバルブ４５Ａ，４５Ｂを含み、エ
アー源４１からの加圧エアーをレギユレータ４３
で所定圧に減圧した後配管４４およびバルブ４５
Ａ，４５Ｂを介して前記ノズル２４および前記測
定機本体１０のエアーベアリング２４Ａに供給す
るエアー供給装置４６と、このエアー供給装置４
６の配管４４の途中に設けられ配管４４内の加圧
エアーを冷却する冷却装置４７と、前記エアー供
給装置４６の配管４４の途中に設けられ配管４４
内の加圧エアーを加熱する加熱装置４８と、前記
温度センサ２５からの信号を検出する検出回路４
９と、この検出回路４９からの信号と予め設定さ
れた設定温度との差に応じて前記冷却装置４７お
よび加熱装置４８を制御する制御装置５０とから
構成されている。

冷却装置４７は、前記配管４４の巻回された熱
交換コイル５１と、前記制御装置５０からの信号
で駆動され熱交換コイル５１内に冷媒を循環させ
るポンプ５２と、ポンプ５２によつて循環される
冷媒の循環路中で冷媒を冷却する冷却器５３と、
循環路中に設けられ前記制御装置５０からの信号
で励磁される電磁弁５４によつて開閉される弁５
５とを含む。

加熱装置４８は、前記配管４４の巻回された発
熱コイル６１と、前記制御装置５０からの信号で
励磁されるリレー６２と、このリレー６２のリレ
ー接点６３を介して前記発熱コイル６１に通電す
る電源６４とを含む。

次に、本実施例の作用を説明する。

まず、マシニングセンタなどの工作機械によつ
て加工されたワーク、つまり被測定物を予め恒温
洗浄装置（例えば、特開昭61−239109号公報に記
載されているように、加工後のワークに加圧液体
や圧搾空気を吹きつけてワークを一定温度に調温
させるもの。）により一定温度に調温した後、テ
ーブル１３上に載置する。

測定は、各軸の移動機構１２，１５，１７の駆
動によりテーブル１３および測定子１９を予め設
定された軌跡に基づき三次元方向へ移動させ、両
者を当接させる。すると、図示しないデータ処理
装置によつてテーブル１３と測定子１９の三次元
方向の移動変位量が読み取られ、これらの移動変
位量から被測定物の形状や寸法等が求められる。

この際、テーブル１３がＸ軸方向へ移動して
も、一対のシート３１Ａ，３１Ｂのうち、一方の
シートが引き出され、他方のシートが巻き込まれ
るので、開口部２６は常に閉じられた状態であ
る。また、Ｚ軸スライダ１６およびＹ軸スライダ
１８の移動によつて測定子１９がＺ軸およびＹ軸
方向へ移動しても、一対のシート３２Ａ，３２Ｂ
のうち、一方のシートが引き出され、他方のシー
トが巻き込まれるので、開口部２７は常に閉じら
れた状態である。

従つて、カバー２０内には空調手段４０によつ
て所定温度に調温された加圧エアーが供給されて
いるので、カバー２０内の温度は所定温度に維持
される。しかも、カバー２０内の圧力は外部より
多少高く、よつてカバー２０の〓間からエアーが
常時吹き出しているから、カバー２０内への粉塵
の侵入が防止されている。

もし、カバー２０内の温度が予め設定された設
定温度に対して変動すると、例えば設定温度に対
して低くなる、制御装置５０によつて加熱装置４
８が作動される。すると、配管４４を流れる加圧
エアーが加熱されるので、カバー２０内の温度は
上昇される。やがて、カバー２０内の温度が設定
温度に達すると、制御装置５０によつて加熱装置
４８の作動が停止される。逆に、設定温度に対し
て高くなると、制御装置５０によつて冷却装置４
７が作動される。すると、配管４４を流れる加圧
エアーが冷却されるので、カバー２０内の温度は
下降される。やがて、カバー２０内の温度が設定
温度に達すると、制御装置５０によつて冷却装置
４７の作動が停止される。従つて、カバー２０内
の温度を常に一定に維持させることができる。

このような実施例によれば、テーブル１３の被
測定物載置面および測定子１９を除く測定機本体
１０をカバー２０で覆い、このカバー２０内に所
定温度に調温された加圧エアーを供給するように
したので、カバー２０内の温度を所定温度に維持
でき、設置環境の温度変化に対する測定誤差をな
くすことができる。しかも、カバー２０は鋼板製
の枠体２１に断熱材２２を付設したものであるか
ら、保温性に優れ、エアー消費量を抑えることが
でき経済的である。

また、カバー２０内の温度を検出し、この温度
と予め設定された設定温度との差に基づき加熱装
置４８または冷却装置４７を作動させるようにし
たので、カバー２０内の温度を常に設定温度に正
確に維持させることができる。

また、カバー２０内の圧力は外部より多少高く
設定されていることによつて、カバー２０の〓間
から加圧エアーが常時吹き出しているから、カバ
ー２０内に粉塵が侵入することがなく、粉塵によ
る測定精度の低下を防げる。

また、テーブル１３および測定子１９は露出し
ているので、被測定物の搬入および搬出に当たつ
ても、カバー２０を開放する必要がないので、カ
バー２０内の温度を所定温度の状態に維持させる
ことができ、被測定物を連続的にかつ迅速に測定
できる。

また、加圧エアーをノズル２４とともに、エア
ーベアリング２４Ａに供給するようにしたので、
測定機本体１０の熱交換作用が内外から迅速に行
われる。これは、測定機本体１０の内外の温度差
を小さくできるので、測定機本体１０の構造変形
の防止に寄与できる。

なお、上記実施例では、テーブル１３をＸ軸方
向へ、測定子１９をＹおよびＺ軸方向へ移動させ
るようにしたが、テーブル１３と測定子１９とが
三次元方向へ相対移動できるものであれば型式は
問わない。

また、カバー２０は、少なくともテーブル１３
の被測定物載置面および測定子１９を外部に露出
するとともに、これらを除く測定機本体１０を覆
えるものであれば、形態を問うものではない。ま
た、上記実施例では、断熱材として発泡性合成樹
脂を用いたが、例えば断熱材としてポリウレタン
フオームを用いれば、枠体２１の内面に吹き付け
施工できるので、接着剤などを必要とせず施工を
簡易にできる。さらに、上記実施例では、開口部
２６，２７を、テーブル１３および測定子１９の
移動に伴つて筒状ケース３３Ａ，３３Ｂ，３４
Ａ，３４Ｂから引き出されかつ巻き込まれるシー
ト３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂで閉塞するよ
うにしたが、ひれら限らず、少なくとも開口部２
６，２７からの外気の混入を抑えられるものであ
ればいずれでもよい。例えば、シートを蛇腹状に
形成したもの、あるいはエアーカーテンなどでも
よい。

また、上記実施例では、カバー２０内の温度を
温度センサ２５により検出し、この検出温度と設
定温度との差に基づきカバー２０内に供給する加
圧エアーの温度を変化させるようにしたが、加圧
エアーを一定の温度に管理し、これを単にカバー
２０内に供給するようにしてもよい。

〔考案の効果〕

以上の通り、本考案によれば、加工現場などの
悪環境下でも、簡易にかつ迅速に、被測定物を高
精度に測定できる三次元測定機を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図は第１図の−線断面図、第３図は空調手段
を示すブロツク図である。 １０……測定機本体、１２，１５，１７……移
動機構、１９……測定子、２０……カバー、２１
……枠体、２２……断熱材、２５……温度セン
サ、４０……空調手段、４６……エアー供給装
置、４７……冷却装置、４８……加熱装置、５０
……制御装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被測定物を載置するテーブル、このテーブル
   に載置された被測定物に当接される測定子およ
   び前記テーブルと測定子とを三次元方向へ相対
   移動させる移動機構を含む測定機本体と、 少なくとも前記テーブルの被測定物載置面お
   よび測定子を露出させるとともにこれらを除く
   測定機本体を覆うカバーと、 このカバー内に所定温度に調温された加圧エ
   アーを供給する空調手段と、 を具備したことを特徴する三次元測定機。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記カバーは、前記テーブルの被測定物載置面お
   よび測定子を露出させるとともにこれらを除く
   測定機本体を覆う枠体と、この枠体の内面側に
   付設された断熱材とから構成されていることを
   特徴とする三次元測定機。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   において、前記空調手段は、前記カバー内に加
   圧エアーを供給するエアー供給装置と、このエ
   アー供給装置からの加圧エアーを冷却する冷却
   装置と、前記エアー供給装置からの加圧エアー
   を加熱する加熱装置と、前記カバー内の温度を
   検出する温度センサと、この温度センサで検出
   された温度と予め設定された設定温度との差に
   応じて前記冷却装置および加熱装置を作動させ
   る制御装置とから構成されていることを特徴と
   する三次元測定機。