JPH0629725B2 - フレ−ム形状測定装置 - Google Patents

フレ−ム形状測定装置

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JPH0629725B2
JPH0629725B2 JP60287491A JP28749185A JPH0629725B2 JP H0629725 B2 JPH0629725 B2 JP H0629725B2 JP 60287491 A JP60287491 A JP 60287491A JP 28749185 A JP28749185 A JP 28749185A JP H0629725 B2 JPH0629725 B2 JP H0629725B2
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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はメガネフレームのレンズ枠、またはレンズ枠形
状から倣い加工された型板の形状をデジタル測定する装
置、特に、未加工眼鏡レンズをレンズ枠または型板の形
状に係る情報によつて研削加工する玉摺機と併用するに
適した装置に関する。
〔発明の背景〕
従来、メガネフレームのレンズ枠または型板を固定し、
この形状を測定する装置は知られていない。本発明者
は、玉摺機の開発と並行して、これに適したレンズ枠ま
たは型板の測定装置の開発を行い、本発明をなすに至つ
た。
〔発明の構成〕
本発明は、メガネフレームの被測定レンズ枠の上側リム
と下側リムとのそれぞれにその内壁を当接させるために
該メガネフレームの上下方向であって反対向きに等しい
量で移動可能な一対のスライダと、該スライダに形成さ
れた切欠部から突出して互いに内向きに挿入され前記被
測定レンズ枠の上側リムと下側リムとを前記被測定レン
ズの光軸と略平行な方向に沿って前記被測定レンズ枠の
厚み方向から接するように支持させる保持棒とを有し、 前記スライダの内壁により上側リムと下側リムとを当接
支持し前記保持棒により前記被測定レンズ枠の厚み方向
から上側リムと下側リムとを挟持して前記メガネフレー
ムを保持するフレーム保持手段と、 所定平面と交差し、かつ前記レンズ枠に軸線が位置する
鉛直軸回りに回転するセンサーアームと、 該センサーアームに沿って移動するセンサーヘッドと、 該センサーヘッドに前記鉛直軸と略平行な軸線に沿って
自由移動可能に取り付けられ、前記スライダの内壁に当
接支持され前記保持棒により前記被測定レンズ枠の厚み
方向から支持された上側リムと下側リムとのヤゲン溝に
当接させて測定するためのフィーラーと、 前記センサーアームの回転角と前記センサーヘッドの移
動量を電気的に検出し、前記レンズ枠の形状を動径情報
(ρ,θ)(n=1,2,3,…,N)として計測
する検出手段とから構成された計測手段と、 前記センサーアームの回転中心における動径情報
(ρ,θ)(n=1,2,3,…,N)から、前記
レンズ枠の幾何学中心を演算する演算手段と を有することを特徴として構成される。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図をもとに説明する。第1図は本
発明に係るレンズ枠形状測定装置を示す斜視図である。
本装置は、大きく3つの部分、すなわち、フレームを保
持するフレーム保持装置部100と、このフレーム保持
装置部100を支持するとともに、この保持装置部の測
定面内への移送及びその測定面内での移動を司る支持装
置部200と、メガネフレームのレンズ枠または型板の
形状をデジタル計測する計測部300とから構成されて
いる。
支持装置部200は筐体201上に縦方向(測定座標系
のX軸方向)に平行に設置されたガイドレール202
a,202bを有し、このガイドレール上に移動ステー
ジ203が摺動自在に載置されている。移動ステージ2
03の下面には雌ネジ部204が形成されており、この
雌ネジ部204にはX軸用送りネジ205が螺合されて
いる。このX軸送りネジ205はパルスモータからなる
X軸モータ206により回動される。
移動ステージ203の両側フランジ207a,207b
間には測定標系のY軸方向と平行にガイド軸208が渡
されており、このガイド軸208はフランジ207aに
取付けられたガイド軸モータ209により回転できるよ
う構成されている。ガイド軸208は、その軸と平行に
外面に一条のガイド溝210が形成されている。
ガイド軸208にはハンド211,212が摺動可能に
支持されている。このハンド211,212の軸穴21
3,214にはそれぞれ突起部213a,214aが形
成されており、この突起部213a,214aが前述の
ガイド軸208のガイド溝210内に係合され、ハンド
ル211,212のガイド軸208の回りの回転を阻止
している。
ハンド211は互いに交わる二つの斜面215,216
を持ち、他方ハンド212も同様に互に交わる二つの斜
面217,218を有している。ハンド212の両斜面
217,218が作る稜線220はハンド211の斜面
215,216の作る稜線219と平行でかつ同一平面
内に位置するように、また、斜面217,218のなす
角度と斜面215,216のなす角度は相等しいように
構成されている。そして両ハンド211,212の間に
は第5図(B)に示すようにバネ230が掛け渡されてい
る。
移動ステージ203の後側フランジ221の一端にはプ
ーリー222が回動自在に軸支され、後側フランジ22
1の他端にはプーリー223を有するY軸モーター22
4が取付けられている。プーリー223,224にはス
プリング225を介在させたミニチアベルト226が掛
け渡されており、ミニチアベルト226の両端はハンド
211の上面に植設されたピン227に固着されてい
る。
他方、ハンド212の上面には、鍔228が形成されて
おり、この鍔228はハンド212の移動により移動ス
テージ203の後側フランジ221に植設されたピン2
29の側面に当接するように構成されている。
計測部300は、筐体201の下面に取付けられたセン
サーアーム回転モータ301と筐体201の上面に回動
自在に軸支されたセンサーアーム部302から成る。モ
ータ301の回転軸に取付けられたプーリー303とセ
ンサーアーム部の回転軸304との間にはベルト305
が掛け渡されており、これによりモータ301の回転が
センサーアームに伝達される。
センサーアーム部302はそのベース310の上方に渡
された2本のレール311,311を有し、このレール
311,311上にセンサーヘツド部312が摺動可能
に取付けられている。センサーヘツド部312の一側面
には磁気スケール読み取りヘツド313が取付けられ、
これによりベース310にレール311と平行に取付け
られた磁気スケール314を読み取り、センサーヘツド
部312の移動量を検出するように構成されている。ま
た、センサーヘツド部312の他側には、このヘツド部
312を常時アーム端側面へ引つぱるバネ装置315の
ぜんまいバネ316の一端が固着されている。
第4図は、このバネ装置315の構成を示している。セ
ンサーアーム部302のベース310に取り付けられた
ケーシング317内には電磁マグネツト318が設けら
れ、スライド軸319がマグネツト318の軸穴内にそ
の軸線方向に摺動可能に嵌挿されている。このスライド
軸319は、鍔320,321を有し、鍔320とケー
シング317の壁間にはバネ323が介在し、バネ32
3によりスライド軸319は常時は第4図の左方に移動
させられている。
スライド軸319の端部には、クラツチ板324,32
5が回動可能に軸支され、一方のクラツチ板324には
ぜんまいバネ316の一端が固着されている。また両ク
ラツチ板324,325間にはスライド軸319を嵌挿
されたバネ326が介在し、常時これらクラツチ板32
4,325の間隔を広げ、ぜんまいバネ316とクラツ
チ板325との接触を妨げている。さらに、スライド軸
319の端部にはワツシヤー327が取付けられてい
る。
第6図はセンサーヘツド部312の構成を示し、レール
311に支持されたスライダー350には鉛直方向に軸
穴351が形成されており、この軸穴351にセンサー
軸352が挿入されている。センサー軸352と軸穴3
51との間にはセンサー軸352に保持されたボールベ
アリング353が介在し、これによりセンサー軸352
の鉛直軸線回りの回動及び鉛直軸線方向の移動をスムー
ズにしている。
センサー軸352の上部には断面が半月状の切欠きを有
し、この切欠き面354は眼鏡フレームのレンズ枠形状
から倣い加工された型板の形状を計測するときにその型
板側面と当接する型板フイーラー構成する。また、セン
サー軸352の中央にはアーム355が取付けられてお
り、このアーム355の上部にはレンズ枠のヤゲン溝と
当接されるソロバン玉形状のヤゲンフイーラー356が
回動可能に軸支されている。そして上記切欠き面すなわ
ち型板当接面354およびヤゲンフイーラー356の円
周点の両方は鉛直なセンサー軸352の中心線上に位置
するように構成される。
スライダー350の下方には、センサー軸の鉛直軸方向
移動量すなわちZ軸方向の移動量は計測するための例え
ばマグネスケールからなるセンサー358の読み取りヘ
ッド359が取付けられている。一方センサー軸352
の下端にはセンサー358の磁気スケール360が取付
けられている。
次にフレーム保持装置部100の構成を第2図(A)及び
第3図をもとに説明する。固定ベース150の辺151
a,151aを有する両側フランジ151,1511の
中央にはフレーム保持棒152、152がネジ止めされ
ている。この固定ベース150の底板150aとフラン
ジ151の間には辺153a、153aを有する可動ベ
ース153が挿入されており、可動ベース153は固定
ベース150の底板150aに取付けられた2枚の板バ
ネ154、154によつて支持されている。
可動ベース153には2本の平行なガイド溝155、1
55が形成され、このガイド溝155、155にスライ
ダー156、156の突脚156a、156aが係合さ
れて、スライダー156、156が可動ベース153上
に摺動可能に載置されている。
一方、可動ベース153の中央には円形開口157が形
成され、その内周にはリング158が回動自在に嵌込ま
れている。このリング158の上面には2本のピン15
9、159が植設され、このピン159、159のそれ
ぞれはスライダー156、156の段付部156b、1
56bに形成されたスロツト156cに挿入されてい
る。
さらに、スライダー156、156の中央には縦状の切
欠部156d、156d形成されており、切欠部156
d、156d内に前述のフレーム保持棒152、152
がそれぞれ挿入可能となつている。また、スライダー1
56、156の上面には、スライダー操作時に操作者が
指を挿入して操作しやすくするための穴部156e、1
56eが形成されている。
次に、第2図(B)、(C)及び第5図(A),(B)をもとに上述
のフレーム形状計測装置の作用を説明する。まず、第2
図(B)に示すように、スライダー156、156の穴部
156c、156cに指を挿入しスライダー156、1
56の互いの間隔を十分開き、かつ下方に押圧し、可動
ベース153と一緒に、板バネ154、154の弾発力
に抗して保持棒152とスライダー156、156の段
付部156b′、156bとの間隔を十分開ける。
その後、この間隔内にメガネフレーム500の測定した
い方のレンズ枠501を挿入し、レンズ枠501の上側
リムと下側リムがスライダー156、156の内壁に当
接するようにスライダー156、156の間隔を狭め
る。本実施例においては、スライダー156、156は
上述したようにリング158による連結構造を有してい
るため、スライダー156、156の一方の移動量がそ
のまま他方のスライダーに等しい移動量を与える。
次に、レンズ枠501の上側リムの略中央が保持棒15
2の下方にくるようにフレームを滑り込ませた後、スラ
イダー156、156から操作者が手を離せば、可動ベ
ース153は板バネ154、154の弾発力により上昇
し、レンズ枠501は段付部156b、156bと保持
棒152、152とにより挾持され、かつフレーム50
0がレンズ枠501の幾何学的略中心点とフレーム保持
装置100の円形開口157の中心点157aとをほぼ
一致させるように保持される。
またこのときレンズ枠501のヤゲン溝の頂点501a
から固定ベース150のフランジ151の辺151aま
での距離dと可動ベース153の辺153aまでの距離
dは等しい値をとるように構成されている。
次に、このようにしてフレーム500を保持したフレー
ム保持装置部100を支持装置200の予め所定の間隔
に設定したハンド211,212間に挿入した後、Y軸
モータ224を所定角度回転させる。Y軸モータ224
の回転によりミニチアベルト226が駆動され、ハンド
211が左方に一定量だけ移動され、フレーム保持装置
部100及びハンド212も左方移動を誘起され、鍔2
28がピン229より外れる。
同時に、フレーム保持装置部100は引張りバネ230
により両ハンド211、212で挾持される。このと
き、フレーム保持装置部100の固定ベース150のフ
ランジ151の辺151a、152aはそれぞれハンド
211の斜面215とハンド212の斜面217に当接
され、また可動ベース153の両辺153a,153a
はそれぞれハンド211の斜面216とハンド212の
斜面218に当接される。
本実施例においては、上述したようにメガネ枠501の
ヤゲン溝の頂点501aから辺151aと辺153aそ
れぞれへの距離dは互いに等しいため、フレーム保持装
置100はハンド211、212に挾持されると、レン
ズ枠501のヤゲン溝頂点501aが両ハンドの稜線2
19,220が作る基準面S上に自動的に位置される。
次に、ガイド軸回転モータ209の所定角度の回転によ
りフレーム保持装置部100が第5図(A)の二点鎖線で
示す位置へ旋回し、この基準面Sは計測部300のヤゲ
ンフイーラー356の初期位置と同一平面で停止する。
次に、Y軸モータ224をさらに回転させフレーム保持
装置部100を保持したハンド211、212をY軸方
向に一定量移動させ、フレーム保持装置部100の円形
開口中心点159aと計測部300の回転軸304中心
とを概略一致させる。この時、移動の途中でヤゲンフイ
ーラー356はレンズ枠501のヤゲン溝に当接する。
ヤゲンフイーラー356の初期位置は、第5図(A)、(B)
に図示するように、センサー軸352の下端に植設され
たピン352aがセンサーアーム部のベース310に取
付けられたハンガー310aに当接することにより、そ
の方向が規制されている。これにより、Y軸モータ22
4の回転によつてメガネフレーム500が移動すると、
常にフイーラー356はヤゲン溝に入いることができ
る。
続いて、モータ301を予め定めた単位回転パルス数毎
に回転させる。このときセンサーヘツド部312はメガ
ネフレーム500の形状、すなわちレンズ枠501の動
径にしたがつてレール311、311上を移動し、その
移動量は磁気スケール314と読み取りヘツド313に
より読み取られる。
モータ301の回転角θと読み取りヘツド313からの
読み取り量ρとからレンズ枠形状は(ρn,θn)(n
=1、2、3……N)として計測される。
ここで、この第1回目の計測は前述した様に、第7図に
示すように、回転軸304の中心Oはレンズ枠501の
幾何学中心と概略一致させて測定したものである。
第2回目の計測は、第1回目の計測データ(ρn,θ
n)を極座標一直交座標変換した後のデータ(Xn,Yn)
からX軸方向の最大値をもつ被計測点B(Xb,yn)、X
軸方向で最小値をもつ被計測点D(Xd,yd)、Y軸方向
で最大値をもつ被測定点A(Xa,ya)及びY軸方向で最
小値をもつ被計測点C(Xc,yc)を選び、レンズ枠の幾
何学中心Ooを として求めた後、このXo,yo値にとづいてX軸モータ2
06とY軸モータ224を駆動させ、ハンド211,2
12で挾持されたフレーム保持装置部100を移動し、
これによりレンズ枠501の幾何学中心Ooをセンサーア
ーム302の回転中心Oと一致させ、再度レンズ枠形状
を計測し、幾何学中心Ooにおける計測値(oρn,oρ
n)(n=1:2:3……N)を求める。
上述の幾何学中心Ooに基づくレンズ枠形状の計測時に
は、センサー358によりZ軸方向のセンサーヘツド3
12の移動量も同時に計測される。これにより結局レン
ズ形状は(oρn,oθn,Zn)(n=1、2、3…
…N)の三次元情報が得られることとなる。
以上述べたレンズ枠501の動径計測において、ヤゲン
フイーラー356がレンズ枠501から計測途中ではず
れるようなことがあると、第7図にeで示すように、そ
の動径計測データが直前の計測データから大きくはずれ
るため、予め動径変化範囲aを定めておき、その範囲か
らずれたときはセンサーアーム部302の回転は停止
し、同時に第4図に示したバネ装置315の電磁マグネ
ツト318を励磁し、鍔321を引着する。
これによりクラツチ板324,325がぜんまいバネ3
16を挾持し、その巻取り作用を阻止するため、センサ
ーヘツド部312のアーム355がレンズ枠に引つ掛か
り、メガネフレーム500をきずつけることを防止でき
る。このようなフイーラー356のはずれがあつた後
は、再度メガネフレーム500を初期計測位置に復帰さ
せ、計測をしなおす。
第8図はメガネフレーム500のレンズ枠501から倣
い加工により型取りされた型板510の形状を計測する
ための型板保持部材110の構成を示している。型板保
持部材110は、腕部111とこの両端部に取付けられ
た円柱状の支柱112、113及び腕部111の中央に
取付けられた保持支柱120とから構成される。保持支
柱120の先端端面には中央に太いピン116がその両
横に細いピン114,115が植設され、これらピン1
14〜116により型板510が保持支柱120に装着
される。
型板保持部材110は、その支柱112,113がハン
ド211、212により挾持される。そしてハンド21
1,212が計測位置へ下降したとき、型板510はセ
サー部312の型板当接面354と同一平面内に位置さ
れ、ハンド211、212の移動により型板当接面35
4が型板510の側面に当接し、センサーアーム302
の回転によりその動径(tρn:tθn)が測定され
る。
第9図は本願のフレーム形状測定装置の演算・制御回路
を示すブロツク図である。ドライバ回路601ないし6
04はそれぞれX軸モータ206、Y軸モータ224、
センサーアーム回転モータ301、及びガイド軸回転モ
ータ209に接続される。ドライバ601ないし604
はシーケンス制御回路610の制御のもとにパルス発生
器609から供給されるパルス数に応じて上記各パルス
モータの回転駆動を制御する。
読み取りヘツド313の読み取り出力はカウンタ605
で計測され、比較回路606に入力される。比較回路6
06は基準値発生回路607からの動径変化範囲aに相
当する信号とカウンタ605からの計数値の変化量とを
比較し、計測値が範囲a内にあるときは、カウンタ60
5の計数値ρn及びパルス発生器609からのパルス数
をセンサーアーム355の回転角に変換し、その値θn
とを組として(ρn,θn)をデータメモリ611へ入
力し、これを記憶させる。
次に、シーケンス制御回路610はゲート回路612を
演算回路613側へ切換え、データメモリ611に記憶
されている第1回目の動径情報(ρn,θn)に基いて
レンズ枠501の幾何学中心Ooを演算させ、そのデータ
をシーケンス制御回路610へ入力させる。シーケンス
制御回路610は演算回路613からのデータに基いて
前述の(1)式からXo,Yoを求め、ドライバ601、60
3に必要なパルス数を入力してモータ206、224を
駆動し、レンズ枠500の中心をセンサーアーム302
の回転中心に一致させる。
これと同時にシーケンス制御回路610はカウンタ回路
615を指令し、Z軸センサー358からのデータを計
数するよう指令する。そして再度Z軸方向データを含む
レンズ枠形状情報(oρn,oθn,Zn)を計測し、
このデータをデータメモリ611に記憶させる。ここ
で、もしカウンタ605からの計数値ρnまたはoρn
が基準値発生回路607からの出力される動径変化範囲
aより大きいときは、比較回路606はその旨をシーケ
ンス制御回路610に出力し、この出力を受けた回路6
10はドライバ608を作動させてバネ装置315の電
磁マグネツト318を励磁させ、フイーラー356の移
動を阻止するとともに、ドライバ604へのパルスの供
給を停止し、モータ301の回転を防止する。
データメモリ611に記憶されたレンズ枠形状情報(o
ρn,oθn,Zn)は必要に応じゲート回路612の
切換えにより、例えば本出願人がさきに出願した特願昭
58−225197で開示したデジタル玉摺機や型取機
あるいはフレームの型状が設計値通りに加工されている
か否かを判定する判定装置等へ供給される。
データメモリ611に記憶されたレンズ枠形状情報(o
ρn,oθn,Zn)のZn情報からレンズ枠のカーブ
値cを必要に応じ演算回路613で求めることができ
る。
その演算は第10図(A)及び(B)に示すようにレンズ枠上
の少なくとも2点a、bにおける動径ρ、ρと、こ
の2点のZ軸方向のセンサーヘツド移動値ZA,ZB
ら、レンズ枠501のヤゲン軌跡を含む球体SPの曲率半
径Rを R2=ρ 2+(Zo−ZA2=ρ 2+(Zo−ZB……(2) から求め、ヤゲンのカーブ値Cは求められたRから (ただしnは定数でn=1.523) として実行される。
なお、シーケンス制御回路はプログラムメモリ614に
内蔵のプログラムによつて上述の計測ステツプを実行す
る。
〔本発明の効果〕
特殊で挟持し難くいメガネフレームを確実にかつその幾
何学中心が所定の位置となるように挟持し、高精度なデ
ジタル計測を可能にすることができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るフレーム形状装置を示す斜視図、
第2図(A)は、そのフレーム保持装置を示す斜視図、第
2図(B)、(C)はその保持装置の作動を示す縦断面図、第
3図は第2図(A)の線A−Aに沿つた断面図、第4図は
バネ部材の構造を示す縦正中断面図、第5図(A)は支持
装置部とセンサー部の関係を示す横式図であり、第5図
(B)はその断面図、第6図はセンサー部を示す一部切欠
断面で示した正面図、第7図はレンズ枠の計測値からそ
の幾何学中心を求める関係を示す模式図、第8図は型板
保持部材を示す斜視図、第9図は本発明の実施例の演算
・制御回路のブロツク図、第10図(A)及び(B)はレンズ
枠のカーブ値Cの計算原理の説明図である。 100……フレーム保持装置 152……保持枠 156……スライダー 200……支持装置部 211,212……ハンド 300……計測部 302……センサーアーム部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02C 13/00 (72)発明者 鈴木 泰雄 東京都板橋区蓮沼町75番1号 東京光学機 械株式会社内 (72)発明者 波田野 義行 東京都板橋区蓮沼町75番1号 東京光学機 械株式会社内 (72)発明者 大串 博明 東京都板橋区蓮沼町75番1号 東京光学機 械株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−119580(JP,A) 特開 昭57−158829(JP,A) 特開 昭58−38919(JP,A) 特開 昭60−52249(JP,A) 実開 昭47−56981(JP,U)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メガネフレームの被測定レンズ枠の上側リ
    ムと下側リムとのそれぞれにその内壁を当接させるため
    に該メガネフレームの上下方向であって反対向きに等し
    い量で移動可能な一対のスライダと、該スライダに形成
    された切欠部から突出して互いに内向きに挿入され前記
    被測定レンズ枠の上側リムと下側リムとを前記被測定レ
    ンズの光軸と略平行な方向に沿って前記被測定レンズ枠
    の厚み方向から接するように支持させる保持棒とを有
    し、 前記スライダの内壁により上側リムと下側リムとを当接
    支持し前記保持棒により前記被測定レンズ枠の厚み方向
    から上側リムと下側リムとを挟持して前記メガネフレー
    ムを保持するフレーム保持手段と、 所定平面と交差し、かつ前記レンズ枠に軸線が位置する
    鉛直軸回りに回転するセンサーアームと、 該センサーアームに沿って移動するセンサーヘッドと、 該センサーヘッドに前記鉛直軸と略平行な軸線に沿って
    自由移動可能に取り付けられ、前記スライダの内壁に当
    接支持され前記保持棒により前記被測定レンズ枠の厚み
    方向から支持された上側リムと下側リムとのヤゲン溝に
    当接させて測定するためのフィーラーと、 前記センサーアームの回転角と前記センサーヘッドの移
    動量を電気的に検出し、前記レンズ枠の形状を動径情報
    (ρ,θ)(n=1,2,3,…,N)として計測
    する検出手段とから構成された計測手段と、 前記センサーアームの回転中心における動径情報
    (ρ,θ)(n=1,2,3,…,N)から、前記
    レンズ枠の幾何学中心を演算する演算手段と を有することを特徴とするフレーム形状測定装置。
  2. 【請求項2】前記フレーム保持手段は、前記平面に沿っ
    て移動可能であり、前記レンズ枠のヤゲン軌跡上の一点
    が前記平面と一致するように前記フレームを配置可能
    で、且つ前記フィーラーは前記平面内で最初に前記一点
    でヤゲン軌跡と接触するように構成されたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のフレーム形状測定装
    置。
  3. 【請求項3】前記レンズ枠の幾何学中心に前記センサー
    アームの回転中心が位置するように、前記フレーム保持
    手段または前記計測手段を移動させる移動手段を有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載のフレーム
    形状測定装置。
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