JPH0632563Y2 - 門型簡易三次元測定器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、門型簡易三次元測定器に関する。

〔従来技術〕

三次元測定器は、門型式と片持式に大別される。そして
門型式は、ミクロン単位の高精度の測定に適用され、片
持式は、測定精度の低い物の測定に適用される。

このように測定精度差があるのは、門型式の場合は、例
えばＸ軸ビームを両端支持しかつ支持スパンを短くし
て、Ｘ軸ビームの撓みをゼロにしており、片持式の場合
は、大きな被測定物の測定を可能にするために、Ｘ軸ビ
ームの撓み誤差を許容するようにしているからである。

即ち片持式の場合は、第７図及び第８図に示すように、
定盤33上の基準レール32にそってＹ軸方向に移動可能に
主コラム30を立設し、この主コラム30にＸ軸ビーム31を
Ｚ軸方向に移動可能に設けている。

このように従来の三次元測定器は、高精度の門型式と、
精度の悪い片持式のものしかなかった。又実開昭56-705
06号公報にはコンペロッドに関する技術が示されてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら自動車部品には、大型プレス品やプレス型
或は、リヤアクスルハウジング等の大型ユニット等があ
り、これら大型部品の加工精度は、せいぜい±１mm程度
あればよい。

このような大型部品の三次元測定をする場合に門型式の
三次元測定器にあっては、Ｘ軸のスパン（Ｘ，Ｙ，Ｚ方
向の測定範囲）が狭いので実質上その測定が不可能であ
り、又、ミクロン単位での測定であるので、Ｘ，Ｙ，Ｚ
軸方向へのタッチプローブ（測定針）の移動速度が極め
て遅く、測定時間に長時間を要して大型部品には不向き
であり、更には、大型部品の加工精度公差の1000倍もの
公差で測定することになるので、顕微鏡的な測定となっ
て、かえって大型部品の全体的な加工精度の測定ができ
ないという問題がある。

一方片持式の三次元測定器の場合は、大型部品の測定は
可能であるが、測定誤差が大き過ぎ、自動車部品のよう
な大量生産品でかつ他の部品との間での組付け精度が要
求される大型部品の三次元測定器としては不適格である
という問題がある。

このように従来の三次元測定器では、自動車部品のよう
な大型被測定物でかつ中程度の測定公差の測定ができな
いのが実情である。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本考案は、Ｙ軸方向に並行に
設けられた二本の軌道上をエアベアリングを介してスラ
イドする主スライダと従スライダに両端を固定してＹ軸
に対して直角にＸ軸ビームを設け、該Ｘ軸ビームをスラ
イドするＸ軸スライダに直角に上下動するＺ軸方向に移
動可能なタッチプローブを設け、該タッチプローブには
滑車を介してバランサウエイトを取り付け、Ｘ軸方向、
Ｙ軸方向及びＺ軸方向の移動のための手動用送りノブと
ロック用のロックノブを設けると共にＹ軸方向の移動用
に手動によるＹ軸送りハンドルを設け、前記Ｘ軸ビーム
に撓みを修正するためのコンペロッドを内蔵させ、該コ
ンペロッドの中間部をコンペロッドカラーでＸ軸ビーム
の内面に支持すると共に、その両端をパッドを介してＹ
およびＺ軸方向にセットスクリューで支持したことを特
徴とするものである。

〔作用〕

このように構成することにより、Ｙ軸方向への移動は、
主スライダと従スライダの移動により、Ｘ軸ビームを移
動させることにより行い、Ｘ方向への移動は、Ｘ軸ビー
ムにそってＸ軸スライダを移動することにより行い、又
Ｚ軸方向の移動は、Ｘ軸スライダに設けられた垂直方向
に上下動するタッチプローブの移動により行う。

そして、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向への移動は、それぞれの
送りノブにて行い、特にＹ軸方向への移動は、エアベア
リングがあるので軽い力で送りハンドルにより速く動か
し、微調整は送りノブにて行う。

又、Ｚ軸方向のタッチプローブの移動はバランサウエイ
トのつり合いにより行いかつ被測定物へのタッチプロー
ブの衝撃力を緩らげて保護する。

そして、Ｘ軸ビームに撓みを修正するためのコンペロッ
ドを内蔵させ、該コンペロッドの中間部をコンペロッド
カラーでＸ軸ビームの内面に支持すると共に、その両端
をパッドを介してＹおよびＺ軸方向にセットスクリュー
で支持したので、セットスクリューの押し付け位置がコ
ンペロッドの中心からずれていても、Ｚ方向のセットス
クリューの押し付け力によりコンペロッドがＹ方向に逃
げようとしても、またＹ方向のセットスクリューの押し
付け力によりコンペロッドがＺ方向に逃げようとして
も、双方のセットスクリューによりその逃げを互いに拘
束し合い、またパッドを介してセットスクリューの押し
付け力が分散されるので、ＹおよびＺ軸方向のセットス
クリューの中心とコンペロッドの中心がずれていても、
上記逃げを軽減することができ、Ｘ軸ビームの撓みを許
容範囲内に確実に修正し、門型式にる三次元測定を可能
にすることができる。

〔実施例〕

以下本考案の一実施例について詳細に説明する。第１図
及び第３図において、基台19上にフレーム18が設けら
れ、その上にブリッジ17が立設されている。このブリッ
ジ17の上には、Ｙ軸方向に並行して二本の軌道15,16が
設けられている。

軌道15上には、主スライダ２が、又軌道16上には従スラ
イダ３がそれぞれエアベアリング13,14を介してＹ軸方
向にスライド可能に設けられている。

１はＸ軸ビームであり、その両端は、主スライダ２と従
スライダ３に固定され、Ｙ軸（軌道15,16）に対して直
角に設けられている。

Ｘ軸ビーム１には、Ｘ軸スライダ４がスライド可能に設
けられている。このＸ軸スライダ４には、測定ヘッド５
が設けられ、タッチプローブ６が垂直方向（Ｚ軸方向）
に上下動するように設けられている。

第１図及び第２図において、７はＸ軸送りノブ、22はＸ
軸ロックノブ、10はＺ軸送りノブ、９はＺ軸ロックノ
ブ、24はＹ軸送りノブ、25はＹ軸ロックノブである。

これら送りノブは、例えばラックピニオン形式を採用
し、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の移動を微調整する。

又、第２図において、23はＹ軸送りハンドルであり、Ｙ
軸方向の大きな移動を迅速に行う。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に
は、デジタルスケール（磁気スケール）28が設けられ、
Ｙ軸読取ピックアップ26及びＸ軸読取ピックアップ27，
Ｚ軸読取ピックアップ12にてデジタルスケール28で計測
した計測値を読み取り、手元表示部11に表示する。21は
ケーブル、20はケーブルレールである。

タッチプローブ６には、第３図に示すようにタッチプロ
ーブ６とほぼ同じ重量のバランサウエイト29が滑車34を
介して取付けられている。35は、ワイヤロープである。

Ｘ軸ビーム１には、第４図に示すようにコンペロッド36
がコンペセットカラー37で支持された状態で内蔵されて
いる。このコンペロッド36の端部は、第５図及び第６図
に示すように、Ｙ軸方向とＺ軸方向に平行二面40を形成
し、この平行二面40にパッド39が嵌め込まれている。そ
して、Ｘ軸ビーム１に螺合するセットスクリュー38が設
けられている。

このように構成した本実施例の作用について次に説明す
る。

先ずＸ軸ビーム１の自重による撓みは、第４図に示すよ
うにコンペロッド36によって修正される。

即ち、Ｘ軸ビーム１の両端は、主スライダ２及び従スラ
イダ３によって固定されているので、Ｚ軸方向のセット
スクリュー38により、Ａ点において矢印方向（下方向）
の力をコンペロッド36の両端に与えられる。これにより
コンペロッド36は、Ｃの状態からＣ′のように反り、コ
ンペロッドカラー37の点であるＢ点に矢印方向の力が発
生する。

これにより、Ｘ軸ビーム１の撓みは修正されると共に、
Ｘ軸ビーム１はちょうどＢ点で支持された状態となり、
コンペロッド36は一種の補強の役目をする。

又同様に、Ｘ軸ビーム１のＹ軸方向の撓みも修正され
る。このように、Ｘ軸ビーム１のＺ軸方向の撓み及びＹ
軸方向の撓みの修正が同時に行えるのは、セットスクリ
ュー38の中心とコンペロッド36の中心がずれても、セッ
トスクリュー38の押付け力がパッド39を介してコンペロ
ッド36に与えられること及び、前記中心のずれによって
コンペロッド36の先端が逃げるが、この逃げは、Ｙ軸及
びＺ軸方向からの押付け力によって拘束されるためであ
る。

そしてコンペロッド36はＸ軸ビーム１の補強を兼ねてい
るから、Ｘ軸スライダ４がスライドしても、その撓み
は、許容範囲内である。

次に三次元測定について説明すると、先ず、Ｙ軸送りハ
ンドル23により、大まかなＹ軸方向の位置まで、Ｘ軸ビ
ーム１をスライドさせた後、Ｙ軸送りノブ24により微調
整し、Ｙ軸ロックノブ25にてロックする。これによりＹ
軸を基準にＸ，Ｚ方向の計測を行う。前記Ｙ軸ハンドル
23によるスライドは、エアベアリングにより軽い力で行
なわれる。

このように、大まかな位置合せと微調整の組合せにより
Ｙ軸基準が短時間で行なわれる。

又、Ｙ軸方向の大まかな移動時に、タッチプローブ６が
被測定物に接しても、バランサウエイト29によりタッチ
プローブ６は上に逃げるので、被測定物及びタッチプロ
ーブ６は損傷するようなことはない。

次にＸ軸送りノブ７にてＸ軸スライダ４をスライドさせ
て位置を合せ、Ｘ軸ロックノブ22にてロックする。そし
て、タッチプローブ６を操作して、三次元測定を行う。
タッチプローブ６の操作は、バランサウエイト29によ
り、タッチプローブ６を動かした位置で静止する。従っ
てタッチプローブ６の先端が被測定物に軽く衝突しても
バウンドする。このような場合、Ｚ軸送りノブ10にてタ
ッチプローブ６の先端を被測定物の表面に静かに接触さ
せる。そして振動等によりタッチプローブ６が動かない
ように、Ｚ軸ロックノブ９にてロックする。

そして、デジタルスケール28の計測値をＸ軸読取ピック
アップ27、Ｙ軸読取ピックアップ26、Ｚ軸読取ピックア
ップ12で読取り、手元表示部11に表示する。

三次元測定範囲は、第１図のＸ−Ｚ測定範囲イ及び第２
図のＹ−Ｘ測定範囲ロは、Ｘ軸ビーム１のスパン長さで
主に決り、第３図のＺ−Ｙ測定範囲は、軌道フレーム16
等を任意に決めることにより、その範囲は自由に決めら
れる。

〔考案の効果〕

以上詳述した通り本考案による門型簡易三次元測定器に
よれば、Ｙ軸方向に並行に設けられた軌道上をスライド
するＸ軸ビームのＹ軸方向への移動は、Ｙ軸送りハンド
ルとＹ軸送りノブにより、大まかな移動と微調整の組合
せによって行うので、特に大型の被測定物に対しては効
率よく短時間にＹ軸基準を定めることができる。

又、この大まかなＹ軸方向への移動と相俟ってタッチプ
ローブにバランサウエイトを設けたので、被測定物及び
タッチプローブの損傷が防止され、測定時間の短縮と安
定性が同時に満足されるという優れた効果を有する。

そして、Ｘ軸に内蔵させたコンペロッドの中央部をコン
ペロッドカラーで支持し、その両端をパッドを介してＹ
およびＺ軸方向にセットスクリューで支持したので、Ｘ
軸ビームの撓みを許容範囲内に確実に修正し、門型式に
よる三次元測定を可能にし、Ｘ軸ビームの支持スパンを
大きくして大型被測定物の三次元測定ができるという優
れた効果を有する。

このようにして、門型式と片持式の両機能を兼ね備え、
大型被測定物を中程度の測定精度で測定し、かつ大型被
測定物に対する測定時間の短縮と効率化を測った三次元
測定器を得ることができ、当該測定分野に果す効果は極
めて優れたものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例である門型簡易三次元測定
器の正面図、第２図は第１図の平面図、第３図は第１図
の右側面図、第４図は第１図におけるＸ軸ビームの縦断
面図、第５図は第４図のＸ軸ビームの端部を部分拡大し
て示した縦断面図、第６図は、第５図のＡ−Ａ線におけ
る縦断面図である。 第７図は従来の片持式三次元測定器の平面図、第８図は
第７図の立面図である。 １……Ｘ軸ビーム、２……主スライダ、 ３……従スライダ、４……Ｘ軸スライダ、 ６……タッチプローブ、７……Ｘ軸送りノブ、 ８……Ｘ軸ロックノブ、９……Ｚ軸ロックノブ、 10……Ｚ軸送りノブ、13,14……エアベアリング、 15,16……軌道、22……Ｘ軸ロックノブ、 23……Ｙ軸送りハンドル、24……Ｙ軸送りノブ、 25……Ｙ軸ロックノブ、29……バランサウエイト、 34……滑車、36……コンペロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 斉藤 明男 神奈川県厚木市上依知字藤塚沖1261番地 東京貿易株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−149909（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−70506（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｙ軸方向に並行に設けられた二本の軌道上
   をエアベアリングを介してスライドする主スライダと従
   スライダに両端を固定してＹ軸に対して直角にＸ軸ビー
   ムを設け、該Ｘ軸ビームをスライドするＸ軸スライダに
   直角に上下動するＺ軸方向に移動可能なタッチプローブ
   を設け、該タッチプローブには滑車を介してバランサウ
   エイトを取り付け、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の
   移動のための手動用送りノブとロック用のロックノブを
   設けると共にＹ軸方向の移動用に手動によるＹ軸送りハ
   ンドルを設け、前記Ｘ軸ビームに撓みを修正するための
   コンペロッドを内蔵させ、該コンペロッドの中間部をコ
   ンペロッドカラーでＸ軸ビームの内面に支持すると共
   に、その両端をパッドを介してＹおよびＺ軸方向にセッ
   トスクリューで支持したことを特徴とする門型簡易三次
   元測定器。