JPH06721Y2 - 三次元測定機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の技術分野） 本考案は三次元測定機に関するものである。

（考案の背景） 第４図は従来の三次元測定機の外観図である。定盤１の
片側に前後方向（Ｙ軸方向）の案内２を設け、この案内
２に沿って移動する門型構造体の上辺に左右方向（Ｘ軸
方向）の案内３を設け、この案内３に沿って移動する筐
体４を上下方向（Ｚ軸方向）につらぬく可動部材５を設
け、その可動部材５下端に測定子６を設ける。これによ
り測定子６は案内２，３及び可動部材５に沿ってＸＹＺ
軸方向に自在に移動可能になる。

測定中、可動部材５には、操作上、Ｚ軸方向ストローク
内の任意の位置で固定することなく静止できること、駆
動力が上下方向とも同一で小さいことが要求され、また
測定子６の交換による重量変化が生じても上記２項目を
満たしていなければならず、そのため筐体４内に可動部
材５の重量をカウンターバランスさせるバランス装置が
装備されている。バランス装置には、総重量に等しい重
錘を抱かせるカウンタウエイト方式、コンストンバネを
用いたバネ方式なども実施されているが、重錘による重
量増加、測定子交換による重量変化への対応不足などの
理由によりエアシリンダの推力でバランスをとり、重量
変化にはエアシリンダへの供給圧を変化させて対応する
というエアシリンダ方式が多く採用されている。

第５図に従来のガイドにエアーベアリング及びバランス
装置としてエアシリンダ方式を用いた三次元測定機のＺ
軸部の部分断面図を示す。

可動部材５はＺ軸方向への走りに対して走り出し調整さ
れた上下一対のエアパッド８，９を貫通している。この
エアパッド８，９は上部エアパッド支持部材１６，下部
エアパッド支持部材１４に支持され、エアパッド８、９
に圧縮空気を供給することによって、エアパッド８、９
と可動部材５との間にエアガイドを形成する。

エアパッド８，９と可動部材５の摺動面は形状的・面的
精度良く仕上げられており、摺動面間隔は可動部材５の
運動の真直度及び剛性を確保するためミクロンオーダで
調整されている。摺動面内には圧縮空気が供給されるた
め潤滑剤は使用できず、全くの無潤滑状態になってい
る。

可動部材５の下端には測定子ホルダ１０が設けられ、多
種の測定子の脱着が可能である。

可動部材５の上端は連結部材１１を介してＺ軸重量バラ
ンス用エアシリンダ１２のピストンロッド１３と結ばれ
ている。

エアシリンダ１２は、Ｚ軸方向に平行に、下部エアパッ
ド支持部材１４に固定される。エアシリンダ１２への空
気圧供給を行なう配管７上には、測定子重量変動に対応
して空気圧を調整する調整弁１５がある。

運転を休止している場合、重量バランス用エアシリンダ
への供給圧が低下した様な場合、可動部材５の自重によ
る自然落下を防止するために、落下防止装置がピストン
ロッド１３と上部エアパッド支持部材１６との間に設け
られている。

落下防止装置はピストンロッド１３と、ソレノイド１８
のプランジャ18′とが貫通しているストッパ１７と復帰
用バネ２０およびプランジャ18′の先端に設けられた制
限部材２１とで構成され、ソレノイド１８に信号を与え
ることによりプランジャ18′を下降させ、制限部材２１
がストッパ１７を下へ押えつけることによりストッパ１
７とピストンロッド１３との間に生ずるくさび効果によ
る噛合いで可動部材５の落下を防止する。

この様な構成の装置では落下防止装置が解除される時す
なわち非運転時から運転に転ずる時に重大な問題が生ず
る。

すなわち、非運転時には装置全体への圧縮空気の供給が
遮断されるため可動部材５のガイドであるエアパッド
８，９および、Ｚ軸重量バランス用エアシリンダ１２へ
の圧縮空気の供給も遮断されると共に、落下防止装置が
作動してピストンロッド１３が係止される。この時エア
パッド８，９と可動部材５の状態は第６図に図示する様
にエアパッド８，９と可動部材５が接触した状態になっ
ている。

次に運転に転ずるとエアパッド８，９、Ｚ軸重量バラン
ス用エアシリンダ１２へ圧縮空気の供給が行なわれると
共に、落下防止装置は瞬時にピストンロッド１３の係止
を解除し、Ｚ軸重量バランス用エアシリンダも瞬時に推
力を出す。しかしエアパッド８，９と可動部材５の摺動
面間に圧縮空気がゆきわたり、エアパッド８，９と可動
部材５とが非接触の状態で充分な剛性を持った状態（す
なわちエアガイドが形成された状態）になるまでには少
々の時間を要する（多くて数秒）。この時間は装置全体
の配管系が複雑になればそれだけ長くなる。該時間の
間、エアパッド８，９と可動部材５は僅かに接触した状
態であったり、摺動面間の圧縮空気が充分な剛性を持た
ない状態にある。この時、Ｚ軸重量バランス装置は働い
ているため、可動部材５は僅かな力で動かすことができ
る。しかしこの様な状態で可動部材５を動かすと、エア
パッド８，９と可動部材５の摺動面が無潤滑状態である
ため摩擦をおこし高精度に加工された摺動面を損傷する
ことになる。また一度損傷した摺動面で上記のことを繰
り返していると摺動面の損傷は加速され、装置の精度を
狂わすばかりか、摺動不能の状態になる。

エアパッド８、９と可動部材５との間にエアガイドが形
成されるに充分な時間が経過した後で可動部材を動かす
ことにしても、例えば非運転時に測定子を交換するなど
し、Ｚ軸重量バランス装置の状態が変化した様な場合に
は、運転に転ずると同時に可動部材５は上方あるいは下
方に動いてしまい上記と同様の現象が生じる。

（考案の目的） 本考案はこれらの欠点を解決し、エアガイドおよび可動
部材を保護し、精度の長期的安定性を大巾に向上させた
三次元測定機を得ることを目的とする。

（考案の概要） 本考案はＺ軸方向移動部材の落下防止装置の解除をエア
ガイドが形成されるまで時間的に遅らせることを技術的
要点としている。

（実施例） 第１図は本考案の実施例を説明するための主要部の部分
断面図であり（不図示の部分は第４図，第５図と同
じ）、落下防止装置としてソレノイドの代わりにエアシ
リンダを用いている。そして、エアシリンダ１８０は、
重量バランス装置のエアシリンダ１２に形成したフラン
ジ１９に固定され、フランジ１９を介して上部にエアパ
ッド支持部材１６に固定されている。また、エアシリン
ダ１２はフランジ１９によって上部エアパッド支持部材
１６にのみ固定されており、それによって運転時と非運
転時とに作用する重量の作用点が常に変化しないように
構成されている。

落下防止装置用エアシリンダ１８０には流量調整バルブ
２２と電磁弁２３とが取付けられている。主電源がオフ
である等して落下防止装置が働いている時は流量調整バ
ルブ２２への圧縮空気の供給が遮断されているため、落
下防止装置用エアシリンダ１８０のピストンロッド18′
はシリンダ１８０内のバネ２４により下方へ引張られて
いる（第２図(b)）。この時電磁弁２３はオフになって
おり、落下防止装置用エアシリンダ１８０と大気はつな
がれている。次に主電源をオンにして本体を運転させる
と、電磁弁２３がオンになり流量調整バルブ２２に圧縮
空気が供給されるが、流量調整バルブ２２により流量が
絞られるため、落下防止装置用エアシリンダ１８０は瞬
時に推力を出すのではなく調整された流量に従い、次第
に推力を出し、推力がバネ２４の力以外になった時落下
防止装置が解除される（第２図(a)）。そして解除され
るまでの時間は流量調整バルブ２２により任意に変更で
き、流量を小さくすれば長く、多くすれば短くなり、装
置全体の系に最適の時間、すなわち、エアパッド８、９
と可動部材５の摺動面間に圧縮空気がゆきわたり、エア
パッド８、９と可動部材５とが非接触の状態で充分な剛
性を持った状態（エアガイドの形成された状態）になっ
た後に、落下防止が解除される時間を得ることができ
る。すなわち、流量調整バルブ２２は遅延装置として働
いている。次に落下防止装置を働かせると、瞬時に電磁
弁２３が働き（オフになり）、落下防止装置用エアシリ
ンダ１８０の中の空気は大気に流れ、瞬時に落下防止装
置が働く。

流量調整バルブ２２と電磁弁２３を設ける代わりに、市
販されているスピードコントローラを設けても同様な効
果が得られる。

なお、落下防止装置用エアシリンダの代わりにソレノイ
ドを使用することもできる。

すなわち、第３図にブロック図で示したように、主電源
３０のスイッチＳＷをオンすると、主電源３０からの電
力が遅延回路３１，電流供給回路３２，エアパッド８，
９へのエア供給装置３３，エアシリンダ１２へのエア供
給装置３４に印加される。その結果、エアパッド８，
９，エアシリンダ１２へエアが供給される。遅延回路３
１はエアガイドの形成されるのに必要十分な時間スイッ
チＳＷのオン信号を遅延させ（入力信号の変化によ
る）、上述の所定時間経過後、電流供給回路３２とソレ
ノイド３５との間のスイッチ３６をオンする。

従って、上記所定時間後、ソレノイド３５は電流供給回
路３２からの電流を供給され、オンし、ピストンロッド
１３の係止を解除する。主電源３０をオフすれば電流供
給が瞬時になくなるから、ソレノイド３５は瞬時にオフ
し、ピストンロッド１３を係止する。

尚、上述の各実施例において、エアパッド８，９と該エ
アパッドへの図示なきエア供給装置と第３図のエア供給
装置３３等が本考案のエアガイド形成装置として動作
し、第１図のエアシリンダ１８０，電磁弁２３，ピスト
ンロッド１３，ストッパ１７，復帰用バネ２０，制限部
材２１，第３図のスイッチ３６，ソレノイド３５等が本
考案の落下防止装置として動作すると共に、第１図の流
量調整バルブ２２，第３図の遅延回路３１等が本考案の
遅延装置として動作する。

また、以上の実施例ではカウンターバランスとしてエア
シリンダ方式を採用したが、カウンタウエイト方式，バ
ネ方式においても同様に本考案を用いることができる。

（考案の効果） 本考案はエアガイドを使用した装置には全て効果があ
り、エアガイド特有の半浮上状態での駆動による破損を
防ぐ効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の主要部の部分断面図、第２図
は落下防止装置の動作を説明するための部分断面図であ
って、第２図(a)は係止解除状態、第２図(b)は係止状態
を示し、第３図は落下防止装置としてソレノイドを用い
た場合のブロック図、第４図は従来の三次元測定機の外
観図、第５図は従来の三次元測定機のＺ軸部の部分断面
図、第６図はエアパッド８，９へのエア供給が停止した
場合のエアパッドと可動部材５との関係を示す図であ
る。 （主要部分の符号の説明） １３…ピストンロッド， １７…ストッパ， 18′…プランジャ， １８０…シリンダ， ２２…流量調節バルブ， ２３…電磁弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ軸、Ｙ軸に平行移動自在に支持された筐
   体と、該筐体にＺ軸方向へ移動自在に設けた可動部材
   と、運転開始の操作により前記筐体と前記可動部材の摺
   動面の間にエアを供給してエアガイドを形成する一方、
   前記運転終了の操作により前記エアの供給を停止するエ
   アガイド形成装置と、運転時に、前記可動部材の重量を
   カウンターバランスさせるためのバランス装置と、非運
   転時に、前記可動部材を拘束してその落下を防止する落
   下防止装置と、を設けた三次元測定機において、 前記エアガイド形成装置により前記エアガイドが形成さ
   れるに必要十分な遅延時間を有すると共に前記運転開始
   の操作に応動する遅延装置を設け、前記落下防止装置に
   よる前記可動部材の拘束の解除を該遅延装置に応答させ
   たことを特徴とする三次元測定機。