JPH0738805Y2 - ブリッジ型座標測定機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、加工物の寸法を測定す
るブリッジ型座標測定機（ＣＭＭすなわち、Coordinate
Measuring Machine）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブリッジ型座標測定機は、ベースと、こ
のベースに対して動くことができるようにして装着され
るブリッジと、このブリッジの上部部材に動くことがで
きるようにして装着されるキャリッジと、このキャリッ
ジに動くことができるようにして装着されるプローブ
と、ベースの上面におかれている加工物の寸法の測定の
ためにプローブの動きに応答する測定・計算装置とで構
成されている。このブリッジ型座標測定機の例は、米国
特許第 3,749,501号「測定機」、第 3,840,993号「座標
測定機」に見ることができる。座標測定機の重要な機能
は、正確に測定できること、および反復性、すなわち同
じ加工物から同じ測定値を得ることができることであ
る。ブリッジ座標測定機における正確さと反復性とは、
震動と、ブリッジの直立部の間の相対的な動きとにより
影響を受ける。ブリッジのスチフネスすなわち剛性が不
足すると、ブリッジの直立部の間で相対的な動きが生じ
るとともに、高さや間隔およびスチフネスなど全てが共
振震動数に影響を及ぼす。その共振震動数が低いと、ブ
リッジに装着されている測定プローブが一層震動し易く
なる。

【０００３】ＣＭＭに及ぼす震動の影響を最小にし、震
動を減少させる一つの方法は、ＣＭＭを空気袋の上に設
置するか、大型のコンクリート台の上に載せること、又
はブリッジの直立部の質量を大きくすることである。し
かし、それらの方法は費用がかかりすぎたり、場所を取
り、しかも外部震動、すなわち地面の震動を遮断するだ
けである。内部震動、例えば座標測定機に装着されてい
る電気機械的なサーボ機構により引き起こされる震動を
遮断又は減少させることができない。

【０００４】ブリッジの直立部の相対的な動きの影響を
最小にする一つの方法が米国特許第3,749,501号に開示
されている。その方法では各直立部に位置指示器を配置
している。しかし、そうするとＣＭＭの位置決め装置と
測定装置のコストが上昇し、しかもブリッジの構造体中
に存在することがある望ましくない低い共振震動数の問
題を処理できない。例えば２０ヘルツ以下の共振震動数
はＣＭＭの測定精度に悪影響を及ぼすことがある。ＣＭ
Ｍの測定精度を向上させる別の方法は、ポータルを有す
る正方形のブリッジを設けることである。そのようなＣ
ＭＭがソ連特許第 621,955号に開示されている。

【０００５】ブリッジ型座標測定器により行われる測定
の精度は、剛性の不足と、ブリッジの低い共振震動数の
震動とにより、悪影響を受けることがある。このこと
は、自動車の車体又はエンジンのような大型の加工物を
測定するためのブリッジ型座標測定機では特に影響を受
ける。そのようなブリッジ型座標測定機の直立部の高さ
および間隔が、それぞれ約１〜２メートル、約 1.5〜
2.5メートルと大きいからである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】本考案の目的は大型の
加工物を測定するときにその測定精度を高くすることが
できるＣＭＭを提供することである。他の目的はブリッ
ジの剛性を高めたＣＭＭを提供することである。さらに
他の目的はブリッジの直立部の高さが高くても直立部の
間の相対的な動きを減少させることができるＣＭＭを提
供することである。さらに他の目的はブリッジの共振震
動数を高くしてブリッジに取り付けられているプローブ
に及ぼす震動の影響を小さくしたＣＭＭを提供すること
である。さらに他の目的は測定プローブを外部震動から
遮断する高価な装置を少なくしたＣＭＭを提供すること
である。さらに他の目的はベースの上面におかれた重い
加工物が移動中に生じる中央部分の曲がりを無くすこと
ができるＣＭＭを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、測定機ベース
に対してプローブを設けたブリッジを移動できるように
構成させてある。しかもブリッジをベースの測定のため
に加工物を載せる上面を囲む閉ループブリッジ構造とし
ている。またブリッジをベースに対して移動できるよう
にするために、ベースの両側にガイドウエイを形成し、
ブリッジに設けたベアリングでブリッジをそれらのガイ
ドウエイに沿って移動できるように支持させている。し
かも、本考案ではそのベアリングによるガイドウエイト
への支持はベッドの上面より下側で行わせている。

【０００８】

【実施例】図１には、ベース１０と、このベース１０に
動くことができるようにして装着されたブリッジ２０
と、このブリッジ２０に動くことができるように装着さ
れたキャリッジ５０と、このキャリッジ５０に動くこと
ができるように装着されたプローブ３０とを有するブリ
ッジ型座標測定機が示されている。ベース１０は上面１
１を有し、この上面１１の上に測定すべき加工物（図示
せず）がおかれる。ベース１０にはガイドウエイ１２、
１３が形成されている。このベース１０は上側台部分１
４と下側部分とからなりそれらを脚１５で連結してい
る。ベース１０の底部にはゴム足１６を取り付け、外部
震動の影響を非常に小さいものとしている。ベース１０
を上記構成とすることによって、ブリッジ２０を動かす
ためのモータおよびその他の適当な駆動機構をベース１
０の中央部分に配置することができる。

【０００９】ブリッジ２０は二つの直立部２１、２２を
有する。双方の直立部の上端を上部部材２３で、下端を
下部部材２４で連結している。このブリッジ２０の上部
部材２３にキャリッジ５０が動くことができるように装
着されている。さらにそのキャリッジ５０にプローブ軸
３１が動くことができるように取り付けられ、そのプロ
ーブ軸３１の一端にプローブ３０が取り付けられてい
る。このプローブは測定すべき加工物に接触して適切な
計算・測定装置に信号を与えるものである。そのような
プローブの例としては米国特許第 4,270,275号「プロー
ブ」に見ることができる。もちろんそれに限定されるも
のではない。上記したブリッジ２０はガイドウエイ１
２、１３に沿って動くことができるようにベース１０に
取り付けられている。

【００１０】ブリッジ２０の下部部材２４にはガイドウ
エイ１２、１３を挿入できる溝２５が形成されている。
その溝２５に差し込まれたガイドウエイの各面を支持す
るベアリング４１がブリッジ２０に取り付けられてい
る。すなわちこのベアリング４１によってブリッジ２０
が移動できるようにベース１０に取り付けられている。
ベアリング４１としては空気ベアリングを使用すること
が望ましい。ブリッジ２０、キャリッジ５０およびプロ
ーブ軸３１によってプローブ３０は三次元的に移動する
ことができ、本測定機によって三次元の測定を行うこと
ができる。プローブの動きに応答する電気的又は機械的
な手段がプローブの位置を三つの座標で示し、要求があ
れば測定値を計算する。そのような電気機械的な装置の
例として、例えば、ザ・ワーナー・アンド・スウエーシ
イ社のシエフィールド測定事業部の測定プロセッサＭＰ
３型がある。

【００１１】図２は側面図で、主としてキャリッジ５０
のブリッジ２０の上部部材２３への取り付け方を示して
いる。上部部材２３の上端部の両側で水平方向へ突出す
るガイドウエイ２６、２８を形成させ、かつ一方のガイ
ドウエイ２６に直角に上側に突出させたガイドウエイ２
７を形成させている。これらのガイドウエイをキャリッ
ジに形成させたそれぞれに対応する溝５１、５２、５３
に挿入させ、前記同様ベアリング５５で支持させてい
る。プローブおよびキャリッジの取付については米国特
許第 3,749,501号および同第 3,840,993号に詳しく示さ
れている。ブリッジ２０に対するキャリッジ５０の動き
を容易にするために、ベアリング５５として機械的なベ
アリング又はなるべくは空気ベアリングを用いる。

【００１２】図３は、他の実施例であり、その実施例の
ブリッジ２０の溝２５内に配置されているベアリング４
１がベース１０のガイドウエイ１２、１３の表面とどの
ような関係にあるかを示している。本実施例ではブリッ
ジ２０の下部部材２４は、ベース１０の下側で連結され
ている。ベース１０の上側台部分１４は３本の脚１５で
支持されている。脚を上側台部１４の各隅に１本ずつ設
けた場合より震動と曲がりとが良く遮断される。

【００１３】図４は他の実施例であり、ブリッジ２０の
双方の直立部の下端が２本の下部部材２４、２９で連結
されたものである。溝２５がその２本の下部部材の間に
形成されている。図５はさらに他の実施例であり、ブリ
ッジ２０の下部部材２４はベース１０の上側台部１４の
下側で連結されている。この例の場合も、ベース１０の
上側台部分１４は３本の脚１５で支持されている。脚を
上側台部１４の各隅に１本ずつ設けた場合より震動と曲
がりとが良く遮断される。

【００１４】

【考案の効果】以上詳細に説明したように本考案はベー
スを固定してブリッジを移動するようにしたので大型の
加工物を測定するときでもその測定精度が高く、ベース
の上面におかれた重い加工物が移動中に生じる中央部分
の曲がりを無くすことができ、正確に測定することがで
きる。さらに本考案はブリッジを閉ループ構造として、
しかもベースへのブリッジの支持をベースの加工物を載
せる上面より下で行わせているので、ブリッジの剛性を
高め、ブリッジの直立部の高さが高くても直立部の間の
相対的な動きを減少させることができ、より測定精度が
高くなる。さらにブリッジの共振震動数が高くなりブリ
ッジに取り付けられているプローブに及ぼす震動の影響
が少なくなり、かつプローブを外部震動から遮断するた
めに従来必要だった高価な装置を少なくすることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理を含むブリッジ型座標測定機の斜
視図。

【図２】本考案の原理を含むブリッジ型座標測定機の側
面図。

【図３】一部を省略して示した他の実施例の正面図

【図４】一部を省略して示した他の実施例の正面図

【図５】一部を省略して示した他の実施例の正面図

【符号の説明】

１０・・・ベース、１２、１３・・・ガイドウエイ、２
０・・・ブリッジ、２１、２２・・・直立部 ２３・・・上部部材、２４・・・下部部材、２５・・・
溝、４１・・・ベアリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−224011（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定すべき加工物を載せる水平の台表面
   （１１）を有するベース（１０）と、二つの直立部（２
   １、２２）と前記台表面（１１）の上方でそれらの直立
   部を連結する第１の部材（２３）と台表面の下側で直立
   部を連結する第２の部材（２４）とを備えて台表面を囲
   む閉ループ構造を有するブリッジ（２０）と、前記水平
   の台表面（１１）の下側に配置されて、上向き、下向
   き、横向きに作用する複数の軸受け（４１）が作用する
   一対のガイドウエイ（１２、１３）を備え、その一方が
   軸受けと共に前記ベース（１０）の一方の側にあり、他
   方が軸受けと共にベース（１０）の他方の側にあって、
   前記ブリッジを第１の水平軸に沿って移動させるように
   前記ベース（１０）に取り付けられた手段（１２、１
   ３、４１）と、プローブ（３０）と、そのプローブを前
   記第１の水平軸に互いに直交する第２の水平軸および垂
   直軸に沿って移動させ、水平な前記台表面（１１）の上
   におかれた加工物を前記プローブで計測できるように前
   記ブリッジ（２０）の第１の部材（２３）へ取り付ける
   手段（５０、３１）と、を有するブリッジ型座標測定機
   において、前記ガイドウエイ（１２、１３）はベースの
   側面から突出した上、下、横向きにそれぞれのベアリン
   グが作用する上、下、横ベアリング面を有し、上、下の
   ベアリング面に上向き、下向きに作用するそれぞれのベ
   アリングをそれぞれ２個づつ配置するとともに横ベアリ
   ング面には横向きに作用する１つのベアリングを内側か
   ら作用するように配置し、しかもそれらのベアリングが
   ブリッジ（２０）とベース（１０）との間で対称的に配
   置され、かつ前記ブリッジ（２０）の第２の部材（２
   ４、２９）がブリッジ（２０）に軸受け（４１）を取り
   付ける溝（２５）を形成していることを特徴とするブリ
   ッジ型座標測定機。