JPH08261745A - 三次元座標測定装置 - Google Patents
三次元座標測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】可搬式で、精度及び使いやすさが向上した新し
い改良型三次元ＣＭＭを提供すること。 【解決手段】 新規な可搬式座標測定器１０は、好適な
実施例では直径が６〜８フィート（１８２〜２４４セン
チメートル）の球を有する体積を２Σ±０．００３イン
チの測定精度で正確に容易に測定する多重ジョイント式
（好ましくは６または７ジョイント）手動位置決め形測
定アーム１２を有している。測定アーム１２に加えて、
本発明は、アーム１２及びホストコンピュータ１８間の
電子インターフェースとして作用するコントローラ（ま
たはシリアルボックス）１６を用いている。また、測定
以外の機能を実施する多数の端部作動プローブ５６が設
けられている。
い改良型三次元ＣＭＭを提供すること。 【解決手段】 新規な可搬式座標測定器１０は、好適な
実施例では直径が６〜８フィート（１８２〜２４４セン
チメートル）の球を有する体積を２Σ±０．００３イン
チの測定精度で正確に容易に測定する多重ジョイント式
（好ましくは６または７ジョイント）手動位置決め形測
定アーム１２を有している。測定アーム１２に加えて、
本発明は、アーム１２及びホストコンピュータ１８間の
電子インターフェースとして作用するコントローラ（ま
たはシリアルボックス）１６を用いている。また、測定
以外の機能を実施する多数の端部作動プローブ５６が設
けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元座標測定器
（ＣＭＭ：coordinate measuring machine）に関するも
のである。本発明は特に、可搬式で、精度及び使いやす
さが向上した新しい改良型三次元ＣＭＭに関するもので
ある。
（ＣＭＭ：coordinate measuring machine）に関するも
のである。本発明は特に、可搬式で、精度及び使いやす
さが向上した新しい改良型三次元ＣＭＭに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】物理的世界では全てのものが体積すなわ
ち空間を占めることは理解されるであろう。空間内の位
置は長さ、幅及び高さによって定められ、これらは技術
用語ではＸ、Ｙ、Ｚ座標と呼ばれることが多い。Ｘ、
Ｙ、Ｚの数字が長さ、幅及び高さすなわち３つの寸法を
表す。三次元物体は位置及び方位で、すなわち物体がど
こにあるかだけでなく、それがどの方向を向いているか
で表される。空間内での物体の方位は、物体上の３点の
位置で定めることができる。方位はまた、空間内の物体
の整合角度によっても表される。Ｘ、Ｙ及びＺ座標は３
つの直尺によって最も簡単に測定できる。言い換える
と、空間の長さ、幅及び高さに沿って直尺を当てれば、
空間内の１点の位置を測定できる。
ち空間を占めることは理解されるであろう。空間内の位
置は長さ、幅及び高さによって定められ、これらは技術
用語ではＸ、Ｙ、Ｚ座標と呼ばれることが多い。Ｘ、
Ｙ、Ｚの数字が長さ、幅及び高さすなわち３つの寸法を
表す。三次元物体は位置及び方位で、すなわち物体がど
こにあるかだけでなく、それがどの方向を向いているか
で表される。空間内での物体の方位は、物体上の３点の
位置で定めることができる。方位はまた、空間内の物体
の整合角度によっても表される。Ｘ、Ｙ及びＺ座標は３
つの直尺によって最も簡単に測定できる。言い換える
と、空間の長さ、幅及び高さに沿って直尺を当てれば、
空間内の１点の位置を測定できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在では、座標測定器
ＣＭＭは３つの直尺を用いて空間内の物体を測定する。
これらの装置は一般的に持ち運びできず、高価で、容易
に測定できる大きさすなわち体積が限定される。
ＣＭＭは３つの直尺を用いて空間内の物体を測定する。
これらの装置は一般的に持ち運びできず、高価で、容易
に測定できる大きさすなわち体積が限定される。
【０００４】米国フロリダ州、レイク・メアリのファロ
(FARO)・テクロノジーズ社（本発明の譲受人）が、医療
分野用の一連の測角器形計数化装置の製造に成功してい
る。特に、ファロ・テクロノジーズ社は、メトレコム(M
ETRECOM)（登録商標）として知られる骨格分析用の装
置、及びサージコム(SURGICOM)（商標）として知られる
外科用の装置を製造している。メトレコム及びサージコ
ム装置に実現されている形式の測角器形装置は、米国特
許第４，６７０，８５１号、第５，２５１，１２７号及
び第５，３０５，２０３号に開示されており、これらは
全て本発明の譲受人に譲渡され、その開示内容は参考と
して本説明に含まれる。
(FARO)・テクロノジーズ社（本発明の譲受人）が、医療
分野用の一連の測角器形計数化装置の製造に成功してい
る。特に、ファロ・テクロノジーズ社は、メトレコム(M
ETRECOM)（登録商標）として知られる骨格分析用の装
置、及びサージコム(SURGICOM)（商標）として知られる
外科用の装置を製造している。メトレコム及びサージコ
ム装置に実現されている形式の測角器形装置は、米国特
許第４，６７０，８５１号、第５，２５１，１２７号及
び第５，３０５，２０３号に開示されており、これらは
全て本発明の譲受人に譲渡され、その開示内容は参考と
して本説明に含まれる。
【０００５】メトレコム及びサージコム測角器形計数化
装置はその使用目的には十分に適しているが、部品及び
アセンブリの三次元測定がしばしば必要である一般的な
工業用にはあまり適していない。従って、工業及びその
関連分野で使用できる改良型の正確で低コストのＣＭＭ
が必要とされている。
装置はその使用目的には十分に適しているが、部品及び
アセンブリの三次元測定がしばしば必要である一般的な
工業用にはあまり適していない。従って、工業及びその
関連分野で使用できる改良型の正確で低コストのＣＭＭ
が必要とされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従来技術の上記及び他の
問題及び欠点は、本発明の三次元測定器（例えば測角
器）によって解決されるか、軽減される。本発明による
新規な可搬式座標測定器は、好適な実施例では、直径が
６〜１２フィート（１８２〜３６６センチメートル。し
かし、この範囲の上下の直径も含むこともできる）の球
を有する体積を好ましくは、２Σ±０．００３インチ
（１インチ＝約２．５４センチメートル。オプションと
して２Σ（シグマ）±０．００１インチ）の測定精度で
正確に容易に測定する多重ジョイント式（好ましくは６
または７ジョイント）手動位置決め形測定アームを有し
ている。測定アームに加えて、本発明は、アーム及びホ
ストコンピュータ間の電子インターフェースとして作用
するコントローラ（またはシリアルボックス）を用いて
いる。
問題及び欠点は、本発明の三次元測定器（例えば測角
器）によって解決されるか、軽減される。本発明による
新規な可搬式座標測定器は、好適な実施例では、直径が
６〜１２フィート（１８２〜３６６センチメートル。し
かし、この範囲の上下の直径も含むこともできる）の球
を有する体積を好ましくは、２Σ±０．００３インチ
（１インチ＝約２．５４センチメートル。オプションと
して２Σ（シグマ）±０．００１インチ）の測定精度で
正確に容易に測定する多重ジョイント式（好ましくは６
または７ジョイント）手動位置決め形測定アームを有し
ている。測定アームに加えて、本発明は、アーム及びホ
ストコンピュータ間の電子インターフェースとして作用
するコントローラ（またはシリアルボックス）を用いて
いる。
【０００７】本発明のＣＭＭに使用されている機械式測
定アームは一般的に、複数の移動ハウジング（各移動ハ
ウジングはジョイントで構成され、１回転自由度を備え
ている）と伸張部材とを互いに取り付けて構成されてお
り、好ましくは５、６または７自由度を備えた可動アー
ムを形成できるように隣接の移動ハウジングが直角に配
置されている。各移動ハウジングは、測定トランスジュ
ーサと新規な軸受構造とを備えている。これらの新規な
軸受構造は、対向配置された円錐形玉軸受で形成された
プレストレスを加えた軸受と、低い縦断面構造での曲げ
強さを高めるための補剛スラスト軸受か、あるいは標準
形組み合わせ軸受とを備えている。又、各移動ケーシン
グは、機械的応力による機械的過負荷を防止するために
物理的に見えるか、聞こえる端部ストップインジケータ
を備えている。
定アームは一般的に、複数の移動ハウジング（各移動ハ
ウジングはジョイントで構成され、１回転自由度を備え
ている）と伸張部材とを互いに取り付けて構成されてお
り、好ましくは５、６または７自由度を備えた可動アー
ムを形成できるように隣接の移動ハウジングが直角に配
置されている。各移動ハウジングは、測定トランスジュ
ーサと新規な軸受構造とを備えている。これらの新規な
軸受構造は、対向配置された円錐形玉軸受で形成された
プレストレスを加えた軸受と、低い縦断面構造での曲げ
強さを高めるための補剛スラスト軸受か、あるいは標準
形組み合わせ軸受とを備えている。又、各移動ケーシン
グは、機械的応力による機械的過負荷を防止するために
物理的に見えるか、聞こえる端部ストップインジケータ
を備えている。
【０００８】可動アームは、（１）温度安定性を監視す
る温度監視ボードと、（２）汎用エンコーダ選択用のエ
ンコーダ取り付けプレートと、（３）ユニットの混乱を
避けるために校正及び識別データを含むＥＥＰＲＯＭ回
路盤と、（４）コントローラ内の遠隔カウンタボードへ
高増幅信号を送る、エンコーダ取り付けプレート付近に
取り付けられた前置増幅器ボードとを備えて、ベースま
たはポストに取り付けられている。
る温度監視ボードと、（２）汎用エンコーダ選択用のエ
ンコーダ取り付けプレートと、（３）ユニットの混乱を
避けるために校正及び識別データを含むＥＥＰＲＯＭ回
路盤と、（４）コントローラ内の遠隔カウンタボードへ
高増幅信号を送る、エンコーダ取り付けプレート付近に
取り付けられた前置増幅器ボードとを備えて、ベースま
たはポストに取り付けられている。
【０００９】先行技術のメトレコム装置の場合と同様
に、移動ケーシングはモジュラー化されて、様々な組み
立て配置が可能であり、熱膨張係数（ＣＴＥ）を一定に
するため、可動アームアセンブリ全体が同一物質で構成
されている。メトレコム装置の場合と同様に、回転止め
及びワイヤコイル巻きキャビティを備えた内部配線によ
って、多数のワイヤを完全に封入することができる。ま
た先行技術のメトレコム装置と同様に、本発明にはユー
ザの便宜を図ってばねで釣り合わせて衝撃吸収した支持
機構と、手動操作で高精度の測定ができるようにする２
つのスイッチ（取り出し／受け取り）データ入力装置と
が設けられている。また、先行技術のメトレコム装置に
使用されている形式の汎用オプションが、三次元での変
数の測定用に設けられている（例えば、オプションポー
トに取り付けられたサーモカップルを用いて、温度を三
次元で測定することができる）。
に、移動ケーシングはモジュラー化されて、様々な組み
立て配置が可能であり、熱膨張係数（ＣＴＥ）を一定に
するため、可動アームアセンブリ全体が同一物質で構成
されている。メトレコム装置の場合と同様に、回転止め
及びワイヤコイル巻きキャビティを備えた内部配線によ
って、多数のワイヤを完全に封入することができる。ま
た先行技術のメトレコム装置と同様に、本発明にはユー
ザの便宜を図ってばねで釣り合わせて衝撃吸収した支持
機構と、手動操作で高精度の測定ができるようにする２
つのスイッチ（取り出し／受け取り）データ入力装置と
が設けられている。また、先行技術のメトレコム装置に
使用されている形式の汎用オプションが、三次元での変
数の測定用に設けられている（例えば、オプションポー
トに取り付けられたサーモカップルを用いて、温度を三
次元で測定することができる）。
【００１０】離散的マイクロプロセッサベースのコント
ローラボックスを使用することが本発明の重要な特徴で
あるが、それは、ホストレベルの処理要求を伴わないで
特殊な、または総合的なコントローラの計算を事前処理
できるからである。これは、様々な外部ホスト（例えば
外部コンピュータ）とのプログラマブル適合性及び互換
性を与えるインテリジェント前処理プログラムをコント
ローラボックスに搭載することによって達成される。シ
リアルボックスはまた、ホストからの通信要求を感知す
ることによって、インテリジェント多重プロトコル評価
及び自動切り替えを行う。例えば、ある製造者からのホ
ストコンピュータ運転ソフトウェアがある形式の呼び出
し要求を発生すると、それがコントローラボックスによ
って自動的に感知される。コントローラボックスのさら
に別の特徴として、様々な工業環境で規格化された長距
離通信用の直列ポート通信と、（移動ハウジング内に位
置する）全てのエンコーダを同時捕捉し、それによって
高精度の測定を行うための新規なアナログ・デジタル／
デジタルカウンタボードとがある。
ローラボックスを使用することが本発明の重要な特徴で
あるが、それは、ホストレベルの処理要求を伴わないで
特殊な、または総合的なコントローラの計算を事前処理
できるからである。これは、様々な外部ホスト（例えば
外部コンピュータ）とのプログラマブル適合性及び互換
性を与えるインテリジェント前処理プログラムをコント
ローラボックスに搭載することによって達成される。シ
リアルボックスはまた、ホストからの通信要求を感知す
ることによって、インテリジェント多重プロトコル評価
及び自動切り替えを行う。例えば、ある製造者からのホ
ストコンピュータ運転ソフトウェアがある形式の呼び出
し要求を発生すると、それがコントローラボックスによ
って自動的に感知される。コントローラボックスのさら
に別の特徴として、様々な工業環境で規格化された長距
離通信用の直列ポート通信と、（移動ハウジング内に位
置する）全てのエンコーダを同時捕捉し、それによって
高精度の測定を行うための新規なアナログ・デジタル／
デジタルカウンタボードとがある。
【００１１】本発明のＣＭＭの効果的な現場校正は、取
り付けが複雑になることを避けるためにＣＭＭのベース
に配置されたシステム精度評価用の基準ボールを使用す
ることによって行われる。また、本発明のＣＭＭは、好
ましくは新規な円錐形ボールバー装置を使用して体積精
密測定プロトコルを暫定的に実行する手段を備えてい
る。
り付けが複雑になることを避けるためにＣＭＭのベース
に配置されたシステム精度評価用の基準ボールを使用す
ることによって行われる。また、本発明のＣＭＭは、好
ましくは新規な円錐形ボールバー装置を使用して体積精
密測定プロトコルを暫定的に実行する手段を備えてい
る。
【００１２】具体的には、請求項１に記載の発明は、
「第１及び第２の対向端部を備え、また複数のジョイン
トを設け、該各ジョイントが１自由度(a degree of fre
edom)に対応することによって選択体積(selected volum
e) 内を移動できるようになっており、前記ジョイント
の各々が位置信号を発生する位置トランスジューサ手段
を収納するための回転移動ハウジングを有するようにし
た可動アームと、可動アームの前記第１端部に取り付け
られた支持ベースと、可動アームの前記第２端部に取り
付けられたプローブと、前記トランスジューサから前記
位置信号を受け取って、選択体積内での前記プローブの
位置及び方位に対応したデジタル座標を発生する電子回
路手段とを有する三次元座標測定装置。」である。
「第１及び第２の対向端部を備え、また複数のジョイン
トを設け、該各ジョイントが１自由度(a degree of fre
edom)に対応することによって選択体積(selected volum
e) 内を移動できるようになっており、前記ジョイント
の各々が位置信号を発生する位置トランスジューサ手段
を収納するための回転移動ハウジングを有するようにし
た可動アームと、可動アームの前記第１端部に取り付け
られた支持ベースと、可動アームの前記第２端部に取り
付けられたプローブと、前記トランスジューサから前記
位置信号を受け取って、選択体積内での前記プローブの
位置及び方位に対応したデジタル座標を発生する電子回
路手段とを有する三次元座標測定装置。」である。
【００１３】請求項２に記載の発明は、「前記移動ハウ
ジングはさらに、１組の初荷重を加えられた組み合わせ
軸受を設けており、前記初荷重は内レース及び外レース
の特殊な研削によって決定されて、設置中のローディン
グ時に一定量の初荷重がアセンブリに加えられるように
した請求項１に記載の測定装置。」である。請求項３に
記載の発明は、「前記組み合わせ軸受組のレースは前記
ケーシングに永久的に固定されている請求項２に記載の
測定装置。」である。
ジングはさらに、１組の初荷重を加えられた組み合わせ
軸受を設けており、前記初荷重は内レース及び外レース
の特殊な研削によって決定されて、設置中のローディン
グ時に一定量の初荷重がアセンブリに加えられるように
した請求項１に記載の測定装置。」である。請求項３に
記載の発明は、「前記組み合わせ軸受組のレースは前記
ケーシングに永久的に固定されている請求項２に記載の
測定装置。」である。
【００１４】請求項４に記載の発明は、「前記組み合わ
せ軸受組にプレストレスを加える圧縮手段を設けている
請求項２に記載の測定装置。」である請求項５に記載の
発明は、「前記圧縮手段は、前記ケーシングの前記軸に
螺着されて、その間に前記組み合わせ玉軸受を挟み込む
圧縮ナットを有している請求項４に記載の測定装置。」
である。請求項６に記載の発明は、「前記移動ハウジン
グは、ハウジング肩部及び軸肩部を備えており、さら
に、各移動ハウジングが６６０゜回転できるようにする
ために移動ハウジング肩部及び移動軸肩部の両方に設け
られた溝手段と、前記移動ハウジングの機械的応力によ
る機械的過負荷を防止するせん断シャトル手段とを備え
ている請求項１に記載の測定装置。」である。
せ軸受組にプレストレスを加える圧縮手段を設けている
請求項２に記載の測定装置。」である請求項５に記載の
発明は、「前記圧縮手段は、前記ケーシングの前記軸に
螺着されて、その間に前記組み合わせ玉軸受を挟み込む
圧縮ナットを有している請求項４に記載の測定装置。」
である。請求項６に記載の発明は、「前記移動ハウジン
グは、ハウジング肩部及び軸肩部を備えており、さら
に、各移動ハウジングが６６０゜回転できるようにする
ために移動ハウジング肩部及び移動軸肩部の両方に設け
られた溝手段と、前記移動ハウジングの機械的応力によ
る機械的過負荷を防止するせん断シャトル手段とを備え
ている請求項１に記載の測定装置。」である。
【００１５】請求項７に記載の発明は、「前記移動ハウ
ジングは、ハウジング肩部及び軸肩部を備えており、さ
らに、各移動ハウジングが３３０゜回転できるようにす
るために移動ハウジング肩部及び移動軸肩部の両方に設
けられた溝手段と、前記移動ハウジングの機械的応力に
よる機械的過負荷を防止するせん断シャトル手段とを備
えている請求項１に記載の測定装置。」である。請求項
８に記載の発明は、「前記せん断シャフトはプラスチッ
ク製である請求項６に記載の測定装置。」である。
ジングは、ハウジング肩部及び軸肩部を備えており、さ
らに、各移動ハウジングが３３０゜回転できるようにす
るために移動ハウジング肩部及び移動軸肩部の両方に設
けられた溝手段と、前記移動ハウジングの機械的応力に
よる機械的過負荷を防止するせん断シャトル手段とを備
えている請求項１に記載の測定装置。」である。請求項
８に記載の発明は、「前記せん断シャフトはプラスチッ
ク製である請求項６に記載の測定装置。」である。
【００１６】請求項９に記載の発明は、「シャトルの長
さは、移動手段の移動ハウジング肩部及び移動軸肩部の
両方の溝手段によって定められる丸味の２０゜の円弧で
ある請求項６に記載の測定装置。」である。請求項１０
に記載の発明は、「前記支持ベースと測定される物体と
の間に剛性及び安定性を与えるため、調節可能な支柱手
段が設けられている請求項１に記載の測定装置。」であ
る。
さは、移動手段の移動ハウジング肩部及び移動軸肩部の
両方の溝手段によって定められる丸味の２０゜の円弧で
ある請求項６に記載の測定装置。」である。請求項１０
に記載の発明は、「前記支持ベースと測定される物体と
の間に剛性及び安定性を与えるため、調節可能な支柱手
段が設けられている請求項１に記載の測定装置。」であ
る。
【００１７】請求項１１に記載の発明は、「端部作動器
がＣＭＭによって自動的に識別されるようにするための
手段がプローブアセンブリ内に設けられている請求項１
に記載の測定装置。」である。請求項１２に記載の発明
は、「端部作動器にマーキングプローブを取り付けるた
めの手段が設けられている請求項１１に記載の測定装
置。」である。請求項１３に記載の発明は、「前記手段
はねじ付き手段である請求項１２に記載の測定装置。」
である。
がＣＭＭによって自動的に識別されるようにするための
手段がプローブアセンブリ内に設けられている請求項１
に記載の測定装置。」である。請求項１２に記載の発明
は、「端部作動器にマーキングプローブを取り付けるた
めの手段が設けられている請求項１１に記載の測定装
置。」である。請求項１３に記載の発明は、「前記手段
はねじ付き手段である請求項１２に記載の測定装置。」
である。
【００１８】請求項１４に記載の発明は、「前記マーキ
ングプローブは取り付け装置及びマーキングペンを有し
ている請求項１２に記載の測定装置。」である。請求項
１５に記載の発明は、「前記取り付け装置は取り付けス
テムを備えており、前記ステムは第１端部に前記可動ア
ームの内孔にはめ込まれるシャンクを、第２端部に前記
プローブと螺合されるねじ付き構造部を設けている請求
項１４に記載の測定装置。」である。請求項１６に記載
の発明は、「端部作動器にパンチマーキングプローブを
取り付ける手段が設けられている請求項１１に記載の測
定装置。」である。
ングプローブは取り付け装置及びマーキングペンを有し
ている請求項１２に記載の測定装置。」である。請求項
１５に記載の発明は、「前記取り付け装置は取り付けス
テムを備えており、前記ステムは第１端部に前記可動ア
ームの内孔にはめ込まれるシャンクを、第２端部に前記
プローブと螺合されるねじ付き構造部を設けている請求
項１４に記載の測定装置。」である。請求項１６に記載
の発明は、「端部作動器にパンチマーキングプローブを
取り付ける手段が設けられている請求項１１に記載の測
定装置。」である。
【００１９】請求項１７に記載の発明は、「前記パンチ
プローブは反跳ばね及びトリガアセンブリを有している
請求項１６に記載の測定装置。」である。請求項１８に
記載の発明は、「端部作動器に感圧トランスジューサプ
ローブを取り付ける手段が設けられている請求項１１に
記載の測定装置。」である。請求項１９に記載の発明
は、「端部作動器にドリルプローブを取り付ける手段が
設けられている請求項１１に記載の測定装置。」であ
る。請求項２０に記載の発明は、「外部動力源をドリル
プローブに取り付ける手段が設けられている請求項１９
に記載の測定装置。」である。
プローブは反跳ばね及びトリガアセンブリを有している
請求項１６に記載の測定装置。」である。請求項１８に
記載の発明は、「端部作動器に感圧トランスジューサプ
ローブを取り付ける手段が設けられている請求項１１に
記載の測定装置。」である。請求項１９に記載の発明
は、「端部作動器にドリルプローブを取り付ける手段が
設けられている請求項１１に記載の測定装置。」であ
る。請求項２０に記載の発明は、「外部動力源をドリル
プローブに取り付ける手段が設けられている請求項１９
に記載の測定装置。」である。
【００２０】請求項２１に記載の発明は、「端部作動器
に導通プローブを取り付ける手段が設けられている請求
項１１に記載の測定装置。」である。請求項２２に記載
の発明は、「７自由度を備えている請求項１に記載の測
定装置。」である。請求項２３に記載の発明は、「信号
が遠隔測定によって送信されて、遠隔測定信号を介して
ホストコンピュータによって受信される請求項１に記載
の測定装置。」である。
に導通プローブを取り付ける手段が設けられている請求
項１１に記載の測定装置。」である。請求項２２に記載
の発明は、「７自由度を備えている請求項１に記載の測
定装置。」である。請求項２３に記載の発明は、「信号
が遠隔測定によって送信されて、遠隔測定信号を介して
ホストコンピュータによって受信される請求項１に記載
の測定装置。」である。
【００２１】請求項２４に記載の発明は、「前記支持ベ
ースはさらに、それから測定すべき物体用の支持部材ま
で延出した支柱を備えており、前記支柱が可動アームと
測定すべき物体との間の安定性を向上させる請求項１に
記載の測定装置。」である。請求項２５に記載の発明
は、「前記支柱は、少なくとも１つの調節可能な部材に
よって軸方向に取り付けられた少なくとも２つの部分を
有しており、また支柱は第１及び第２端部の各々に回動
取り付け部を備えており、前記第１端部は支持ベースに
回動可能に取り付けられ、前記第２端部は測定すべき物
体用の支持部材に回動可能に取り付けられている請求項
２４に記載の測定装置。」である。
ースはさらに、それから測定すべき物体用の支持部材ま
で延出した支柱を備えており、前記支柱が可動アームと
測定すべき物体との間の安定性を向上させる請求項１に
記載の測定装置。」である。請求項２５に記載の発明
は、「前記支柱は、少なくとも１つの調節可能な部材に
よって軸方向に取り付けられた少なくとも２つの部分を
有しており、また支柱は第１及び第２端部の各々に回動
取り付け部を備えており、前記第１端部は支持ベースに
回動可能に取り付けられ、前記第２端部は測定すべき物
体用の支持部材に回動可能に取り付けられている請求項
２４に記載の測定装置。」である。
【００２２】請求項２６に記載の発明は、「前記少なく
とも１つの調節可能な部材は前記少なくとも２つの部分
に螺着されている請求項２５に記載の測定装置。」であ
る。請求項２７に記載の発明は、「前記第２端部側の前
記支持部材との回動取り付け部は前記支持部材を把持す
るクランプを備えており、前記クランプは前記第２端部
に回動可能に取り付けられている請求項２５に記載の測
定装置。」である。請求項２８に記載の発明は、「前記
クランプはＣクランプである請求項２７に記載の測定装
置。」である。請求項２９に記載の発明は、「前記可動
アームは第１、第２及び第３ジョイント構造部を設けて
おり、第１ジョイント構造部は２自由度を備え、第２ジ
ョイント構造部は２自由度を備え、第３ジョイント構造
部は２自由度を備えて、６自由度を与える請求項１に記
載の測定装置。」である。
とも１つの調節可能な部材は前記少なくとも２つの部分
に螺着されている請求項２５に記載の測定装置。」であ
る。請求項２７に記載の発明は、「前記第２端部側の前
記支持部材との回動取り付け部は前記支持部材を把持す
るクランプを備えており、前記クランプは前記第２端部
に回動可能に取り付けられている請求項２５に記載の測
定装置。」である。請求項２８に記載の発明は、「前記
クランプはＣクランプである請求項２７に記載の測定装
置。」である。請求項２９に記載の発明は、「前記可動
アームは第１、第２及び第３ジョイント構造部を設けて
おり、第１ジョイント構造部は２自由度を備え、第２ジ
ョイント構造部は２自由度を備え、第３ジョイント構造
部は２自由度を備えて、６自由度を与える請求項１に記
載の測定装置。」である。
【００２３】請求項３０に記載の発明は、「前記可動ア
ームは第１、第２及び第３ジョイント構造部を設けてお
り、第１ジョイント構造部は２自由度を備え、第２ジョ
イント構造部は１自由度を備え、第３ジョイント構造部
は３自由度を備えて、６自由度を与える請求項１に記載
の測定装置。」である。請求項３１に記載の発明は、
「前記可動アームは第１、第２及び第３ジョイント構造
部を設けており、第１ジョイント構造部は２自由度を備
え、第２ジョイント構造部は２自由度を備え、第３ジョ
イント構造部は３自由度を備えて、７自由度を与える請
求項１に記載の測定装置。」である。
ームは第１、第２及び第３ジョイント構造部を設けてお
り、第１ジョイント構造部は２自由度を備え、第２ジョ
イント構造部は１自由度を備え、第３ジョイント構造部
は３自由度を備えて、６自由度を与える請求項１に記載
の測定装置。」である。請求項３１に記載の発明は、
「前記可動アームは第１、第２及び第３ジョイント構造
部を設けており、第１ジョイント構造部は２自由度を備
え、第２ジョイント構造部は２自由度を備え、第３ジョ
イント構造部は３自由度を備えて、７自由度を与える請
求項１に記載の測定装置。」である。
【００２４】請求項３２に記載の発明は、「前記可動ア
ームに順次作動可能に接続されたシリアルボックス及び
ホストコンピュータを備えている請求項１に記載の測定
装置。」である。請求項３３に記載の発明は、「前記可
動アーム、シリアルボックス及びホストコンピュータ
は、遠隔測定信号送信機及び遠隔測定信号受信機を介し
て相互接続されている請求項３２に記載の測定装置。」
である。請求項３４に記載の発明は、「前記アームは１
対の向き合わせて層状配置された軸受によって支持され
ている請求項１に記載の測定装置。」である。請求項３
５に記載の発明は、「前記軸受はねじ付きナットによっ
て初荷重を加えられている請求項３４に記載の測定装
置。」である。
ームに順次作動可能に接続されたシリアルボックス及び
ホストコンピュータを備えている請求項１に記載の測定
装置。」である。請求項３３に記載の発明は、「前記可
動アーム、シリアルボックス及びホストコンピュータ
は、遠隔測定信号送信機及び遠隔測定信号受信機を介し
て相互接続されている請求項３２に記載の測定装置。」
である。請求項３４に記載の発明は、「前記アームは１
対の向き合わせて層状配置された軸受によって支持され
ている請求項１に記載の測定装置。」である。請求項３
５に記載の発明は、「前記軸受はねじ付きナットによっ
て初荷重を加えられている請求項３４に記載の測定装
置。」である。
【００２５】請求項３６に記載の発明は、「前記プロー
ブは感圧プローブである請求項１に記載の測定装置。」
である。請求項３７に記載の発明は、「前記プローブ
は、球形、平底形、ボール形及び先細形から選択された
端部チップを備えた感圧プローブである請求項３６に記
載の測定装置。」である。請求項３８に記載の発明は、
「前記感圧プローブは、測定装置回路に作動連結された
少なくとも１つの内蔵型ひずみ計を有している請求項３
６に記載の測定装置。」である。請求項３９に記載の発
明は、「前記プローブは接触プローブである請求項１に
記載の測定装置。」である。請求項４０に記載の発明
は、「前記接触プローブは自動スイッチになる請求項３
９に記載の測定装置。」である。請求項４１に記載の発
明は、「前記移動ハウジングは約３０゜のストップ円弧
を備えている請求項６に記載の測定装置。」である。
ブは感圧プローブである請求項１に記載の測定装置。」
である。請求項３７に記載の発明は、「前記プローブ
は、球形、平底形、ボール形及び先細形から選択された
端部チップを備えた感圧プローブである請求項３６に記
載の測定装置。」である。請求項３８に記載の発明は、
「前記感圧プローブは、測定装置回路に作動連結された
少なくとも１つの内蔵型ひずみ計を有している請求項３
６に記載の測定装置。」である。請求項３９に記載の発
明は、「前記プローブは接触プローブである請求項１に
記載の測定装置。」である。請求項４０に記載の発明
は、「前記接触プローブは自動スイッチになる請求項３
９に記載の測定装置。」である。請求項４１に記載の発
明は、「前記移動ハウジングは約３０゜のストップ円弧
を備えている請求項６に記載の測定装置。」である。
【００２６】本発明の上記及び他の特徴及び利点は、以
下の詳細な説明及び図面から当業者には理解されるであ
ろう。図面を通して、同一部材には同一番号が付けられ
ている。
下の詳細な説明及び図面から当業者には理解されるであ
ろう。図面を通して、同一部材には同一番号が付けられ
ている。
【００２７】
【発明の実施の形態】まず図１を参照しながら本発明の
好適実施例について説明すると、本発明の三次元測定装
置は、手動操作式多重ジョイント式アーム１２及び支持
ベースまたはポスト１４で構成された座標測定器（ＣＭ
Ｍ）１０と、コントローラまたはシリアルボックス１６
と、ホストコンピュータ１８とを有している。ＣＭＭ１
０は、シリアルボックス１６に電子的に連通し、またシ
リアルボックス１６はホストコンピュータ１８に電子的
に連通している。
好適実施例について説明すると、本発明の三次元測定装
置は、手動操作式多重ジョイント式アーム１２及び支持
ベースまたはポスト１４で構成された座標測定器（ＣＭ
Ｍ）１０と、コントローラまたはシリアルボックス１６
と、ホストコンピュータ１８とを有している。ＣＭＭ１
０は、シリアルボックス１６に電子的に連通し、またシ
リアルボックス１６はホストコンピュータ１８に電子的
に連通している。
【００２８】以下にさらに詳細に説明と、ＣＭＭ１０
は、回転位置データを収集してこの基本データをシリア
ルボックス１６へ送るトランスジューサ（例えば各自由
度に対して１つのトランスジューサ）を備えている。シ
リアルボックス１６は、一定の複雑な計算を処理するた
めのホストコンピュータ１８の要件全体を減少させるた
めのもので、一定の事前データ処理を行う。図２に示さ
れているように、シリアルボックス１６はホストコンピ
ュータ18（例えば図２に示されているノート型コンピュ
ータ）の下に配置されるもので、データ処理ソフトウェ
ア、マイクロコンピュータプロセッサ、信号処理ボード
及び多数のインジケータライト２０を含むＥＥＰＲＯＭ
Ｓを備えている。前述したように、基本トランスジュー
サデータはＣＭＭ１０からシリアルボックス１６へ送ら
れる。次に、シリアルボックス１６は進行中に生トラン
スジューサデータを処理して、ホストコンピュータの照
会に対して所望の三次元位置または方位情報で応答す
る。
は、回転位置データを収集してこの基本データをシリア
ルボックス１６へ送るトランスジューサ（例えば各自由
度に対して１つのトランスジューサ）を備えている。シ
リアルボックス１６は、一定の複雑な計算を処理するた
めのホストコンピュータ１８の要件全体を減少させるた
めのもので、一定の事前データ処理を行う。図２に示さ
れているように、シリアルボックス１６はホストコンピ
ュータ18（例えば図２に示されているノート型コンピュ
ータ）の下に配置されるもので、データ処理ソフトウェ
ア、マイクロコンピュータプロセッサ、信号処理ボード
及び多数のインジケータライト２０を含むＥＥＰＲＯＭ
Ｓを備えている。前述したように、基本トランスジュー
サデータはＣＭＭ１０からシリアルボックス１６へ送ら
れる。次に、シリアルボックス１６は進行中に生トラン
スジューサデータを処理して、ホストコンピュータの照
会に対して所望の三次元位置または方位情報で応答す
る。
【００２９】好ましくは、本発明の三次元測定装置を構
成する３つの構成要素（すなわちＣＭＭ１０、シリアル
ボックス１６及びホストコンピュータ１８）は全て、剛
性プレートと標準的光学測定器ねじの両方またはいずれ
か一方を用いて固定取り付け表面に取り付けられてか
ら、図３に２２で示されているような公知の標準的なセ
オドライト可動スタンドに取り付けられる。好ましく
は、セオドライトスタンド２２は、ブランソン(Brunso
n)製の部品番号ＭＷＳ７５０の部品である。そのような
可動スタンドは、伸縮式の垂直タワーと一般的な取り付
け具及びロック機構とを備えた安定的な回転台を特徴と
している。図２及び３に示されているように、ＣＭＭ１
０の支持ベース１４は、スタンド２２の垂直支持部材24
上にねじ止めされるか、他の方法で取り付けられている
のに対して、シリアルボックス１６／ホストコンピュー
タ１８は、第２ジョイント32に回動可能に取り付けられ
たアーム３０に第１ジョイント２８で回動可能に連結さ
れた棚２６上に支持されている。連結部材３４が、部材
２４の上部の上方に取り付けられたキャップ３８に取り
付けられた自在連結部３６にジョイント３２を連結して
いる。
成する３つの構成要素（すなわちＣＭＭ１０、シリアル
ボックス１６及びホストコンピュータ１８）は全て、剛
性プレートと標準的光学測定器ねじの両方またはいずれ
か一方を用いて固定取り付け表面に取り付けられてか
ら、図３に２２で示されているような公知の標準的なセ
オドライト可動スタンドに取り付けられる。好ましく
は、セオドライトスタンド２２は、ブランソン(Brunso
n)製の部品番号ＭＷＳ７５０の部品である。そのような
可動スタンドは、伸縮式の垂直タワーと一般的な取り付
け具及びロック機構とを備えた安定的な回転台を特徴と
している。図２及び３に示されているように、ＣＭＭ１
０の支持ベース１４は、スタンド２２の垂直支持部材24
上にねじ止めされるか、他の方法で取り付けられている
のに対して、シリアルボックス１６／ホストコンピュー
タ１８は、第２ジョイント32に回動可能に取り付けられ
たアーム３０に第１ジョイント２８で回動可能に連結さ
れた棚２６上に支持されている。連結部材３４が、部材
２４の上部の上方に取り付けられたキャップ３８に取り
付けられた自在連結部３６にジョイント３２を連結して
いる。
【００３０】次に、図１及び図４〜図９を参照しなが
ら、ＣＭＭ１０を詳細に説明する。図５に詳細に示すよ
うに、ＣＭＭ１０に設けられたベース１４は、第１移動
ハウジング４０を（ハウジング４０に対して直角方向に
配置された）第２移動ハウジング４２に連結してなる第
１組の２つの移動ハウジングに連結されている。第１延
長部材４４が、第３移動ハウジング４６を第４移動ハウ
ジング４８に直角方向に取り付けてなる第２組の２つの
移動ハウジングに固定されている。第１延長部材４４
は、移動ハウジング４２及び４６間に垂直に配置されて
いる。第２延長部材５０が、移動ハウジング４８に対し
て整合してそれに固定されている。剛性の延長部材５０
は、第５移動ハウジング５２を第６移動ハウジング５４
に直角方向に取り付けてなる第３組の２つの移動ハウジ
ングに固定されている。第６移動ハウジング５４にハン
ドル／プローブアセンブリ５６が取り付けられている。
ら、ＣＭＭ１０を詳細に説明する。図５に詳細に示すよ
うに、ＣＭＭ１０に設けられたベース１４は、第１移動
ハウジング４０を（ハウジング４０に対して直角方向に
配置された）第２移動ハウジング４２に連結してなる第
１組の２つの移動ハウジングに連結されている。第１延
長部材４４が、第３移動ハウジング４６を第４移動ハウ
ジング４８に直角方向に取り付けてなる第２組の２つの
移動ハウジングに固定されている。第１延長部材４４
は、移動ハウジング４２及び４６間に垂直に配置されて
いる。第２延長部材５０が、移動ハウジング４８に対し
て整合してそれに固定されている。剛性の延長部材５０
は、第５移動ハウジング５２を第６移動ハウジング５４
に直角方向に取り付けてなる第３組の２つの移動ハウジ
ングに固定されている。第６移動ハウジング５４にハン
ドル／プローブアセンブリ５６が取り付けられている。
【００３１】一般的に（また以下にさらに詳細に述べる
ように）、６個の移動ハウジング４０、４２、４６、４
８、５２及び５４の各々の内部に位置感知トランスジュ
ーサが取り付けられている。各ハウジングは、軸受支持
部と、４５゜傾斜取り付けねじ（図６）を用いて互いに
円筒状に取り付けられるように形成されたトランスジュ
ーサ室とで構成されている。ベース１４には、アーム１
２を標準的な垂直配置に支持するための釣り合いばね装
置６０が設けられている（図８）。
ように）、６個の移動ハウジング４０、４２、４６、４
８、５２及び５４の各々の内部に位置感知トランスジュ
ーサが取り付けられている。各ハウジングは、軸受支持
部と、４５゜傾斜取り付けねじ（図６）を用いて互いに
円筒状に取り付けられるように形成されたトランスジュ
ーサ室とで構成されている。ベース１４には、アーム１
２を標準的な垂直配置に支持するための釣り合いばね装
置６０が設けられている（図８）。
【００３２】次に、図６及び図７を参照しながら、移動
ハウジング及びその内部構成部材について詳細に説明す
る。図６は移動ハウジングの分解図であるのに対し、図
７は直角向きに取り付けられた移動ハウジング（すなわ
ちハウジング４６及び４８）の拡大図である。各ハウジ
ングは、内部キャリヤ６２と外部ケーシング６４とを備
えている。内部キャリヤ６２と外部ケーシング６４との
間の機械的安定性は、それぞれの円錐形レース７０、７
２に押し付けられるように配置された２つの対向配置さ
れた（例えば向き合わせて設けられた）円錐形玉軸受６
６、６８によって与えられる。円錐形レース７０及び７
２は、外部移動ケーシング６４内に永久的に固定されて
いる。キャリヤから軸１２２が延出しており、それの終
端部にねじ７４が付けられている。円錐形軸受６６、６
８は焼き入れ鋼で製造するのが好ましく、レース７０、
７２も焼き入れ鋼で製造される。わかりやすくするため
に、好適な第１実施例を十分に説明した後で好適な第２
実施例の軸受構造を説明する。
ハウジング及びその内部構成部材について詳細に説明す
る。図６は移動ハウジングの分解図であるのに対し、図
７は直角向きに取り付けられた移動ハウジング（すなわ
ちハウジング４６及び４８）の拡大図である。各ハウジ
ングは、内部キャリヤ６２と外部ケーシング６４とを備
えている。内部キャリヤ６２と外部ケーシング６４との
間の機械的安定性は、それぞれの円錐形レース７０、７
２に押し付けられるように配置された２つの対向配置さ
れた（例えば向き合わせて設けられた）円錐形玉軸受６
６、６８によって与えられる。円錐形レース７０及び７
２は、外部移動ケーシング６４内に永久的に固定されて
いる。キャリヤから軸１２２が延出しており、それの終
端部にねじ７４が付けられている。円錐形軸受６６、６
８は焼き入れ鋼で製造するのが好ましく、レース７０、
７２も焼き入れ鋼で製造される。わかりやすくするため
に、好適な第１実施例を十分に説明した後で好適な第２
実施例の軸受構造を説明する。
【００３３】移動ケーシング４８の組み立て中に、ナッ
ト７３をねじ７４に特定トルクまで締め付けることによ
って圧縮力を加えて、プレストレスを加えた軸受状態に
することによって、一般的に加えられる負荷状態では軸
方向回転以外に移動しないようにする。手動処理ではそ
のようなアームの縦断面を低くする必要があり、それに
伴って全体の剛性が低下するため、キャリヤ６２とケー
シング６４との間の接合面にスラスト軸受７６も設ける
ことが好ましく、また実際に一部の用例では必要であ
る。スラスト軸受７６は、移動ハウジングのキャリヤ６
２とケーシング６４との間をさらに機械的に補剛する。
スラスト軸受７６は、スラスト調節リング３００、平板
状の環状レース３０２、ころ軸受及び保持器３０４、環
状レース３０６及び向き合ったスラストカバー３０８の
５つの部材を有している。スラスト軸受７６は、一連の
止めねじ７８で調節されて、高い曲げ強さを与える。ト
ランスジューサ（好ましくはハインデンハイン(Heinden
hain)からミニロッド(Mini Rod)（部品番号４５０Ｍ−
０３６００）の名前で入手できるようなエンコーダ８
０）は、移動ケーシング内に取り付けるために汎用取り
付けプレート８２に取り付けられる。トランスジューサ
８０の製造変更及びそれに伴った取り付けねじ形状の変
更に取り付けプレート８２の変更によって対応できるよ
うにするため、汎用取り付けプレート８２は部品調達で
考えられる問題に対処するために重要である。取り付け
プレート８２は、図２９Ａには角に丸味を付けた三角形
のプレートとして示されている。図２９Ａはまた、ねじ
付き部材８８及び９０と、ピン８６と、カプラー８４と
を示している（これら全てについて後述する）。
ト７３をねじ７４に特定トルクまで締め付けることによ
って圧縮力を加えて、プレストレスを加えた軸受状態に
することによって、一般的に加えられる負荷状態では軸
方向回転以外に移動しないようにする。手動処理ではそ
のようなアームの縦断面を低くする必要があり、それに
伴って全体の剛性が低下するため、キャリヤ６２とケー
シング６４との間の接合面にスラスト軸受７６も設ける
ことが好ましく、また実際に一部の用例では必要であ
る。スラスト軸受７６は、移動ハウジングのキャリヤ６
２とケーシング６４との間をさらに機械的に補剛する。
スラスト軸受７６は、スラスト調節リング３００、平板
状の環状レース３０２、ころ軸受及び保持器３０４、環
状レース３０６及び向き合ったスラストカバー３０８の
５つの部材を有している。スラスト軸受７６は、一連の
止めねじ７８で調節されて、高い曲げ強さを与える。ト
ランスジューサ（好ましくはハインデンハイン(Heinden
hain)からミニロッド(Mini Rod)（部品番号４５０Ｍ−
０３６００）の名前で入手できるようなエンコーダ８
０）は、移動ケーシング内に取り付けるために汎用取り
付けプレート８２に取り付けられる。トランスジューサ
８０の製造変更及びそれに伴った取り付けねじ形状の変
更に取り付けプレート８２の変更によって対応できるよ
うにするため、汎用取り付けプレート８２は部品調達で
考えられる問題に対処するために重要である。取り付け
プレート８２は、図２９Ａには角に丸味を付けた三角形
のプレートとして示されている。図２９Ａはまた、ねじ
付き部材８８及び９０と、ピン８６と、カプラー８４と
を示している（これら全てについて後述する）。
【００３４】エンコーダ８０を用いた高精度回転測定で
は、エンコーダに負荷がまったく加わらないようにし、
また移動ケーシングの軸線とエンコーダの軸線とにわず
かな位置ずれがあっても、移動ケーシングの移動がエン
コーダに正確に伝達されることが必要である。角度伝達
誤差は、発行されているエンコーダの文献から当該分野
の専門家には公知である。エンコーダ８０には、レンブ
ラント(Renbrandt)から部品番号Ｂ１００４Ｒ５１Ｒで
入手できるカプラー８４が連通している。エンコーダ８
０を移動ケーシング６４に最終的に連結するために延長
軸８６が用いられている。軸８６は、カプラー８４と、
キャリヤ６２のねじ７４側の端部との両方に止めねじ８
８、９０で取り付けられている（図７を参照）。本発明
の重要な特徴によれば、電子前置増幅器ボード９２がエ
ンコーダ８０に近接して配置されており、（ねじ９４
で）キャップカバー９６の内側に取り付けられている。
キャップカバー９６はねじ９７によってケーシング６４
に取り付けられている。つなぎハウジング９８が、キャ
ップカバー９６をねじ９７で及びねじ１００でケーシン
グ６４に連結している。ジョイントにＯリング溝１０２
設けて、それに標準的なゴムＯリング１０４を取り付け
ることによって、移動ハウジングが環境から密封されて
いる。回転端部ストップ１０６（後述する）が図２９Ｂ
にわかりやすく示されており、これは、開口を貫設した
正方形の金属ハウジングを設けており、ハウジングの開
口にねじ込まれたボルト１０８によってケーシング６４
に取り付けられている。長期使用による磨耗を防止する
ために、キャリヤ６２及びケーシング６４の両方に取り
付けられたグロメット１１０及び１１２をワイヤが通っ
ている。２つの隣接した移動ケーシングの相対方位を維
持するため、位置決めピン１１４がキャリヤ６２内の対
応形状のリセス１１６にはめ込まれている。
は、エンコーダに負荷がまったく加わらないようにし、
また移動ケーシングの軸線とエンコーダの軸線とにわず
かな位置ずれがあっても、移動ケーシングの移動がエン
コーダに正確に伝達されることが必要である。角度伝達
誤差は、発行されているエンコーダの文献から当該分野
の専門家には公知である。エンコーダ８０には、レンブ
ラント(Renbrandt)から部品番号Ｂ１００４Ｒ５１Ｒで
入手できるカプラー８４が連通している。エンコーダ８
０を移動ケーシング６４に最終的に連結するために延長
軸８６が用いられている。軸８６は、カプラー８４と、
キャリヤ６２のねじ７４側の端部との両方に止めねじ８
８、９０で取り付けられている（図７を参照）。本発明
の重要な特徴によれば、電子前置増幅器ボード９２がエ
ンコーダ８０に近接して配置されており、（ねじ９４
で）キャップカバー９６の内側に取り付けられている。
キャップカバー９６はねじ９７によってケーシング６４
に取り付けられている。つなぎハウジング９８が、キャ
ップカバー９６をねじ９７で及びねじ１００でケーシン
グ６４に連結している。ジョイントにＯリング溝１０２
設けて、それに標準的なゴムＯリング１０４を取り付け
ることによって、移動ハウジングが環境から密封されて
いる。回転端部ストップ１０６（後述する）が図２９Ｂ
にわかりやすく示されており、これは、開口を貫設した
正方形の金属ハウジングを設けており、ハウジングの開
口にねじ込まれたボルト１０８によってケーシング６４
に取り付けられている。長期使用による磨耗を防止する
ために、キャリヤ６２及びケーシング６４の両方に取り
付けられたグロメット１１０及び１１２をワイヤが通っ
ている。２つの隣接した移動ケーシングの相対方位を維
持するため、位置決めピン１１４がキャリヤ６２内の対
応形状のリセス１１６にはめ込まれている。
【００３５】図７に示すように、環境上または他の理由
から、すべてのワイヤを見えないように完全に隠蔽し、
従ってアーム１２内部に収容することが重要である。図
７は互いに直角に取り付けられた２つの組み付け移動ハ
ウジング４６、４８を示し、ワイヤの通路を説明してい
る。ＣＭＭ１０の使用中に、エンコーダ８０からのエン
コーダ情報がワイヤ１１８を通ってプロセッサボード９
２へ送られ、そこで増幅されて、機械加工された通路１
２０によってアーム内を通ることが理解されるであろ
う。ワイヤ１１８は次に移動ハウジング４６の内部キャ
リヤ６２の軸１２２の内部のチャネル１２０を通り、さ
らにグロメット孔１２４を通ることによって、移動ハウ
ジング４６の外部ケーシング６４に機械加工された大き
いキャビティ１２６に入る。キャビティ１２６は、移動
ハウジングの回転時にワイヤをコイル状に巻くことがで
きるようにし、ワイヤの磨耗やわずかなワイヤの曲げも
生じない形状になっている。しかし、ワイヤは全回転範
囲全体を限定するため、不完全な球形の溝１２８が形成
されて、その内部に端部ストップねじ１３０が配置され
ており、これが全回転を、この場合は３３０゜に制限す
る。わかりやすくするために、第１の好適な実施例を完
全に説明した後で、６６０゜回転できるようにする第２
の好適な変更形端部ストップ構造を説明する。通過チャ
ネル１２０及びワイヤコイル巻きキャビティ１２６は、
各移動ハウジングに同様に設けられており、ワイヤはベ
ース１４に取り付けられたコネクタまで順次進むことが
できるため、配線の露出がまったくないことが理解され
るであろう。
から、すべてのワイヤを見えないように完全に隠蔽し、
従ってアーム１２内部に収容することが重要である。図
７は互いに直角に取り付けられた２つの組み付け移動ハ
ウジング４６、４８を示し、ワイヤの通路を説明してい
る。ＣＭＭ１０の使用中に、エンコーダ８０からのエン
コーダ情報がワイヤ１１８を通ってプロセッサボード９
２へ送られ、そこで増幅されて、機械加工された通路１
２０によってアーム内を通ることが理解されるであろ
う。ワイヤ１１８は次に移動ハウジング４６の内部キャ
リヤ６２の軸１２２の内部のチャネル１２０を通り、さ
らにグロメット孔１２４を通ることによって、移動ハウ
ジング４６の外部ケーシング６４に機械加工された大き
いキャビティ１２６に入る。キャビティ１２６は、移動
ハウジングの回転時にワイヤをコイル状に巻くことがで
きるようにし、ワイヤの磨耗やわずかなワイヤの曲げも
生じない形状になっている。しかし、ワイヤは全回転範
囲全体を限定するため、不完全な球形の溝１２８が形成
されて、その内部に端部ストップねじ１３０が配置され
ており、これが全回転を、この場合は３３０゜に制限す
る。わかりやすくするために、第１の好適な実施例を完
全に説明した後で、６６０゜回転できるようにする第２
の好適な変更形端部ストップ構造を説明する。通過チャ
ネル１２０及びワイヤコイル巻きキャビティ１２６は、
各移動ハウジングに同様に設けられており、ワイヤはベ
ース１４に取り付けられたコネクタまで順次進むことが
できるため、配線の露出がまったくないことが理解され
るであろう。
【００３６】図８に示されているように、アルミニウム
アーム及び様々な軸受及びトランスジューサの構造か
ら、ＣＭＭ１０のプローブハンドルアセンブリ５６にお
ける累積重量は約１０〜１５ポンド（約４５３０〜６８
００グラム）になる。通常の状況では、これは使用中に
相当な疲労を発生するため、釣り合わせる必要がある。
釣り合いおもりは、可搬性を考えた時に装置の全重量を
相当に増加させるため、好ましくない。従って、好適な
実施例では、プラスチックケーシング１３４内に収容さ
れて、ベース１４及び移動ハウジング４２に取り付けら
れてアーム１２に揚力を与えるトーションばね１３２を
有する釣り合い装置６０を用いて釣り合いがとられてい
る。コイル状のトーションばね１３２は、全初荷重に作
用する様々な位置に取り付けることができ、従って様々
な長さ及び重量のアーム１２に使用することができる。
同様に、アーム１２の重量及び反跳ばねの作用のため、
アームが保管位置へ戻る時に大きさ衝撃負荷が発生する
可能性がある。後退時のアームの大きな衝撃を防止する
ため、空気ピストンショックアブソーバ１３４も釣り合
いばね装置６０のプラスチックハウジング１４２内に設
けられている。これによって、衝撃負荷が吸収され、休
止位置へゆっくり弛緩する。図８は押し付けられた状態
のショックアブソーバ１３４を示しているのに対して、
図１６〜１８は完全伸張位置にあるショックアブソーバ
１３４を示している。
アーム及び様々な軸受及びトランスジューサの構造か
ら、ＣＭＭ１０のプローブハンドルアセンブリ５６にお
ける累積重量は約１０〜１５ポンド（約４５３０〜６８
００グラム）になる。通常の状況では、これは使用中に
相当な疲労を発生するため、釣り合わせる必要がある。
釣り合いおもりは、可搬性を考えた時に装置の全重量を
相当に増加させるため、好ましくない。従って、好適な
実施例では、プラスチックケーシング１３４内に収容さ
れて、ベース１４及び移動ハウジング４２に取り付けら
れてアーム１２に揚力を与えるトーションばね１３２を
有する釣り合い装置６０を用いて釣り合いがとられてい
る。コイル状のトーションばね１３２は、全初荷重に作
用する様々な位置に取り付けることができ、従って様々
な長さ及び重量のアーム１２に使用することができる。
同様に、アーム１２の重量及び反跳ばねの作用のため、
アームが保管位置へ戻る時に大きさ衝撃負荷が発生する
可能性がある。後退時のアームの大きな衝撃を防止する
ため、空気ピストンショックアブソーバ１３４も釣り合
いばね装置６０のプラスチックハウジング１４２内に設
けられている。これによって、衝撃負荷が吸収され、休
止位置へゆっくり弛緩する。図８は押し付けられた状態
のショックアブソーバ１３４を示しているのに対して、
図１６〜１８は完全伸張位置にあるショックアブソーバ
１３４を示している。
【００３７】図９Ａ及び図９Ｂは、プローブハンドルア
センブリ５６の上面図及び底面図である。プローブハン
ドルアセンブリ５６は、鉛筆又はピストルのグリップの
ように保持されるもので、データの受け取り用の２つの
スイッチ（図９Ａの１５０及び１５２）、オプションの
電子機器の取り付け用のコネクタ（図９Ｂの１５４）及
び様々なプローブをはめるねじ付き取り付け部１５６を
備えている。ＣＭＭ１０は手動測定器であるので、ユー
ザは測定を行ってから、その測定が認められるか否かを
ＣＭＭ１０に確認できなければならない。これは、２つ
のスイッチ１５０、１５２を使用することによって行わ
れる。前方のスイッチ１５０は３次元データ情報を取り
込むためのもので、後方スイッチ１５２はそれの受容性
を確認して、それをホストコンピュータ１８へ送る。ス
イッチケース１５８（ハウジング１５０、１５２）の背
後に設けられたコネクタ１５４は、多数の電圧線と、レ
ーザスキャニング装置やタッチプローブ等の多くのオプ
ションへの一般的な取り付けを行うためのアナログ／デ
ジタル変換器の線を備えている。
センブリ５６の上面図及び底面図である。プローブハン
ドルアセンブリ５６は、鉛筆又はピストルのグリップの
ように保持されるもので、データの受け取り用の２つの
スイッチ（図９Ａの１５０及び１５２）、オプションの
電子機器の取り付け用のコネクタ（図９Ｂの１５４）及
び様々なプローブをはめるねじ付き取り付け部１５６を
備えている。ＣＭＭ１０は手動測定器であるので、ユー
ザは測定を行ってから、その測定が認められるか否かを
ＣＭＭ１０に確認できなければならない。これは、２つ
のスイッチ１５０、１５２を使用することによって行わ
れる。前方のスイッチ１５０は３次元データ情報を取り
込むためのもので、後方スイッチ１５２はそれの受容性
を確認して、それをホストコンピュータ１８へ送る。ス
イッチケース１５８（ハウジング１５０、１５２）の背
後に設けられたコネクタ１５４は、多数の電圧線と、レ
ーザスキャニング装置やタッチプローブ等の多くのオプ
ションへの一般的な取り付けを行うためのアナログ／デ
ジタル変換器の線を備えている。
【００３８】様々なプローブをハンドルアセンブリ５６
に取り付けることができる。図１０Ａには、硬質の１／
４インチ（約６.４ｍｍ） 直径のボールプローブ１５８
が示されており、図１０Ｂには先細プローブ１６０が示
されている。両プローブ１５８、１６０は（雄ねじ部材
１５７を用いて）取り付け部１５６に螺着され、取り付
け部はプローブハウジング５８に螺着される。また、レ
ンチを使用してプローブの着脱を容易に行うことができ
るようにするため、取り付け部１５６に複数の平坦面１
５９が設けられている。
に取り付けることができる。図１０Ａには、硬質の１／
４インチ（約６.４ｍｍ） 直径のボールプローブ１５８
が示されており、図１０Ｂには先細プローブ１６０が示
されている。両プローブ１５８、１６０は（雄ねじ部材
１５７を用いて）取り付け部１５６に螺着され、取り付
け部はプローブハウジング５８に螺着される。また、レ
ンチを使用してプローブの着脱を容易に行うことができ
るようにするため、取り付け部１５６に複数の平坦面１
５９が設けられている。
【００３９】わかりやすくするため、ＣＭＭ１０の第１
の好適な実施例の残りの部材を完全に説明した後、さら
に６個の好適な変更形プローブ構造を説明する。図１１
及び１２を参照しながら、コントローラまたはシリアル
ボックス１６を説明する。図１１は、コントローラまた
はシリアルボックス１６の前パネル面１６２を示してい
る。前パネル１６２には、電源インジケータライト１６
４、エラー状態ライト１６６及び各移動ハウジング内に
配置された６個のトランスジューサの各々（１〜６）に
１つずつ対応した６個のライト２０を含む８個のライト
を備えている。起動時に電源ライト１６４がアーム１２
への送電を示す。その時、６個のトランスジューサライ
ト全てが、６個のトランスジューサの各々の状態を表示
する。本発明の好適な実施例では、トランスジューサは
増分デジタル光学エンコーダ８０であって、基準化を必
要とする。（好適さが低下するが、トランスジューサを
アナログ装置にすることもできる。）このため、始動時
に、６個のジョイント（例えば移動ハウジング）の各々
は、基準位置を求めて回転する必要があり、この時には
６個のライトが消える。
の好適な実施例の残りの部材を完全に説明した後、さら
に６個の好適な変更形プローブ構造を説明する。図１１
及び１２を参照しながら、コントローラまたはシリアル
ボックス１６を説明する。図１１は、コントローラまた
はシリアルボックス１６の前パネル面１６２を示してい
る。前パネル１６２には、電源インジケータライト１６
４、エラー状態ライト１６６及び各移動ハウジング内に
配置された６個のトランスジューサの各々（１〜６）に
１つずつ対応した６個のライト２０を含む８個のライト
を備えている。起動時に電源ライト１６４がアーム１２
への送電を示す。その時、６個のトランスジューサライ
ト全てが、６個のトランスジューサの各々の状態を表示
する。本発明の好適な実施例では、トランスジューサは
増分デジタル光学エンコーダ８０であって、基準化を必
要とする。（好適さが低下するが、トランスジューサを
アナログ装置にすることもできる。）このため、始動時
に、６個のジョイント（例えば移動ハウジング）の各々
は、基準位置を求めて回転する必要があり、この時には
６個のライトが消える。
【００４０】本発明の重要な特徴によれば、使用中にト
ランスジューサのいずれかがそれの回転端部ストップ１
０６から２度以内に接近すると、そのトランスジューサ
に対応したライト及びビーという警告音によって、ユー
ザが端部ストップに近づきすぎており、現在の測定に対
してアームの向きを調整し直す必要があることをユーザ
に知らせる。シリアルボックス１６は測定を継続する
が、その端部ストップ状態が解消されるまで、データの
取り込みを許可しない。この端部ストップ機能が必要に
なる一般的な状態は、特定のトランスジューサが端部ス
トップ限界まで回転することによって自由度が失われる
ため、アームに力を加えると、測定できないたわみが発
生し、測定が不正確になる場合である。
ランスジューサのいずれかがそれの回転端部ストップ１
０６から２度以内に接近すると、そのトランスジューサ
に対応したライト及びビーという警告音によって、ユー
ザが端部ストップに近づきすぎており、現在の測定に対
してアームの向きを調整し直す必要があることをユーザ
に知らせる。シリアルボックス１６は測定を継続する
が、その端部ストップ状態が解消されるまで、データの
取り込みを許可しない。この端部ストップ機能が必要に
なる一般的な状態は、特定のトランスジューサが端部ス
トップ限界まで回転することによって自由度が失われる
ため、アームに力を加えると、測定できないたわみが発
生し、測定が不正確になる場合である。
【００４１】測定処理中のいつでも、様々な通信及び計
算エラーが発生する可能性がある。これらは、エラーラ
イトの点滅によってユーザに伝えられてから、６個のト
ランスジューサのライトの組み合わせが、特定のエラー
状態をコードによって表示する。前パネル１６２は変更
例として、英数字エラー及び端部ストップ警告を与える
英数字ＬＣＤパネルを用いることができる。
算エラーが発生する可能性がある。これらは、エラーラ
イトの点滅によってユーザに伝えられてから、６個のト
ランスジューサのライトの組み合わせが、特定のエラー
状態をコードによって表示する。前パネル１６２は変更
例として、英数字エラー及び端部ストップ警告を与える
英数字ＬＣＤパネルを用いることができる。
【００４２】図１２に示されているように、シリアルボ
ックス１６の後パネル１６８は、マイクロプロセッサを
リセットするためのリセットボタン１７０、空気循環用
のＡＣ入力ファン１７２、標準ＰＣ ＡＴキーボード用
のコネクタ１７４、シリアルボックス１６の内部作動の
監視用のオプションのＶＧＡボード用のコネクタ１７
６、ＣＭＭデータ用の様々な信号線を受け取るコネクタ
１７８、及びホストコンピュータ１８用の標準ＲＳ２３
２コネクタを含む様々な標準ＰＣコネクタ及びスイッチ
を備えている。
ックス１６の後パネル１６８は、マイクロプロセッサを
リセットするためのリセットボタン１７０、空気循環用
のＡＣ入力ファン１７２、標準ＰＣ ＡＴキーボード用
のコネクタ１７４、シリアルボックス１６の内部作動の
監視用のオプションのＶＧＡボード用のコネクタ１７
６、ＣＭＭデータ用の様々な信号線を受け取るコネクタ
１７８、及びホストコンピュータ１８用の標準ＲＳ２３
２コネクタを含む様々な標準ＰＣコネクタ及びスイッチ
を備えている。
【００４３】シリアルボックス１６は、ＣＭＭの温度を
監視して、温度変化による様々な部品の膨張及び収縮を
説明する式に従ってそれの運動を説明する運動学または
数学をリアルタイムで変更することができる。このた
め、また本発明の重要な特徴に従って、温度監視ボード
１８２（温度トランスジューサを含む）がカバー１８４
の内部の第２ジョイント４２の位置に配置されている
（図４及び図５を参照）。ＣＭＭ１０は、好ましくは外
部を航空機用アルミニウムで構成して、陽極酸化させ
る。好ましくは、ステンレス鋼の取り付けねじを除い
て、アーム１２全体を同一素材で構成する。アーム１２
の膨張及び収縮特徴を均一にし、また電子補正しやすく
するため、同一素材が全体に使用される。さらに重要な
ことに、広い温度範囲において全ての部品間に必要な高
度の安定性を得るためには、部品間で熱膨張の差がない
ことが必要である。前述したように、温度トランスジュ
ーサ１８２は移動ハウジング４２に配置されることが好
ましいが、それはこの場所が最も高質量の領域であり、
従って大きな温度変動の後に安定化する最後の領域であ
ると考えられるからである。
監視して、温度変化による様々な部品の膨張及び収縮を
説明する式に従ってそれの運動を説明する運動学または
数学をリアルタイムで変更することができる。このた
め、また本発明の重要な特徴に従って、温度監視ボード
１８２（温度トランスジューサを含む）がカバー１８４
の内部の第２ジョイント４２の位置に配置されている
（図４及び図５を参照）。ＣＭＭ１０は、好ましくは外
部を航空機用アルミニウムで構成して、陽極酸化させ
る。好ましくは、ステンレス鋼の取り付けねじを除い
て、アーム１２全体を同一素材で構成する。アーム１２
の膨張及び収縮特徴を均一にし、また電子補正しやすく
するため、同一素材が全体に使用される。さらに重要な
ことに、広い温度範囲において全ての部品間に必要な高
度の安定性を得るためには、部品間で熱膨張の差がない
ことが必要である。前述したように、温度トランスジュ
ーサ１８２は移動ハウジング４２に配置されることが好
ましいが、それはこの場所が最も高質量の領域であり、
従って大きな温度変動の後に安定化する最後の領域であ
ると考えられるからである。
【００４４】次に図１３を参照しながら、ＣＭＭ１０及
びシリアルボックス１６の電子回路配置全体を説明す
る。６個のエンコーダ８０が示され、各エンコーダに
は、信号伝送時の雑音を最小限に抑えるためにそれに近
接して増幅器ボード９２が配置されている。様々なオプ
ションを取り付けるためにハンドル５６に設けられる６
ピンコネクタであるオプションポート１５４が示されて
いる。測定プロセスをシリアルボックス１６に示すため
の２つの制御ボタン１５０及び１５２も示す。
びシリアルボックス１６の電子回路配置全体を説明す
る。６個のエンコーダ８０が示され、各エンコーダに
は、信号伝送時の雑音を最小限に抑えるためにそれに近
接して増幅器ボード９２が配置されている。様々なオプ
ションを取り付けるためにハンドル５６に設けられる６
ピンコネクタであるオプションポート１５４が示されて
いる。測定プロセスをシリアルボックス１６に示すため
の２つの制御ボタン１５０及び１５２も示す。
【００４５】温度トランスジューサは、図１３に示され
ているようにやはりアーム１２内に配置された温度回路
ボード１８２に関連している。本発明のさらに別の重要
な特徴によれば、温度ボード１８２はＥＥＰＲＯＭボー
ドを有している。ＥＥＰＲＯＭは、小型の計算機化メモ
リ装置（電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭ）で
あって、アームの様々な校正率及び連続番号データを入
れるためのものである（図１９〜図２１に関する説明を
参照されたい）。これは、ＣＭＭ１０の高品質制御を可
能にし、また重要なことであるがソフトウェア及びアー
ムの不都合な混乱を排除することができる、本発明の非
常に重要な特徴である。これはまた、ＣＭＭアーム１２
がコントローラボックス１６に校正率データを備える必
要がない独立型装置であって、個別の点検及び他の機械
との切り替えの両方またはいずれか一方が必要であろう
ことを意味している。
ているようにやはりアーム１２内に配置された温度回路
ボード１８２に関連している。本発明のさらに別の重要
な特徴によれば、温度ボード１８２はＥＥＰＲＯＭボー
ドを有している。ＥＥＰＲＯＭは、小型の計算機化メモ
リ装置（電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭ）で
あって、アームの様々な校正率及び連続番号データを入
れるためのものである（図１９〜図２１に関する説明を
参照されたい）。これは、ＣＭＭ１０の高品質制御を可
能にし、また重要なことであるがソフトウェア及びアー
ムの不都合な混乱を排除することができる、本発明の非
常に重要な特徴である。これはまた、ＣＭＭアーム１２
がコントローラボックス１６に校正率データを備える必
要がない独立型装置であって、個別の点検及び他の機械
との切り替えの両方またはいずれか一方が必要であろう
ことを意味している。
【００４６】アーム電子機器からの電子及びパルスデー
タは、１２ビットアナログ／デジタル変換器及び多重チ
ャンネル１６ビットデジタルカウンタを有する対のセッ
トであるアナログ／デジタル変換器・デジタルカウンタ
組み合わせボード１８６へ送られる。ボード１８６はコ
ントローラボックスの標準バス上に配置されている。計
数情報の処理には、（アンプロ(Ampro)から入手できる
部品番号ＣＭＸ−２８６−Ｑ５１等の市販のインテル(I
ntel)２８６マイクロプロセッサを有する）コアモジュ
ール１８８と、やはりコントローラボックスに備えられ
たＥＥＰＲＯＭに記憶されたプログラムとが使用され
る。そこから出たデータは、次に直列通信ポート１８９
へ送られる。
タは、１２ビットアナログ／デジタル変換器及び多重チ
ャンネル１６ビットデジタルカウンタを有する対のセッ
トであるアナログ／デジタル変換器・デジタルカウンタ
組み合わせボード１８６へ送られる。ボード１８６はコ
ントローラボックスの標準バス上に配置されている。計
数情報の処理には、（アンプロ(Ampro)から入手できる
部品番号ＣＭＸ−２８６−Ｑ５１等の市販のインテル(I
ntel)２８６マイクロプロセッサを有する）コアモジュ
ール１８８と、やはりコントローラボックスに備えられ
たＥＥＰＲＯＭに記憶されたプログラムとが使用され
る。そこから出たデータは、次に直列通信ポート１８９
へ送られる。
【００４７】マイクロプロセッサベースのシリアルボッ
クス１６は、ホストレベルの処理要求事項を伴わない
で、ＣＭＭ１０特有の計算の前処理を行うことができ
る。そのようなプロセッサ計算の典型例として、座標系
変換、ユニットの変換、中間ジグを使用することによる
座標系間での蛙とび、（ＡＮＳＩ Ｂ８９ボールバー等
での）２ボール間の距離計算を含む一定の証明手続きの
実行、様々なホスト及びユーザプログラムへのダウンロ
ードに必要な特定フォーマットでのデータの出力があ
る。
クス１６は、ホストレベルの処理要求事項を伴わない
で、ＣＭＭ１０特有の計算の前処理を行うことができ
る。そのようなプロセッサ計算の典型例として、座標系
変換、ユニットの変換、中間ジグを使用することによる
座標系間での蛙とび、（ＡＮＳＩ Ｂ８９ボールバー等
での）２ボール間の距離計算を含む一定の証明手続きの
実行、様々なホスト及びユーザプログラムへのダウンロ
ードに必要な特定フォーマットでのデータの出力があ
る。
【００４８】シリアルボックスは、ＰＣ、ＭＳＤＯＳ、
ウインドウズ、Ｕｎｉｘ、Ａｐｐｌｅ、ＶＭＥ等を含む
様々なホストフォーマットと通信できる構造である。こ
のため、シリアルボックスは、進行中に生トランスジュ
ーサデータを処理して、ホストコンピュータの情報要求
またはポーリングに対して所望の三次元位置または方位
情報で応答する。シリアルボックスの言語について述べ
ると、直列ポートを駆動してＣＭＭ１０と通信するた
め、マイクロプロセッサ１８８内のドライバまたはコン
ピュータ通信サブルーチンがホストコンピュータの言語
で書かれている。この機能は、「インテリジェント・多
重プロトコル・エミュレーション及びオートスイッチン
グ」機能と呼ばれ、次のように作用する。様々なホスト
プログラムをホストコンピュータにインストールするこ
とができる。これらのホストプログラムは、シリアルボ
ックスが応答しなければならない様々な要求を直列ポー
トにポーリングする。様々な種類の一般的なソフトウェ
アに対する直列ポート上のポーリングまたは照会に応答
するために、多数のプロトコルがシリアルボックス内に
プログラムされている。ソフトウェアによるポーリング
要求は特定の応答を必要とする。シリアルボックスはポ
ーリング要求を受け取り、それがどのプロトコルに属す
るかを判断して、適当に応答する。これによって、ＣＭ
Ｍ１０と計算機援用設計及び品質制御ソフトウェア等の
広範囲のアプリケーションソフトとの間の即応形通信が
可能になり、そのようなソフトウェアの例として、オー
トデスク(Autodesk)社のオートキャド(AutoCad）（登録
商標）、キャドケイ(CADKEY)社のキャドケイ(CADKEY)
（登録商標）及び他のＣＡＤプログラムと共に、ジオメ
ット・システムズ(Geomet Systems)社のジオメット(GEO
MET)（登録商標）、ブラウン＆シャープ(Brown and Sha
rpe)社のマイクロメジャー(Micromeasure)ＩＩＩ等の品
質制御プログラムがある。
ウインドウズ、Ｕｎｉｘ、Ａｐｐｌｅ、ＶＭＥ等を含む
様々なホストフォーマットと通信できる構造である。こ
のため、シリアルボックスは、進行中に生トランスジュ
ーサデータを処理して、ホストコンピュータの情報要求
またはポーリングに対して所望の三次元位置または方位
情報で応答する。シリアルボックスの言語について述べ
ると、直列ポートを駆動してＣＭＭ１０と通信するた
め、マイクロプロセッサ１８８内のドライバまたはコン
ピュータ通信サブルーチンがホストコンピュータの言語
で書かれている。この機能は、「インテリジェント・多
重プロトコル・エミュレーション及びオートスイッチン
グ」機能と呼ばれ、次のように作用する。様々なホスト
プログラムをホストコンピュータにインストールするこ
とができる。これらのホストプログラムは、シリアルボ
ックスが応答しなければならない様々な要求を直列ポー
トにポーリングする。様々な種類の一般的なソフトウェ
アに対する直列ポート上のポーリングまたは照会に応答
するために、多数のプロトコルがシリアルボックス内に
プログラムされている。ソフトウェアによるポーリング
要求は特定の応答を必要とする。シリアルボックスはポ
ーリング要求を受け取り、それがどのプロトコルに属す
るかを判断して、適当に応答する。これによって、ＣＭ
Ｍ１０と計算機援用設計及び品質制御ソフトウェア等の
広範囲のアプリケーションソフトとの間の即応形通信が
可能になり、そのようなソフトウェアの例として、オー
トデスク(Autodesk)社のオートキャド(AutoCad）（登録
商標）、キャドケイ(CADKEY)社のキャドケイ(CADKEY)
（登録商標）及び他のＣＡＤプログラムと共に、ジオメ
ット・システムズ(Geomet Systems)社のジオメット(GEO
MET)（登録商標）、ブラウン＆シャープ(Brown and Sha
rpe)社のマイクロメジャー(Micromeasure)ＩＩＩ等の品
質制御プログラムがある。
【００４９】本発明の三次元ＣＭＭは、次のように作動
する。起動時に、シリアルボックス１６内のマイクロプ
ロセッサ１８８が始動自己検査手続きを実行して、イン
ストルメントポートを介してＣＭＭ１０のアーム１２へ
電力を送る。ＥＥＰＲＯＭ１８２に搭載されたマイクロ
プロセッサ及びソフトが、初期起動時にエンコーダ８０
のいずれも初期化されていないことを確認する。それか
ら、マイクロプロセッサ１８８はディスプレイボードへ
すべてのライト２０を点灯する信号を送って、基準化す
る必要があることを表示する。次に、ユーザはアームを
機械的に移動させ、これによってトランスジューサがそ
の範囲を個別に走査し、この時に基準マークを通過す
る。基準マークを通過した時、デジタルカウンタボード
１８６が応答して、その位置を取り込んで、トランスジ
ューサが基準化されたことを確認して前ディスプレイボ
ードへ知らせライトが消える。全てのトランスジューサ
が基準化されれば、システムはホストとの直列通信を確
立し、さらなる命令を待つ。ハンドル５６の前または後
ボタンを押すことによって、測定処理が開始される。前
ボタン１５０を押すと、現在のトランスジューサ読取り
値が取り込まれる。後ボタン１５２を押すと、これらの
値を次元座標に変換して直列ポートからホストコンピュ
ータ１８へ送る必要があることをマイクロプロセッサに
知らせる。そして、ホストコンピュータ１８及びシリア
ルボックス１６は、互いの直列線要求事項に反応し続け
る。
する。起動時に、シリアルボックス１６内のマイクロプ
ロセッサ１８８が始動自己検査手続きを実行して、イン
ストルメントポートを介してＣＭＭ１０のアーム１２へ
電力を送る。ＥＥＰＲＯＭ１８２に搭載されたマイクロ
プロセッサ及びソフトが、初期起動時にエンコーダ８０
のいずれも初期化されていないことを確認する。それか
ら、マイクロプロセッサ１８８はディスプレイボードへ
すべてのライト２０を点灯する信号を送って、基準化す
る必要があることを表示する。次に、ユーザはアームを
機械的に移動させ、これによってトランスジューサがそ
の範囲を個別に走査し、この時に基準マークを通過す
る。基準マークを通過した時、デジタルカウンタボード
１８６が応答して、その位置を取り込んで、トランスジ
ューサが基準化されたことを確認して前ディスプレイボ
ードへ知らせライトが消える。全てのトランスジューサ
が基準化されれば、システムはホストとの直列通信を確
立し、さらなる命令を待つ。ハンドル５６の前または後
ボタンを押すことによって、測定処理が開始される。前
ボタン１５０を押すと、現在のトランスジューサ読取り
値が取り込まれる。後ボタン１５２を押すと、これらの
値を次元座標に変換して直列ポートからホストコンピュ
ータ１８へ送る必要があることをマイクロプロセッサに
知らせる。そして、ホストコンピュータ１８及びシリア
ルボックス１６は、互いの直列線要求事項に反応し続け
る。
【００５０】次に、ＣＭＭ１０の組み立てに続いて、図
１９及び図２０に示すように、組み立てまたは機械加工
のある程度の不良に合わせるためにプログラムソフトウ
ェアを変更することによって、装置の最適化または校正
が行われる。この初期校正は本発明の重要な特徴であ
り、２段階で行われる。第１に、装置の全体積の位置、
方位及び寸法を含む様々な寸法測定が行われる。続い
て、ジョイント軸線の各々に存在する実際の位置ずれを
決定するために最適化ソフトウェアプログラムが使用さ
れ、これによってアームの運動を説明する運動学的式が
調節される。一般的にその結果として、不完全な機械加
工及び組み立てを同定して、それらを装置の運動学に包
括することによってそれらの不完全なものが完全なもの
になる。
１９及び図２０に示すように、組み立てまたは機械加工
のある程度の不良に合わせるためにプログラムソフトウ
ェアを変更することによって、装置の最適化または校正
が行われる。この初期校正は本発明の重要な特徴であ
り、２段階で行われる。第１に、装置の全体積の位置、
方位及び寸法を含む様々な寸法測定が行われる。続い
て、ジョイント軸線の各々に存在する実際の位置ずれを
決定するために最適化ソフトウェアプログラムが使用さ
れ、これによってアームの運動を説明する運動学的式が
調節される。一般的にその結果として、不完全な機械加
工及び組み立てを同定して、それらを装置の運動学に包
括することによってそれらの不完全なものが完全なもの
になる。
【００５１】図１９及び２０Ａ〜２０Ｅにおいて、デー
タが膨大な量であり、それを正確に簡単に得られるよう
にする必要があるため、校正及びテストジグが３２０で
示されている。ジグ３２０は大型の花崗岩プレート３２
２で構成されており、これに水平面上で３６０度回転で
きる２つのタワー３２４及び３２６が互いに離して取り
付けられている。ＣＭＭ１０はタワー３２６に取り付け
られ、調節可能な寸法テストジグ３２０が他方のタワー
３２４に取り付けられる。ジグ３２０は、タワー３２４
に貫設された開口３３０内を垂直方向に移動可能な伸縮
式垂直アーム３２８に取り付けられている。アーム３２
８は完全伸張位置に図示されている。
タが膨大な量であり、それを正確に簡単に得られるよう
にする必要があるため、校正及びテストジグが３２０で
示されている。ジグ３２０は大型の花崗岩プレート３２
２で構成されており、これに水平面上で３６０度回転で
きる２つのタワー３２４及び３２６が互いに離して取り
付けられている。ＣＭＭ１０はタワー３２６に取り付け
られ、調節可能な寸法テストジグ３２０が他方のタワー
３２４に取り付けられる。ジグ３２０は、タワー３２４
に貫設された開口３３０内を垂直方向に移動可能な伸縮
式垂直アーム３２８に取り付けられている。アーム３２
８は完全伸張位置に図示されている。
【００５２】さらに図１９及び図２０を参照しながら説
明すると、調節可能な寸法テストジグ３２０は３つの基
本部材、すなわち１組の精密ボール３３４を設けた２４
インチ（約６１.０ｃｍ） のバー３３２と、その長手方
向に沿って配置された一連の孔３３６と、２４インチの
精密ステップゲージ（図２０Ａ〜２０Ｅに詳細に示され
ている）で構成されている。アーム３３２は、テスト軸
の様々な位置で、また図２１に示されているアームの体
積の全領域内で孔、ステップ及びボールの位置を測定す
るために使用される。次に、このデータが最適化され
る。要約すると、重要な最適化手順は以下のように説明
できる。物体の所定位置及び方位を備えた標準テストジ
グ３２０がアーム１０で測定される。次にデータは、ア
ームの全主要構成要素の相対的位置ずれ及び寸法を与え
るように作成された多変数最適化プログラムで処理され
る。最適化が実施され、この時にアームの総合特性を含
む校正ファイルが作成される。これらの総合特性及び以
降のトランスジューサ読取り値を様々な運動学的式で組
み合わせることにより、絶対座標系でのＸ、Ｙ及びＺの
値が得られる。
明すると、調節可能な寸法テストジグ３２０は３つの基
本部材、すなわち１組の精密ボール３３４を設けた２４
インチ（約６１.０ｃｍ） のバー３３２と、その長手方
向に沿って配置された一連の孔３３６と、２４インチの
精密ステップゲージ（図２０Ａ〜２０Ｅに詳細に示され
ている）で構成されている。アーム３３２は、テスト軸
の様々な位置で、また図２１に示されているアームの体
積の全領域内で孔、ステップ及びボールの位置を測定す
るために使用される。次に、このデータが最適化され
る。要約すると、重要な最適化手順は以下のように説明
できる。物体の所定位置及び方位を備えた標準テストジ
グ３２０がアーム１０で測定される。次にデータは、ア
ームの全主要構成要素の相対的位置ずれ及び寸法を与え
るように作成された多変数最適化プログラムで処理され
る。最適化が実施され、この時にアームの総合特性を含
む校正ファイルが作成される。これらの総合特性及び以
降のトランスジューサ読取り値を様々な運動学的式で組
み合わせることにより、絶対座標系でのＸ、Ｙ及びＺの
値が得られる。
【００５３】さらに性能を最適化するため、新規な基準
ボール１９２がＣＭＭ１０のベース１４に取り付けられ
た取り外し式取り付け部１９４から側方へ延出している
（図１４及び１５参照）。ベース１４に基準ボール１９
２を配置することによって、ボール１９２はＸ、Ｙ及び
Ｚ軸に対する装置の絶対原点（０、０、０）を表す。基
準ボール１９２の位置が既知であるため、図１５に示す
ように、チップの位置決めによって本発明は、ＣＭＭ１
０の最終リンクに対するデジタイザーチップ１５８の座
標を決定することができる。この位置を知ることによっ
て、ＣＭＭ１０は以降の測定を行う時にそのボールの中
心位置を決定することができる。一般的に、これは特定
の用途に応じて様々な種類のプローブを取り付けること
ができ、各々を基準ボールに対して校正することができ
ることを意味している。
ボール１９２がＣＭＭ１０のベース１４に取り付けられ
た取り外し式取り付け部１９４から側方へ延出している
（図１４及び１５参照）。ベース１４に基準ボール１９
２を配置することによって、ボール１９２はＸ、Ｙ及び
Ｚ軸に対する装置の絶対原点（０、０、０）を表す。基
準ボール１９２の位置が既知であるため、図１５に示す
ように、チップの位置決めによって本発明は、ＣＭＭ１
０の最終リンクに対するデジタイザーチップ１５８の座
標を決定することができる。この位置を知ることによっ
て、ＣＭＭ１０は以降の測定を行う時にそのボールの中
心位置を決定することができる。一般的に、これは特定
の用途に応じて様々な種類のプローブを取り付けること
ができ、各々を基準ボールに対して校正することができ
ることを意味している。
【００５４】本発明の可搬性のため、それは様々な環境
で重大な誤操作や場所の移動を加えられるであろう。従
って、本発明は、ユーザが好都合なメンテナンススケジ
ュールに従って装置を使用する前にある程度の体積精度
を確立できるようにするプロトコルを備えている。ＡＳ
ＭＥ ＡＮＳＩ Ｂ８９１．１．１２（１９８９）基準
によれば、体積精度は、作動体積内に様々な方位に位置
する固定長さを測定する装置の能力であると定義され
る。図１６は、第１ボールバー方法を用いて本発明がこ
れを実施できることを示しており、図１７及び図１８
は、第２ボールバー方法を説明している。
で重大な誤操作や場所の移動を加えられるであろう。従
って、本発明は、ユーザが好都合なメンテナンススケジ
ュールに従って装置を使用する前にある程度の体積精度
を確立できるようにするプロトコルを備えている。ＡＳ
ＭＥ ＡＮＳＩ Ｂ８９１．１．１２（１９８９）基準
によれば、体積精度は、作動体積内に様々な方位に位置
する固定長さを測定する装置の能力であると定義され
る。図１６は、第１ボールバー方法を用いて本発明がこ
れを実施できることを示しており、図１７及び図１８
は、第２ボールバー方法を説明している。
【００５５】図１６は、２つの磁気ソケット２０２及び
２０４内にそれぞれ取り付けられた精密球形ボール１９
８、２００を各端部に設けた標準ボールバー１９６を示
している。ソケット２０２はＣＭＭ１０のベース１４に
設けられ、ソケット２０４はプローブハンドル５６に設
けられている。アーム１２が動き回ると、ソケット２０
２、２０４及びボール１９８、２００が回転してこの動
きに合わせ、ＣＭＭ１０はハンドル５６側のボール２０
０及びソケット２０４の中心とベース側のボール１９８
の中心との間の固定位置を測定することを要求される。
もちろん、ベース１４側のソケット２０２はＣＭＭ１０
の（０、０、０）座標を表すことを思い出して、コント
ローラボックス１６内の校正ソフトウェアが（０、０、
０）からプローブのボールの中心までのベクトル長さを
計算し、この長さはもちろんテスト中は不変であって、
ハンドル及び他のジョイントの様々な配置及び回転によ
って全体積にわたって常に測定しなければならない。
２０４内にそれぞれ取り付けられた精密球形ボール１９
８、２００を各端部に設けた標準ボールバー１９６を示
している。ソケット２０２はＣＭＭ１０のベース１４に
設けられ、ソケット２０４はプローブハンドル５６に設
けられている。アーム１２が動き回ると、ソケット２０
２、２０４及びボール１９８、２００が回転してこの動
きに合わせ、ＣＭＭ１０はハンドル５６側のボール２０
０及びソケット２０４の中心とベース側のボール１９８
の中心との間の固定位置を測定することを要求される。
もちろん、ベース１４側のソケット２０２はＣＭＭ１０
の（０、０、０）座標を表すことを思い出して、コント
ローラボックス１６内の校正ソフトウェアが（０、０、
０）からプローブのボールの中心までのベクトル長さを
計算し、この長さはもちろんテスト中は不変であって、
ハンドル及び他のジョイントの様々な配置及び回転によ
って全体積にわたって常に測定しなければならない。
【００５６】ハンドル上の特別なプローブの精度を確認
したい時、ハンドル側のソケット２０４が不都合で不確
定的になりがちであることが理解されるであろう。従っ
て、本発明の重要な特徴によれば、図１７に２０６で示
されているような新規な円錐形ソケットボールバーが使
用される。円錐形ソケットボールバー２０６は、一端部
に円錐部２０８を、他端部に２つのボール２１０、２１
２を備えている。円錐部及びボールを連結するバー２０
７に傾斜部分２０９が設けられ、その角度αは好ましく
は２０度である。ボール２１２は、バー２０７から側方
へ延出した取り付け部２１１に取り付けられている。ボ
ールプローブ１５８または先細プローブ１６０が円錐形
ソケット２０８内に配置され、ボール２１０はＣＭＭ１
０のベース１４の標準的な磁気ソケット２０２内に取り
付けることができる。図１６の校正方法の場合と同様
に、ボール及びバーの多くの位置及びジョイント位置が
測定され、円錐形ソケット２０８とボール２１０との間
の距離は一定でなければならない。ユーザが装置の反対
側（２１４で示された位置）に到達できないことは、ボ
ールソケット２０２の位置決めでは仕方がない。このた
め、図１８に示されているようにボール２１２が使用さ
れる。これによって、ユーザは円錐形ボールバー２０６
をＣＭＭ１０の裏の反対側に到達するように位置決めし
て、ボール２１２の中心から円錐形ソケット２０８の中
心までの距離を測定できる。
したい時、ハンドル側のソケット２０４が不都合で不確
定的になりがちであることが理解されるであろう。従っ
て、本発明の重要な特徴によれば、図１７に２０６で示
されているような新規な円錐形ソケットボールバーが使
用される。円錐形ソケットボールバー２０６は、一端部
に円錐部２０８を、他端部に２つのボール２１０、２１
２を備えている。円錐部及びボールを連結するバー２０
７に傾斜部分２０９が設けられ、その角度αは好ましく
は２０度である。ボール２１２は、バー２０７から側方
へ延出した取り付け部２１１に取り付けられている。ボ
ールプローブ１５８または先細プローブ１６０が円錐形
ソケット２０８内に配置され、ボール２１０はＣＭＭ１
０のベース１４の標準的な磁気ソケット２０２内に取り
付けることができる。図１６の校正方法の場合と同様
に、ボール及びバーの多くの位置及びジョイント位置が
測定され、円錐形ソケット２０８とボール２１０との間
の距離は一定でなければならない。ユーザが装置の反対
側（２１４で示された位置）に到達できないことは、ボ
ールソケット２０２の位置決めでは仕方がない。このた
め、図１８に示されているようにボール２１２が使用さ
れる。これによって、ユーザは円錐形ボールバー２０６
をＣＭＭ１０の裏の反対側に到達するように位置決めし
て、ボール２１２の中心から円錐形ソケット２０８の中
心までの距離を測定できる。
【００５７】本発明によるＣＭＭ（可搬式座標測定器）
を使用する際に直面する最も深刻な問題の１つは、アー
ムが載置プレートを介して取り付けられるスタンドまた
はベースが、測定中の物体に対して完全には安定できな
いことである。これは、測定される物体が別体の取り付
け台に固定されているか、大きいアセンブリの一部であ
るために、アームのベースを取り付ける載置プレートが
測定中の物体に対して完全には安定できないからであ
る。この不安定性は、ＣＭＭの高精度に悪影響を与える
可能性がある。この問題を解決するため、ベース載置プ
レートから半径方向外向きに設けられたねじ付き孔に一
端部を取り付け、第２端部をユニバーサルクランプ（す
なわちＣクランプ）にはめ合わせた支柱が設けられてい
る。支柱には、測定すべき物体に適当に到達するように
支柱の長さを調節するための調節ねじが設けられてい
る。支柱は、ベース載置プレートの反対側の同じ支柱と
対にして使用されるのが好ましい。
を使用する際に直面する最も深刻な問題の１つは、アー
ムが載置プレートを介して取り付けられるスタンドまた
はベースが、測定中の物体に対して完全には安定できな
いことである。これは、測定される物体が別体の取り付
け台に固定されているか、大きいアセンブリの一部であ
るために、アームのベースを取り付ける載置プレートが
測定中の物体に対して完全には安定できないからであ
る。この不安定性は、ＣＭＭの高精度に悪影響を与える
可能性がある。この問題を解決するため、ベース載置プ
レートから半径方向外向きに設けられたねじ付き孔に一
端部を取り付け、第２端部をユニバーサルクランプ（す
なわちＣクランプ）にはめ合わせた支柱が設けられてい
る。支柱には、測定すべき物体に適当に到達するように
支柱の長さを調節するための調節ねじが設けられてい
る。支柱は、ベース載置プレートの反対側の同じ支柱と
対にして使用されるのが好ましい。
【００５８】次に図２２を参照しながら、支柱及びその
使い方を詳細に説明する。測定アーム１０のベース１４
は、セオドライトスタンド２２のベースプレート３８ま
たは他の適当な剛性プレート内に公知のようにして取り
付けられている。ベースプレート３８には、互いに向き
合った少なくとも２カ所に適当な既知寸法のねじ孔４０
０が外向きに設けられている。支柱４０２は、ほぼ４つ
の部材で構成されている。すなわち、２つのアーム部材
４０４と、調節ねじ４０６と、図示のユニバーサルクラ
ンプ４０８（すなわちＣクランプ）である。もちろん、
図示のＣクランプの代わりに、磁気クランプ、吸引クラ
ンプ等の多くの適当な取り付け装置を用いることができ
る。図２２に示されているように、三次元測定アーム１
０によって測定すべき物体４１０が第２取り付けプレー
ト４１２上に取り付けられるか、他の方法で固定され
る。このため、両方のベースプレート３８及び４１２は
互いに対して固定保持され、不安定性が最小限に抑えら
れる。
使い方を詳細に説明する。測定アーム１０のベース１４
は、セオドライトスタンド２２のベースプレート３８ま
たは他の適当な剛性プレート内に公知のようにして取り
付けられている。ベースプレート３８には、互いに向き
合った少なくとも２カ所に適当な既知寸法のねじ孔４０
０が外向きに設けられている。支柱４０２は、ほぼ４つ
の部材で構成されている。すなわち、２つのアーム部材
４０４と、調節ねじ４０６と、図示のユニバーサルクラ
ンプ４０８（すなわちＣクランプ）である。もちろん、
図示のＣクランプの代わりに、磁気クランプ、吸引クラ
ンプ等の多くの適当な取り付け装置を用いることができ
る。図２２に示されているように、三次元測定アーム１
０によって測定すべき物体４１０が第２取り付けプレー
ト４１２上に取り付けられるか、他の方法で固定され
る。このため、両方のベースプレート３８及び４１２は
互いに対して固定保持され、不安定性が最小限に抑えら
れる。
【００５９】三次元座標測定器即ちＣＭＭの本発明によ
る３つの基本的なアーム構造が、広範囲な要求及び状態
に適合するために開発されている。これらのアーム構造
の２つは６自由度を与える。第３アーム構造は７自由度
を与える。これらの３つのアーム構造は、本発明の３つ
の好適な実施例を示している。各実施例は、異なった機
能及び測定中の物体によって決定される測定状態の両方
またはいずれか一方、または実行中の機能または作動に
対して利点を備えている。図３及び図２３Ａ〜２３Ｃは
これらの構造の各々を示している。図３も参照された
い。図２３Ａ〜２３Ｃは、ＣＭＭ１０に許される自由度
を概略的に示している。支持ベース１４により、回転方
向矢印４２１及び４２２で示される２つの自由度が与え
られる。
る３つの基本的なアーム構造が、広範囲な要求及び状態
に適合するために開発されている。これらのアーム構造
の２つは６自由度を与える。第３アーム構造は７自由度
を与える。これらの３つのアーム構造は、本発明の３つ
の好適な実施例を示している。各実施例は、異なった機
能及び測定中の物体によって決定される測定状態の両方
またはいずれか一方、または実行中の機能または作動に
対して利点を備えている。図３及び図２３Ａ〜２３Ｃは
これらの構造の各々を示している。図３も参照された
い。図２３Ａ〜２３Ｃは、ＣＭＭ１０に許される自由度
を概略的に示している。支持ベース１４により、回転方
向矢印４２１及び４２２で示される２つの自由度が与え
られる。
【００６０】ＣＭＭ１０は、支持ベース１４に相当する
肩等の部位からなる人体の腕構造にたとえることができ
る。エルボ部材４４４、５０は、人間の腕の肘に相当
し、ハンドル／プローブアセンブリ５６は人間の手首に
相当する。肩、肘及び手首に示された２自由度を備えた
図２３Ａの構造（２−２−２配置）は、到達し難い部分
の探索を容易にすることができる。反対に、肩に２自由
度、肘に１自由度、手首に３自由度を備えた図２３Ｂの
構造には次のような利点がある。端部作動器（手首）に
３自由度を設けている（２−１−３配置）構造によっ
て、物体の完全な方向決め及び位置決め、すなわち非軸
方向プローブが可能になる。以上に述べた２つの構造
（図２３Ａ及び２３Ｂ）の各々には上記の非常に特殊な
利点がある。第３の好適なアーム構造（図２３Ｃ）は、
上記２つのアーム構造を組み合わせた利点を備え、７自
由度を与える（２−２−３配置）。この第３の好適なア
ーム構造は、２−２−２構造の到達範囲及び位置決め
と、２−１−３構造の端部作動器の完全な方向決め能力
とを組み合わせた利点を与える。
肩等の部位からなる人体の腕構造にたとえることができ
る。エルボ部材４４４、５０は、人間の腕の肘に相当
し、ハンドル／プローブアセンブリ５６は人間の手首に
相当する。肩、肘及び手首に示された２自由度を備えた
図２３Ａの構造（２−２−２配置）は、到達し難い部分
の探索を容易にすることができる。反対に、肩に２自由
度、肘に１自由度、手首に３自由度を備えた図２３Ｂの
構造には次のような利点がある。端部作動器（手首）に
３自由度を設けている（２−１−３配置）構造によっ
て、物体の完全な方向決め及び位置決め、すなわち非軸
方向プローブが可能になる。以上に述べた２つの構造
（図２３Ａ及び２３Ｂ）の各々には上記の非常に特殊な
利点がある。第３の好適なアーム構造（図２３Ｃ）は、
上記２つのアーム構造を組み合わせた利点を備え、７自
由度を与える（２−２−３配置）。この第３の好適なア
ーム構造は、２−２−２構造の到達範囲及び位置決め
と、２−１−３構造の端部作動器の完全な方向決め能力
とを組み合わせた利点を与える。
【００６１】前述したように、３つの構造すべてが肩
（支持ベース１４）に２自由度を備えている。図２３Ａ
では、肘の２自由度が回転方向矢印４２４、４２６で示
されており、最後の手首（作動部材）アセンブリ５６の
２自由度は、回転方向矢印４２８、４３０で示されてい
る。図２３Ｂでは、肘部分の１自由度が回転方向矢印４
３４、４３６及び４３８で示されている。最後になる
が、図２３Ｃでは、肘部分の２自由度が回転方向矢印４
４４、４４６及び４４８で示されている。
（支持ベース１４）に２自由度を備えている。図２３Ａ
では、肘の２自由度が回転方向矢印４２４、４２６で示
されており、最後の手首（作動部材）アセンブリ５６の
２自由度は、回転方向矢印４２８、４３０で示されてい
る。図２３Ｂでは、肘部分の１自由度が回転方向矢印４
３４、４３６及び４３８で示されている。最後になる
が、図２３Ｃでは、肘部分の２自由度が回転方向矢印４
４４、４４６及び４４８で示されている。
【００６２】もちろん、各自由度はＣＭＭのコスト及び
重量の両方またはいずれか一方を増加させることに注意
する必要がある。それが、必要以外にＣＭＭのコストを
増加させることなく必要とされる異なった要求事項（測
定または処理）の様々なニーズに答えるために本発明に
従って３種類の構造を提供する理由の１つである。
重量の両方またはいずれか一方を増加させることに注意
する必要がある。それが、必要以外にＣＭＭのコストを
増加させることなく必要とされる異なった要求事項（測
定または処理）の様々なニーズに答えるために本発明に
従って３種類の構造を提供する理由の１つである。
【００６３】図２４Ａ及び２４Ｂは、ＣＭＭ１０（座標
測定器）またはコントローラまたはシリアルボックス１
６とホストコンピュータ１８との間の信号路の相互接続
を行うための本発明による２つの好適な手段を概略的に
示す。図２４Ａでは（図１も参照されたい）、ＣＭＭ１
０が公知の配線手段４６０によってシリアルボックス１
６に電子的に接続されており、シリアルボックス１６は
公知の配線手段４６２によってホストコンピュータ１８
に接続されている。ＣＭＭ１０、コントローラまたはシ
リアルボックス１６及びホストコンピュータ１８を相互
接続するこの方法は、本発明の非常に多くの用途に対し
て極めて満足できるものであることがわかっている。し
かし、距離、環境上または他の条件によって、無線遠隔
測定がＣＭＭ１０、シリアルボックス１６及びホストコ
ンピュータ１８間で信号を相互接続する唯一の、または
好適な方法になる用例が現在知られており、また将来的
に予想される。これは、本発明によれば図２４Ｂに示さ
れている手段によって達成される。回路及び部材は小型
化されて、４６４で示されるように装置１０のポートベ
ース１４に直接的に取り付けられる。小型化されたシリ
アルボックス４６４に遠隔測定装置４６６が設けられて
おり、これには遠隔測定信号４６８を送信できる手段が
設けられ、この信号をホストコンピュータ１８に取り付
けられた遠隔測定受信機４７０が受け取る。このため、
装置１０及び１８は配線４６０、４６２を使用する必要
がなくなる。
測定器）またはコントローラまたはシリアルボックス１
６とホストコンピュータ１８との間の信号路の相互接続
を行うための本発明による２つの好適な手段を概略的に
示す。図２４Ａでは（図１も参照されたい）、ＣＭＭ１
０が公知の配線手段４６０によってシリアルボックス１
６に電子的に接続されており、シリアルボックス１６は
公知の配線手段４６２によってホストコンピュータ１８
に接続されている。ＣＭＭ１０、コントローラまたはシ
リアルボックス１６及びホストコンピュータ１８を相互
接続するこの方法は、本発明の非常に多くの用途に対し
て極めて満足できるものであることがわかっている。し
かし、距離、環境上または他の条件によって、無線遠隔
測定がＣＭＭ１０、シリアルボックス１６及びホストコ
ンピュータ１８間で信号を相互接続する唯一の、または
好適な方法になる用例が現在知られており、また将来的
に予想される。これは、本発明によれば図２４Ｂに示さ
れている手段によって達成される。回路及び部材は小型
化されて、４６４で示されるように装置１０のポートベ
ース１４に直接的に取り付けられる。小型化されたシリ
アルボックス４６４に遠隔測定装置４６６が設けられて
おり、これには遠隔測定信号４６８を送信できる手段が
設けられ、この信号をホストコンピュータ１８に取り付
けられた遠隔測定受信機４７０が受け取る。このため、
装置１０及び１８は配線４６０、４６２を使用する必要
がなくなる。
【００６４】図２５Ａ及び２５Ｂは、２つの好適な軸受
構造を示している。図２５Ａの軸受構造は、図６及び７
の説明で十分に詳細に説明されている。要約すると、内
レース４８０及び外レース４８２を備えた１対の向き合
わせて層状配置された軸受が軸の周囲に配置されて、ナ
ット４８４を用いて初荷重が加えられている。初荷重
は、ナット４８４に加える回転量だけによって決定され
る。この構造は、多くの用例で極めて満足でき、相当な
成功を収めながら使用されてきた。しかし、一部の状態
及び用例では、一定の負荷パラメータの維持が困難であ
る。このような場合、本発明に従った軸受構造の第２の
好適な変更実施例が提供されている。
構造を示している。図２５Ａの軸受構造は、図６及び７
の説明で十分に詳細に説明されている。要約すると、内
レース４８０及び外レース４８２を備えた１対の向き合
わせて層状配置された軸受が軸の周囲に配置されて、ナ
ット４８４を用いて初荷重が加えられている。初荷重
は、ナット４８４に加える回転量だけによって決定され
る。この構造は、多くの用例で極めて満足でき、相当な
成功を収めながら使用されてきた。しかし、一部の状態
及び用例では、一定の負荷パラメータの維持が困難であ
る。このような場合、本発明に従った軸受構造の第２の
好適な変更実施例が提供されている。
【００６５】軸受構造のこの第２の好適な変更実施例が
図２５Ｂに示されている。図２５Ｂでは、一般的にラジ
アル玉軸受であって、非常に特殊な初荷重を可能にする
ように事前研削された１対の軸受（一般的に組み合わせ
軸受と呼ばれる）４８６が、図２５Ａの円錐形軸受の代
わりに用いられている。初荷重は、固定スペーサ４８
８、４９０を使用して事前に設定され、これらの固定ス
ペーサ４８８、４９０はナット４９２で完全に締め付け
られている。ナット４９２を締め付ける時の移動ケーシ
ングの変形によって、組み合わせ軸受ケーシング間の差
が吸収され、初荷重の量が事前に決定される。この第２
の好適な実施例の好都合な特徴は、軸受４８６に軸４９
４に沿った過負荷を加えることによる破損を生じること
なくナット４９２を可能な限り締め付けることができる
ことである。
図２５Ｂに示されている。図２５Ｂでは、一般的にラジ
アル玉軸受であって、非常に特殊な初荷重を可能にする
ように事前研削された１対の軸受（一般的に組み合わせ
軸受と呼ばれる）４８６が、図２５Ａの円錐形軸受の代
わりに用いられている。初荷重は、固定スペーサ４８
８、４９０を使用して事前に設定され、これらの固定ス
ペーサ４８８、４９０はナット４９２で完全に締め付け
られている。ナット４９２を締め付ける時の移動ケーシ
ングの変形によって、組み合わせ軸受ケーシング間の差
が吸収され、初荷重の量が事前に決定される。この第２
の好適な実施例の好都合な特徴は、軸受４８６に軸４９
４に沿った過負荷を加えることによる破損を生じること
なくナット４９２を可能な限り締め付けることができる
ことである。
【００６６】前述したように、図１０Ａ〜１０Ｂを参照
しながらボールプローブ１５８及び先細プローブ１６０
が説明されており、もちろん本発明に従って目的用途に
対して満足できるものである。本発明に従ったプローブ
のさらに６つの実施例を図２６、３０、３１及び図９
Ａ、９Ｂを参照しながら詳細に説明する。図９Ａ及び９
Ｂはプローブハンドルアセンブリ５６のそれぞれ前面図
及び背面図である。
しながらボールプローブ１５８及び先細プローブ１６０
が説明されており、もちろん本発明に従って目的用途に
対して満足できるものである。本発明に従ったプローブ
のさらに６つの実施例を図２６、３０、３１及び図９
Ａ、９Ｂを参照しながら詳細に説明する。図９Ａ及び９
Ｂはプローブハンドルアセンブリ５６のそれぞれ前面図
及び背面図である。
【００６７】まず図２６Ａ〜２６Ｃを参照しながら説明
すると、アダプタ５００がプローブハンドルアセンブリ
５０６の端部作動器にはめ付けられている。大きさ及び
配置の両方またはいずれか一方が異なったプローブ５０
８に５１０で表される比較的深い内孔が設けられてお
り、内孔は５１２で示されている。両プローブ５０２及
び５０８には、アダプタ５００の端部の雌ねじ５１６に
螺合される大きさの雄ねじ５１４が付けられている。こ
れらのプローブを使用することが必要であって望ましい
工業用途の汚れた過酷な環境のため、電気接点を使用す
ると問題が頻発する場合が多い。この問題を解決するた
め、プローブ軸５１８がトランスジューサ５２０から下
向きに延出しており、トランスジューサ５２０は配線５
２２によって内部回路に接続しており、この配線によっ
てプローブ信号がプローブハンドルアセンブリ５６を通
ってＣＭＭ１０の他の部分へ送られる。このように、本
発明によれば、いずれのプローブでも自動的に識別で
き、このために手動で間違ったプローブを選択する誤り
を防止できる。このように、人間の目では識別すること
が困難な多数のプローブを使用することができる。もち
ろん、多くの他の用途にこの自動プローブ識別システム
を利用することができる。プローブ軸５１８は内孔５０
４、５１２よりもわずかに小径になっていることに注意
されたい。矢印５２４は、プローブ軸５１８の軸方向移
動を示している。
すると、アダプタ５００がプローブハンドルアセンブリ
５０６の端部作動器にはめ付けられている。大きさ及び
配置の両方またはいずれか一方が異なったプローブ５０
８に５１０で表される比較的深い内孔が設けられてお
り、内孔は５１２で示されている。両プローブ５０２及
び５０８には、アダプタ５００の端部の雌ねじ５１６に
螺合される大きさの雄ねじ５１４が付けられている。こ
れらのプローブを使用することが必要であって望ましい
工業用途の汚れた過酷な環境のため、電気接点を使用す
ると問題が頻発する場合が多い。この問題を解決するた
め、プローブ軸５１８がトランスジューサ５２０から下
向きに延出しており、トランスジューサ５２０は配線５
２２によって内部回路に接続しており、この配線によっ
てプローブ信号がプローブハンドルアセンブリ５６を通
ってＣＭＭ１０の他の部分へ送られる。このように、本
発明によれば、いずれのプローブでも自動的に識別で
き、このために手動で間違ったプローブを選択する誤り
を防止できる。このように、人間の目では識別すること
が困難な多数のプローブを使用することができる。もち
ろん、多くの他の用途にこの自動プローブ識別システム
を利用することができる。プローブ軸５１８は内孔５０
４、５１２よりもわずかに小径になっていることに注意
されたい。矢印５２４は、プローブ軸５１８の軸方向移
動を示している。
【００６８】図３０（３０Ｅ）は、本発明によるプロー
ブの別の実施例を５３０で示す。マーキングプローブ５
３０は、取り付けステム５３２と、クランプ５３４と、
マーキングペン５３６とで構成されている。取り付けス
テム５３２に設けられたシャンク５３８は、内孔５４０
に圧入される適当な大きさにするか、クランプ５３４に
溶接または他の適当な方法で固定してもよい。取り付け
ステム５３２のシャンク５３８の他端部には、プローブ
ハンドルアセンブリ５６の雌孔５４４にねじ込まれる適
当な大きさの雄ねじ５４２が設けられている。図３０Ｅ
は、マーキングペン締め付け止めねじ５４６の中心線を
通る線３０Ｅ−３０Ｅ線に沿ったクランプ５３４の断面
図である。空間５４８によってマーキングペン締め付け
止めねじ５４６をしっかり締め付けることができること
に注意されたい。矢印５５０はマークを記す方向を示
す。このように、マーキングプローブ５３０を様々なマ
ーキング用具と共に使用することにより、本発明のＣＭ
Ｍ１０本来の正確さによって非常に正確な線を描いたり
他の動作を行うことができることに注意されたい。
ブの別の実施例を５３０で示す。マーキングプローブ５
３０は、取り付けステム５３２と、クランプ５３４と、
マーキングペン５３６とで構成されている。取り付けス
テム５３２に設けられたシャンク５３８は、内孔５４０
に圧入される適当な大きさにするか、クランプ５３４に
溶接または他の適当な方法で固定してもよい。取り付け
ステム５３２のシャンク５３８の他端部には、プローブ
ハンドルアセンブリ５６の雌孔５４４にねじ込まれる適
当な大きさの雄ねじ５４２が設けられている。図３０Ｅ
は、マーキングペン締め付け止めねじ５４６の中心線を
通る線３０Ｅ−３０Ｅ線に沿ったクランプ５３４の断面
図である。空間５４８によってマーキングペン締め付け
止めねじ５４６をしっかり締め付けることができること
に注意されたい。矢印５５０はマークを記す方向を示
す。このように、マーキングプローブ５３０を様々なマ
ーキング用具と共に使用することにより、本発明のＣＭ
Ｍ１０本来の正確さによって非常に正確な線を描いたり
他の動作を行うことができることに注意されたい。
【００６９】本発明によるプローブの第３の好適な実施
例を図３１に５６０で示す。自動パンチプローブ５６０
が、標準的な反動パンチプローブで構成されている。パ
ンチプローブ５６０の取り付け部分５６２に雄ねじ５６
４が設けられており、それはプローブハンドルアセンブ
リ５６の雌ねじ５６６にねじ込まれる大きさになってい
る。自動パンチプローブ５６０は、内部に反跳ばね及び
トリガアセンブリ５６８を備えており、それによってパ
ンチの先端５７０を矢印５７２で示されている軸方向に
沿って位置決めすることができる。自動パンチプローブ
５６０を所望位置に位置決めしてから、パンチ先端５７
０を軸方向５７２にプローブハンドルアセンブリ５６に
向けて押すことによって、（反跳ばね及びトリガアセン
ブリ５６８の一部である）ばね解放部材が作動して、ハ
ンマを使用することなくパンチプローブ先端を貫通させ
るため、測定だけに使用された時に同じＣＭＭ１０で可
能な精度限界と同じか、それに近いＣＭＭ１０の高精度
限界内の位置決めを達成できる。
例を図３１に５６０で示す。自動パンチプローブ５６０
が、標準的な反動パンチプローブで構成されている。パ
ンチプローブ５６０の取り付け部分５６２に雄ねじ５６
４が設けられており、それはプローブハンドルアセンブ
リ５６の雌ねじ５６６にねじ込まれる大きさになってい
る。自動パンチプローブ５６０は、内部に反跳ばね及び
トリガアセンブリ５６８を備えており、それによってパ
ンチの先端５７０を矢印５７２で示されている軸方向に
沿って位置決めすることができる。自動パンチプローブ
５６０を所望位置に位置決めしてから、パンチ先端５７
０を軸方向５７２にプローブハンドルアセンブリ５６に
向けて押すことによって、（反跳ばね及びトリガアセン
ブリ５６８の一部である）ばね解放部材が作動して、ハ
ンマを使用することなくパンチプローブ先端を貫通させ
るため、測定だけに使用された時に同じＣＭＭ１０で可
能な精度限界と同じか、それに近いＣＭＭ１０の高精度
限界内の位置決めを達成できる。
【００７０】次に図３２を参照しながら、感圧プローブ
として知られている本発明によるプローブの第４実施例
を説明する。基本的にこの感圧プローブは、プローブ本
体５８２に取り付けられた様々な端部チップ（ボールチ
ップ、先細チップ、平底チップ等）を備えることができ
る。感圧プローブ全体は５８０で示されている。図３２
には球形の端部チップ５８４が示されている。感圧プロ
ーブ５８０の上部に取り付け雄ねじ５８６が設けられて
おり、これはプローブハンドルアセンブリ５６の雌ねじ
５８８にねじ込まれる大きさになっている。感圧プロー
ブ５８０の内部にひずみ計５９０が取り付けられてお
り、これは入手が容易で公知の標準抵抗形（例えばスタ
ンフォードのオメガ・エンジニアリング(Omega Enginee
ring) 社製のもの）であることが好ましく、コネクタ５
９２、ケーブル５９４、及び最終的にプローブハンドル
５６のオプションポート１５４に接続する適当なコネク
タ５９６を介して回路に接続されている。端部チップ５
８４が測定すべき表面に接触した時、発生する対応力が
プローブ本体５８２を変形させ、それによってひずみ計
５９０内に電気変化が発生し、これが自動的に信号をケ
ーブル５９４に流し、それからプローブハンドルアセン
ブリ５６のオプションポート１５４を通ってから、ＣＭ
Ｍ１０の回路を通り、シリアルボックス１６及びホスト
コンピュータ１８へ流れる。ひずみ計技術は十分に確立
されており、当該分野では公知であることに注意された
い。ひずみの測定には様々な他の方法があるが、当該分
野での経験から、ここに説明した方法が好適であること
がわかっている。
として知られている本発明によるプローブの第４実施例
を説明する。基本的にこの感圧プローブは、プローブ本
体５８２に取り付けられた様々な端部チップ（ボールチ
ップ、先細チップ、平底チップ等）を備えることができ
る。感圧プローブ全体は５８０で示されている。図３２
には球形の端部チップ５８４が示されている。感圧プロ
ーブ５８０の上部に取り付け雄ねじ５８６が設けられて
おり、これはプローブハンドルアセンブリ５６の雌ねじ
５８８にねじ込まれる大きさになっている。感圧プロー
ブ５８０の内部にひずみ計５９０が取り付けられてお
り、これは入手が容易で公知の標準抵抗形（例えばスタ
ンフォードのオメガ・エンジニアリング(Omega Enginee
ring) 社製のもの）であることが好ましく、コネクタ５
９２、ケーブル５９４、及び最終的にプローブハンドル
５６のオプションポート１５４に接続する適当なコネク
タ５９６を介して回路に接続されている。端部チップ５
８４が測定すべき表面に接触した時、発生する対応力が
プローブ本体５８２を変形させ、それによってひずみ計
５９０内に電気変化が発生し、これが自動的に信号をケ
ーブル５９４に流し、それからプローブハンドルアセン
ブリ５６のオプションポート１５４を通ってから、ＣＭ
Ｍ１０の回路を通り、シリアルボックス１６及びホスト
コンピュータ１８へ流れる。ひずみ計技術は十分に確立
されており、当該分野では公知であることに注意された
い。ひずみの測定には様々な他の方法があるが、当該分
野での経験から、ここに説明した方法が好適であること
がわかっている。
【００７１】図３３は、本発明によるプローブの第５実
施例を示しており、このプローブはドリル取り付けプロ
ーブとして知られている。ドリル取り付けプローブ全体
が６００で示されている。ドリル取り付けプローブ６０
０は、取り付けステム６０２と、本体６０４と、取り付
けステム６０２から側方に変位している回転アセンブリ
及び軸６０６とで構成されている。取り付けステム６０
２は、一端部がベース６０８への圧入で取り付けられる
大きさになっている。
施例を示しており、このプローブはドリル取り付けプロ
ーブとして知られている。ドリル取り付けプローブ全体
が６００で示されている。ドリル取り付けプローブ６０
０は、取り付けステム６０２と、本体６０４と、取り付
けステム６０２から側方に変位している回転アセンブリ
及び軸６０６とで構成されている。取り付けステム６０
２は、一端部がベース６０８への圧入で取り付けられる
大きさになっている。
【００７２】もちろん、取り付けステム６０２を本体６
０４に取り付けるために、溶接等のいずれの公知の方法
を使用してもよい。取り付けステム６０２は、プローブ
ハンドルアセンブリ５６の取り付け雌ねじ６１２にはめ
る大きさの雄ねじ６１０を上端部に備えている。回転ア
センブリ６０６は、軸６１４と、組み付けナット６２０
と、１対の軸受６１６と、チャック６１８とで構成され
ている。軸６１４は、一端部が標準ドリルまたは工業分
野で知られている他の回転ポータブル動力源６２２のチ
ャックにはまる大きさになっている。本体６０４はほぼ
矩形であって、上記の回転動力源を適当に支持できる大
きさで、アルミニウム製であることが好ましい。組み付
けナット６２０、軸６１４、１対の軸受６１６及びチャ
ック６１８は公知の方法のいずれで組み立ててもよい。
軸受６１６は、玉軸受形式であることが好ましい。チャ
ック６１８は、いずれの所望サイズのドリルビットまた
は他の工具（すなわち面取りフライス等）も取り扱うこ
とができる大きさである。動力源６２２と回転アセンブ
リ６０６との間に示されている回転矢印６２４、及びド
リルビット６２８の下方に示されている回転矢印６２６
で示されているように、ドリルの回転方向は動力源６２
２の方向と同じである。上記プローブを使用して得られ
る穴または他の作動は、ＣＭＭ１０の高精度限界に入っ
ている。
０４に取り付けるために、溶接等のいずれの公知の方法
を使用してもよい。取り付けステム６０２は、プローブ
ハンドルアセンブリ５６の取り付け雌ねじ６１２にはめ
る大きさの雄ねじ６１０を上端部に備えている。回転ア
センブリ６０６は、軸６１４と、組み付けナット６２０
と、１対の軸受６１６と、チャック６１８とで構成され
ている。軸６１４は、一端部が標準ドリルまたは工業分
野で知られている他の回転ポータブル動力源６２２のチ
ャックにはまる大きさになっている。本体６０４はほぼ
矩形であって、上記の回転動力源を適当に支持できる大
きさで、アルミニウム製であることが好ましい。組み付
けナット６２０、軸６１４、１対の軸受６１６及びチャ
ック６１８は公知の方法のいずれで組み立ててもよい。
軸受６１６は、玉軸受形式であることが好ましい。チャ
ック６１８は、いずれの所望サイズのドリルビットまた
は他の工具（すなわち面取りフライス等）も取り扱うこ
とができる大きさである。動力源６２２と回転アセンブ
リ６０６との間に示されている回転矢印６２４、及びド
リルビット６２８の下方に示されている回転矢印６２６
で示されているように、ドリルの回転方向は動力源６２
２の方向と同じである。上記プローブを使用して得られ
る穴または他の作動は、ＣＭＭ１０の高精度限界に入っ
ている。
【００７３】本発明のプローブの第６実施例は接触プロ
ーブとして知られるもので、図３４に６５０で概略的に
示されている。ケーブル６５２の一端部がコネクタ６５
４を介してプローブハンドルアセンブリ５６のオプショ
ンポート１５４に接続している。ケーブル６５２の他端
部は、測定または他の所望機能を実施すべき金属物体６
５８と接触するためのわにぐちクリップまたは他の適当
な端子６５６になっている。ケーブル６５２に電圧が加
えられる。端部プローブ６６０（後退位置が実線で、伸
張位置が点線で示されている）が物体６５８に接触する
ことによって接地が行われる。このように物体６５８に
接触する結果、電圧Ｖが大地電位まで降下し、アナログ
／デジタル変換器６５９内のソフトウェアが、アナログ
／デジタル変換器６５９を介したケーブル６５２の接地
をプローブハンドルアセンブリ５６のボタン１５０、１
５２の作動と同一であると見なすように設計されてい
る。このオプションポート１５４は、ケーブル６５２及
び端子６５６を介して金属製または導電性の物体６５８
に接続している。このようにプローブ６６０が導電性物
体６５８に接触した時、プローブ６６０が接地される。
ケーブル６５２が接地し、電圧Ｖが大地レベルまで降下
することによって、接地信号がアナログ／デジタル変換
器６５９及びソフトウェアを介して送られて、プローブ
ハンドルアセンブリ５６を作動させる。従って、端部プ
ローブ６６０が物体６５８と接触した結果は、プローブ
ハンドルアセンブリ５６のスイッチの作動に相当する。
これは、金属物体を走査するための理想的なセットアッ
プであり、プローブハンドルアセンブリ５６のスイッチ
を常にオンにしておく必要がなくなる。本発明のこの接
触プローブ６５０のさらなる好都合な特徴は、プローブ
チップ６６０が物体６５８に接触する最初の瞬間に接触
スイッチが作動するため、物体６５８を巻き込む余分
な、また後の移動が回避または排除され、初期測定が外
的衝撃を受けない。
ーブとして知られるもので、図３４に６５０で概略的に
示されている。ケーブル６５２の一端部がコネクタ６５
４を介してプローブハンドルアセンブリ５６のオプショ
ンポート１５４に接続している。ケーブル６５２の他端
部は、測定または他の所望機能を実施すべき金属物体６
５８と接触するためのわにぐちクリップまたは他の適当
な端子６５６になっている。ケーブル６５２に電圧が加
えられる。端部プローブ６６０（後退位置が実線で、伸
張位置が点線で示されている）が物体６５８に接触する
ことによって接地が行われる。このように物体６５８に
接触する結果、電圧Ｖが大地電位まで降下し、アナログ
／デジタル変換器６５９内のソフトウェアが、アナログ
／デジタル変換器６５９を介したケーブル６５２の接地
をプローブハンドルアセンブリ５６のボタン１５０、１
５２の作動と同一であると見なすように設計されてい
る。このオプションポート１５４は、ケーブル６５２及
び端子６５６を介して金属製または導電性の物体６５８
に接続している。このようにプローブ６６０が導電性物
体６５８に接触した時、プローブ６６０が接地される。
ケーブル６５２が接地し、電圧Ｖが大地レベルまで降下
することによって、接地信号がアナログ／デジタル変換
器６５９及びソフトウェアを介して送られて、プローブ
ハンドルアセンブリ５６を作動させる。従って、端部プ
ローブ６６０が物体６５８と接触した結果は、プローブ
ハンドルアセンブリ５６のスイッチの作動に相当する。
これは、金属物体を走査するための理想的なセットアッ
プであり、プローブハンドルアセンブリ５６のスイッチ
を常にオンにしておく必要がなくなる。本発明のこの接
触プローブ６５０のさらなる好都合な特徴は、プローブ
チップ６６０が物体６５８に接触する最初の瞬間に接触
スイッチが作動するため、物体６５８を巻き込む余分
な、また後の移動が回避または排除され、初期測定が外
的衝撃を受けない。
【００７４】図７には、アームの様々な移動ハウジング
の回転範囲に関して詳細に説明されており、不完全な球
形溝１２８と、各組の移動ハウジングの全回転を最大３
３０゜に制限することによってアームの部材を保護する
ストップねじ１３０とが設けられている。この構造はＣ
ＭＭ１０の多くの使用例で完全に満足できるものであ
る。しかし、ここで説明するように、本発明の第２の好
適な実施例は、各移動ハウジング組の回転を３３０゜で
はなく６６０゜にすることができる。
の回転範囲に関して詳細に説明されており、不完全な球
形溝１２８と、各組の移動ハウジングの全回転を最大３
３０゜に制限することによってアームの部材を保護する
ストップねじ１３０とが設けられている。この構造はＣ
ＭＭ１０の多くの使用例で完全に満足できるものであ
る。しかし、ここで説明するように、本発明の第２の好
適な実施例は、各移動ハウジング組の回転を３３０゜で
はなく６６０゜にすることができる。
【００７５】この新規な機構は、移動ハウジングの２つ
の半割体に２つの不完全な円形溝を形成し、その中に入
った２つの円弧形のシャトルが上記２つのそれぞれの溝
内を自由に移動できるようにしており、また６６０゜全
回転した後の不完全溝の端部にハードストップを設けて
いる。図２７Ａ〜２７Ｅには、移動ハウジングセットが
７００で概略的に示されている。図２８Ａは本発明の移
動ハウジング組に６６０゜の全回転を与える第２の好適
な構造に使用される円弧形シャトルの上面図であり、図
２８Ｂは円弧形シャトルの側面図である。組み合わされ
る溝は、シャトル７０２（図２８Ａ及び図２８Ｂを参照
されたい）を収容できる大きさで、移動ハウジング軸の
肩部及び移動ハウジングの対応の肩部に適当な深さで加
工されている。一例では、シャトル７０２は高さが０．
２４６”（約６．２５ｍｍ）、内径が１．０４２”（約
２．６４７ｃｍ）、外径が１．１８７”（約３．０１５
ｃｍ）で、シャトル７０２の長さ部分がこれらの半径の
円の２０゜の円弧であることが好ましく、シャトル７０
２はプラスチック材製である。Ｘは移動ケースハウジン
グ肩部内の３０゜のストップ円弧を示し、Ｙは移動ハウ
ジング軸肩部の３０゜のストップ円弧を示している。移
動ケースハウジング内の溝７０４は、シャトル７０２の
高さの半分を収容できる大きさであって、適当に仕上げ
されて、シャトル７０２が移動ハウジングの溝７０４
（図２７Ｂを参照されたい）及び移動ハウジング軸の溝
７０６（図２７Ｃを参照されたい）内を自由に移動でき
るようにしている。図２７Ｂ〜図２７Ｅではシャトル７
０２に斜線の陰が付けられている。図２７Ｂ及び２７Ｃ
に示されているように、シャトル溝は図２７ＢのＸスト
ップ部分（移動ハウジング肩部内のシャトル溝を表
す。）に隣接したＰ位置及び図２７ＣのＹストップ部分
（移動ハウジング軸肩部内のシャトル溝を表す）に隣接
したＰ位置から図２７ＢのＸストップ部分に隣接したＰ
１位置及び図２７ＣのＹストップ部分に隣接したＰ１位
置まで３３０゜移動自在である。図２７Ｄに示されてい
るように、シャトル７０２はこの時、反時計回りに３３
０゜回転した後に図２７Ｄに示されているようにＹ部分
及びＸ部分の間に固定される。図２７Ｅに示すように、
このために移動ケースアセンブリがさらに時計回り方向
に３３０゜回転することができる。予防措置として、ア
ームが本発明によって６６０゜以上移動した場合にＣＭ
Ｍ１０の部材の変形を防止するため、シャトル７０２は
せん断強さを備えるように設計されることに注意された
い。シャトル７０２の交換を容易にするために設けられ
る窓スロットは図示されていない。
の半割体に２つの不完全な円形溝を形成し、その中に入
った２つの円弧形のシャトルが上記２つのそれぞれの溝
内を自由に移動できるようにしており、また６６０゜全
回転した後の不完全溝の端部にハードストップを設けて
いる。図２７Ａ〜２７Ｅには、移動ハウジングセットが
７００で概略的に示されている。図２８Ａは本発明の移
動ハウジング組に６６０゜の全回転を与える第２の好適
な構造に使用される円弧形シャトルの上面図であり、図
２８Ｂは円弧形シャトルの側面図である。組み合わされ
る溝は、シャトル７０２（図２８Ａ及び図２８Ｂを参照
されたい）を収容できる大きさで、移動ハウジング軸の
肩部及び移動ハウジングの対応の肩部に適当な深さで加
工されている。一例では、シャトル７０２は高さが０．
２４６”（約６．２５ｍｍ）、内径が１．０４２”（約
２．６４７ｃｍ）、外径が１．１８７”（約３．０１５
ｃｍ）で、シャトル７０２の長さ部分がこれらの半径の
円の２０゜の円弧であることが好ましく、シャトル７０
２はプラスチック材製である。Ｘは移動ケースハウジン
グ肩部内の３０゜のストップ円弧を示し、Ｙは移動ハウ
ジング軸肩部の３０゜のストップ円弧を示している。移
動ケースハウジング内の溝７０４は、シャトル７０２の
高さの半分を収容できる大きさであって、適当に仕上げ
されて、シャトル７０２が移動ハウジングの溝７０４
（図２７Ｂを参照されたい）及び移動ハウジング軸の溝
７０６（図２７Ｃを参照されたい）内を自由に移動でき
るようにしている。図２７Ｂ〜図２７Ｅではシャトル７
０２に斜線の陰が付けられている。図２７Ｂ及び２７Ｃ
に示されているように、シャトル溝は図２７ＢのＸスト
ップ部分（移動ハウジング肩部内のシャトル溝を表
す。）に隣接したＰ位置及び図２７ＣのＹストップ部分
（移動ハウジング軸肩部内のシャトル溝を表す）に隣接
したＰ位置から図２７ＢのＸストップ部分に隣接したＰ
１位置及び図２７ＣのＹストップ部分に隣接したＰ１位
置まで３３０゜移動自在である。図２７Ｄに示されてい
るように、シャトル７０２はこの時、反時計回りに３３
０゜回転した後に図２７Ｄに示されているようにＹ部分
及びＸ部分の間に固定される。図２７Ｅに示すように、
このために移動ケースアセンブリがさらに時計回り方向
に３３０゜回転することができる。予防措置として、ア
ームが本発明によって６６０゜以上移動した場合にＣＭ
Ｍ１０の部材の変形を防止するため、シャトル７０２は
せん断強さを備えるように設計されることに注意された
い。シャトル７０２の交換を容易にするために設けられ
る窓スロットは図示されていない。
【００７６】以上に好適な実施例を説明してきたが、発
明の精神の範囲内において様々な変更を加えることがで
きる。従って、本発明の上記記載は説明のためであっ
て、制限を加えるものではないことを理解されたい。
明の精神の範囲内において様々な変更を加えることがで
きる。従って、本発明の上記記載は説明のためであっ
て、制限を加えるものではないことを理解されたい。
【００７７】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明において
は、装置の持ち運びができ、安価で、容易に測定できる
大きさすなわち体積が限定されることもない三次元座標
測定装置を提供することができるという優れた効果を奏
する。
は、装置の持ち運びができ、安価で、容易に測定できる
大きさすなわち体積が限定されることもない三次元座標
測定装置を提供することができるという優れた効果を奏
する。
【図１】 座標測定器、コントローラボックス及びホス
トコンピュータを備えた本発明の三次元測定装置を説明
する概略前面図である。
トコンピュータを備えた本発明の三次元測定装置を説明
する概略前面図である。
【図２】 操縦可能なアームに載せられたシリアルボッ
クスの上に載せられたホストコンピュータを示す側面図
である。
クスの上に載せられたホストコンピュータを示す側面図
である。
【図３】 セオドライトスタンド上に取り付けられた本
発明の三次元測定装置の側面図である。
発明の三次元測定装置の側面図である。
【図４】 図１に示されているＣＭＭの背面図である。
【図５】 図１のＣＣＭの、一部断面で示した立面図で
ある。
ある。
【図６】 図１のＣＭＭに使用されている移動ハウジン
グの分解側面図。
グの分解側面図。
【図７】 直角向きに組み合わせられた２つの移動ハウ
ジングの断面図。
ジングの断面図。
【図８】 図１のＣＣＭに使用されている釣り合いばね
の拡大側面図である。
の拡大側面図である。
【図９】 図９Ａ及び図９Ｂは、図１のハンドル／プロ
ーブアセンブリの上面図及び下面図である。
ーブアセンブリの上面図及び下面図である。
【図１０】 ボールプローブ及び先細プローブの側面図
である。
である。
【図１１】 図１のコントローラボックスの拡大前面図
である。
である。
【図１２】 図１のコントローラボックスの拡大背面図
である。
である。
【図１３】 図１の三次元測定装置用の電子部材の概略
図である。
図である。
【図１４】 プローブチップ校正システムを説明する図
１のＣＭＭの側面図である。
１のＣＭＭの側面図である。
【図１５】 プローブチップを校正する方法を説明する
概略上面図である。
概略上面図である。
【図１６】 ボールバーで校正中の図１のＣＭＭの側面
図である。
図である。
【図１７】 新規な円錐形ボールバー装置で校正中の図
１のＣＭＭの側面図である。
１のＣＭＭの側面図である。
【図１８】 新規な円錐形ボールバー装置で校正中の図
１のＣＭＭの側面図である。
１のＣＭＭの側面図である。
【図１９】 最適化ジグを使用して図１のＣＭＭを最適
化する方法を説明する側面図である。
化する方法を説明する側面図である。
【図２０】 図１９のジグに使用される精密ステップゲ
ージの、それぞれ前面図、背面図、上面図、右側面図、
左側面図である。
ージの、それぞれ前面図、背面図、上面図、右側面図、
左側面図である。
【図２１】 図１９の装置を用いて図１のＣＭＭを最適
化する方法を示す概略図である。
化する方法を示す概略図である。
【図２２】 測定アームと測定すべき物体との間に安定
性を与えるための支柱を説明する、本発明の測定アーム
の概略的前面図である。
性を与えるための支柱を説明する、本発明の測定アーム
の概略的前面図である。
【図２３】 図２３Ａは、６自由度を２−２−２の配置
で有する好適な実施例を示す本発明の測定アームの概略
的前面図である。図２３Ｂは、６自由度を２−１−３の
配置で有する第２の好適な実施例を示す本発明の測定ア
ームの概略的前面図である。図２３Ｃは、７自由度を２
−２−３の配置で有する第３の好適な実施例を示す本発
明の測定アームの概略的前面図である。
で有する好適な実施例を示す本発明の測定アームの概略
的前面図である。図２３Ｂは、６自由度を２−１−３の
配置で有する第２の好適な実施例を示す本発明の測定ア
ームの概略的前面図である。図２３Ｃは、７自由度を２
−２−３の配置で有する第３の好適な実施例を示す本発
明の測定アームの概略的前面図である。
【図２４】 図２４Ａは、図１のＣＭＭの概略的前面図
で、ＣＭＭ、シリアルボックス及びホストコンピュータ
がケーブルで接続されているところを示す。図２４Ｂ
は、シリアルボックスを小型化して、直接的に測定アー
ムの側部（またはベース）に取り付けた変更形ＣＭＭの
概略的前面図で、シリアルボックス及びホストコンピュ
ータの両方が遠隔測定によって信号を送受信できる。
で、ＣＭＭ、シリアルボックス及びホストコンピュータ
がケーブルで接続されているところを示す。図２４Ｂ
は、シリアルボックスを小型化して、直接的に測定アー
ムの側部（またはベース）に取り付けた変更形ＣＭＭの
概略的前面図で、シリアルボックス及びホストコンピュ
ータの両方が遠隔測定によって信号を送受信できる。
【図２５】 図６の移動ハウジングの一部分の中心線に
沿った断面図であり、本発明の好適な変更形軸受構造を
示している。
沿った断面図であり、本発明の好適な変更形軸受構造を
示している。
【図２６】 適正なローブを自動的に識別するためにプ
ローブ軸を受け取る深さが異なった加工穴を備えた２種
類のプローブの、一部断面で示した各々の側面図であ
る。図２６Ｃは、図２６Ａ及び図２６Ｂのプローブの加
工穴深さを自動的に感知できるトランスジューサプロー
ブ軸取り付け部の中心線を通る断面図。
ローブ軸を受け取る深さが異なった加工穴を備えた２種
類のプローブの、一部断面で示した各々の側面図であ
る。図２６Ｃは、図２６Ａ及び図２６Ｂのプローブの加
工穴深さを自動的に感知できるトランスジューサプロー
ブ軸取り付け部の中心線を通る断面図。
【図２７】 図２７Ａは、本発明によるＣＭＭの各自由
度で６６０゜の回転を可能にする移動ハウジング及び軸
の第２の好適な変更形ストップ構造の、一部断面で示し
た部分概略図である。図２７Ｂは、回転前の図２７Ａの
２７Ｂ−２７Ｂ線に沿った断面図である。図２７Ｃは、
回転前の図２７Ａの２７Ｃ−２７Ｃ線に沿った断面図で
ある。図２７Ｄは、反時計回りに３３０゜回転した後の
図２７Ａの２７Ｄ−２７Ｄ線に沿った断面図である。図
２７Ｅは、時計回りに３３０゜回転した後の図２７Ａの
２７Ｅ−２７Ｅ線に沿った断面図である。
度で６６０゜の回転を可能にする移動ハウジング及び軸
の第２の好適な変更形ストップ構造の、一部断面で示し
た部分概略図である。図２７Ｂは、回転前の図２７Ａの
２７Ｂ−２７Ｂ線に沿った断面図である。図２７Ｃは、
回転前の図２７Ａの２７Ｃ−２７Ｃ線に沿った断面図で
ある。図２７Ｄは、反時計回りに３３０゜回転した後の
図２７Ａの２７Ｄ−２７Ｄ線に沿った断面図である。図
２７Ｅは、時計回りに３３０゜回転した後の図２７Ａの
２７Ｅ−２７Ｅ線に沿った断面図である。
【図２８】 図２８Ａは、本発明によるシャトルの上面
図で、図２８Ｂは、本発明によるシャトルの前面図であ
る。
図で、図２８Ｂは、本発明によるシャトルの前面図であ
る。
【図２９】 図２９Ａ及び図２９Ｂは、図６のそれぞれ
２９Ａ−２９Ａ線及び２９Ｂ−２９Ｂ線に沿った図面で
ある。
２９Ａ−２９Ａ線及び２９Ｂ−２９Ｂ線に沿った図面で
ある。
【図３０】 本発明によるプローブ取り付け部を一部断
面で示したマーキングペンプローブの前面図である。図
３０Ｅは、図中の３０Ｅ−３０Ｅ線に沿った断面図であ
る。
面で示したマーキングペンプローブの前面図である。図
３０Ｅは、図中の３０Ｅ−３０Ｅ線に沿った断面図であ
る。
【図３１】 本発明の自動パンチプローブの、一部断面
で示した前面図。
で示した前面図。
【図３２】 本発明の感圧プローブの、一部断面で示し
た前面図。
た前面図。
【図３３】 本発明のドリル取り付けプローブの、一部
断面で示した前面図である。
断面で示した前面図である。
【図３４】 本発明の接地時に測定を行う接触プローブ
の概略図。
の概略図。
１０ 座標測定器 １２ アーム １４ 支持ベース １６ シリアルボックス １８ ホストコンピュータ ４０、４２、４６、４８、５２、５４ 移動ハウジング ８０ エンコーダ １５８、１６０ プローブ
Claims (41)
- 【請求項１】 第１及び第２の対向端部を備えており、
また複数のジョイントを設けて、その各ジョイントが１
自由度に対応することによって選択体積内を移動できる
ようになっており、前記ジョイントの各々が位置信号を
発生する位置トランスジューサ手段を収納するための回
転移動ハウジングを有するようにした可動アームと、 前記可動アームの前記第１端部に取り付けられた支持ベ
ースと、 前記可動アームの前記第２端部に取り付けられたプロー
ブと、 前記トランスジューサから前記位置信号を受け取って、
選択体積内での前記プローブの位置及び方位に対応した
デジタル座標を発生する電子回路手段とを有することを
特徴とする三次元座標測定装置。 - 【請求項２】 前記移動ハウジングはさらに、 １組の初荷重を加えられた組み合わせ軸受を設けてお
り、前記初荷重は内レース及び外レースの特殊な研削に
よって決定されて、設置中のローディング時に一定量の
初荷重がアセンブリに加えられるようにしたことを特徴
とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項３】 前記組み合わせ軸受組のレースは前記ケ
ーシングに永久的に固定されていることを特徴とする請
求項２に記載の測定装置。 - 【請求項４】 前記組み合わせ軸受組にプレストレスを
加える圧縮手段を設けていることを特徴とする請求項２
に記載の測定装置。 - 【請求項５】 前記圧縮手段は、 前記ケーシングの前記軸に螺着されて、その間に前記組
み合わせ玉軸受を挟み込む圧縮ナットを有していること
を特徴とする請求項４に記載の測定装置。 - 【請求項６】 前記移動ハウジングは、ハウジング肩部
及び軸肩部を備えており、さらに、 各移動ハウジングが６６０゜回転できるようにするため
に移動ハウジング肩部及び移動軸肩部の両方に設けられ
た溝手段と、 前記移動ハウジングの機械的応力による機械的過負荷を
防止するせん断シャトル手段とを備えていることを特徴
とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項７】 前記移動ハウジングは、ハウジング肩部
及び軸肩部を備えており、さらに、 各移動ハウジングが３３０゜回転できるようにするため
に移動ハウジング肩部及び移動軸肩部の両方に設けられ
た溝手段と、 前記移動ハウジングの機械的応力による機械的過負荷を
防止するせん断シャトル手段とを備えていることを特徴
とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項８】 前記せん断シャフトはプラスチック製で
あることを特徴とする請求項６に記載の測定装置。 - 【請求項９】 シャトルの長さは、移動手段の移動ハウ
ジング肩部及び移動軸肩部の両方の溝手段によって定め
られる丸味の２０゜の円弧であることを特徴とする請求
項６に記載の測定装置。 - 【請求項１０】 前記支持ベースと測定される物体との
間に剛性及び安定性を与えるため、調節可能な支柱手段
が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の測
定装置。 - 【請求項１１】 端部作動器がＣＭＭによって自動的に
識別されるようにするための手段がプローブアセンブリ
内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
測定装置。 - 【請求項１２】 端部作動器にマーキングプローブを取
り付けるための手段が設けられていることを特徴とする
請求項１１に記載の測定装置。 - 【請求項１３】 前記手段はねじ付き手段であることを
特徴とする請求項１２に記載の測定装置。 - 【請求項１４】 前記マーキングプローブは取り付け装
置及びマーキングペンを有していることを特徴とする請
求項１２に記載の測定装置。 - 【請求項１５】 前記取り付け装置は取り付けステムを
備えており、前記ステムは第１端部に前記可動アームの
内孔にはめ込まれるシャンクを、第２端部に前記プロー
ブと螺合されるねじ付き構造部を設けていることを特徴
とする請求項１４に記載の測定装置。 - 【請求項１６】 端部作動器にパンチマーキングプロー
ブを取り付ける手段が設けられていることを特徴とする
請求項１１に記載の測定装置。 - 【請求項１７】 前記パンチプローブは反跳ばね及びト
リガアセンブリを有していることを特徴とする請求項１
６に記載の測定装置。 - 【請求項１８】 端部作動器に感圧トランスジューサプ
ローブを取り付ける手段が設けられていることを特徴と
する請求項１１に記載の測定装置。 - 【請求項１９】 端部作動器にドリルプローブを取り付
ける手段が設けられていることを特徴とする請求項１１
に記載の測定装置。 - 【請求項２０】 外部動力源をドリルプローブに取り付
ける手段が設けられていることを特徴とする請求項１９
に記載の測定装置。 - 【請求項２１】 端部作動器に導通プローブを取り付け
る手段が設けられていることを特徴とする請求項１１に
記載の測定装置。 - 【請求項２２】 ７自由度を備えていることを特徴とす
る請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項２３】 信号が遠隔測定によって送信されて、
遠隔測定信号を介してホストコンピュータによって受信
されることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項２４】 前記支持ベースはさらに、それから測
定すべき物体用の支持部材まで延出した支柱を備えてお
り、前記支柱が可動アームと測定すべき物体との間の安
定性を向上させることを特徴とする請求項１に記載の測
定装置。 - 【請求項２５】 前記支柱は、少なくとも１つの調節可
能な部材によって軸方向に取り付けられた少なくとも２
つの部分を有しており、また前記支柱は第１及び第２端
部の各々に回動取り付け部を備えており、前記第１端部
は前記支持ベースに回動可能に取り付けられ、前記第２
端部は測定すべき物体用の前記支持部材に回動可能に取
り付けられていることを特徴とする請求項２４に記載の
測定装置。 - 【請求項２６】 前記少なくとも１つの調節可能な部材
は前記少なくとも２つの部分に螺着されていることを特
徴とする請求項２５に記載の測定装置。 - 【請求項２７】 前記第２端部側の前記支持部材との回
動取り付け部は前記支持部材を把持するクランプを備え
ており、前記クランプは前記第２端部に回動可能に取り
付けられていることを特徴とする請求項２５に記載の測
定装置。 - 【請求項２８】 前記クランプはＣクランプであること
を特徴とする請求項２７に記載の測定装置。 - 【請求項２９】 前記可動アームは第１、第２及び第３
ジョイント構造部を設けており、第１ジョイント構造部
は２自由度を備え、第２ジョイント構造部は２自由度を
備え、第３ジョイント構造部は２自由度を備えて、６自
由度を与えることを特徴とする請求項１に記載の測定装
置。 - 【請求項３０】 前記可動アームは第１、第２及び第３
ジョイント構造部を設けており、第１ジョイント構造部
は２自由度を備え、第２ジョイント構造部は１自由度を
備え、第３ジョイント構造部は３自由度を備えて、６自
由度を与えることを特徴とする請求項１に記載の測定装
置。 - 【請求項３１】 前記可動アームは第１、第２及び第３
ジョイント構造部を設けており、第１ジョイント構造部
は２自由度を備え、第２ジョイント構造部は２自由度を
備え、第３ジョイント構造部は３自由度を備えて、７自
由度を与えることを特徴とする請求項１に記載の測定装
置。 - 【請求項３２】 前記可動アームに順次作動可能に接続
されたシリアルボックス及びホストコンピュータを備え
ていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項３３】 前記可動アーム、シリアルボックス及
びホストコンピュータは、遠隔測定信号送信機及び遠隔
測定信号受信機を介して相互接続されていることを特徴
とする請求項３２に記載の測定装置。 - 【請求項３４】 前記アームは１対の向き合わせて層状
配置された軸受によって支持されていることを特徴とす
る請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項３５】 前記軸受はねじ付きナットによって初
荷重を加えられていることを特徴とする請求項３４に記
載の測定装置。 - 【請求項３６】 前記プローブは感圧プローブであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項３７】 前記プローブは、球形、平底形、ボー
ル形及び先細形から選択された端部チップを備えた感圧
プローブであることを特徴とする請求項３６に記載の測
定装置。 - 【請求項３８】 前記感圧プローブは、測定装置回路に
作動連結された少なくとも１つの内蔵型ひずみ計を有し
ていることを特徴とする請求項３６に記載の測定装置。 - 【請求項３９】 前記プローブは接触プローブであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項４０】 前記接触プローブは自動スイッチにな
ることを特徴とする請求項３９に記載の測定装置。 - 【請求項４１】 前記移動ハウジングは約３０゜のスト
ップ円弧を備えていることを特徴とする請求項６に記載
の測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/398592 | 1995-03-03 | ||
| US08/398,592 US5611147A (en) | 1993-02-23 | 1995-03-03 | Three dimensional coordinate measuring apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261745A true JPH08261745A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3240549B2 JP3240549B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=23575969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04643996A Expired - Fee Related JP3240549B2 (ja) | 1995-03-03 | 1996-03-04 | 三次元座標測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5611147A (ja) |
| EP (3) | EP1189124B1 (ja) |
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